Die Nahrungsmittelproduktion ist in einem Maße zentral für das Klimaproblem, das die Energiewende allein nicht lösen kann. Globale Ernährungssysteme tragen dazu bei, etwa 34 Prozent von allen anthropogenen Treibhausgasemissionen. Die Weltbevölkerung beträgt Es wird erwartet, dass sie bis 2050 auf fast 10 Milliarden ansteigen wird.Um diese Nachfrage nach den derzeitigen landwirtschaftlichen Modellen zu befriedigen, müssen riesige Landflächen umgewandelt werden, die über bestehende Kohlenstoffspeicher und Biodiversität verfügen.
Pflanzliche Proteine haben das Problem der Viehhaltung teilweise gelöst. Ihr Anbau erfordert jedoch weiterhin fruchtbare Böden, Wasser und chemische Mittel. Der strukturelle Konflikt zwischen der Ernährung einer wachsenden Bevölkerung und dem Schutz der natürlichen Systeme, von denen die Landwirtschaft abhängt, ist nach wie vor ungelöst.
ArboreaDas Londoner Klimatechnologie-Startup Arborea entwickelt eine Produktionsplattform, die dieses Problem an der Wurzel packen soll. Sein BioSolar Leaf-System industrialisiert die Photosynthese, um Mikroalgen auf unfruchtbaren Böden zu kultivieren. Kohlendioxid und natürliches Sonnenlicht sind die einzigen Ausgangsstoffe. Das System bindet Kohlenstoff als Produktionsbedingung. Dr. Kaly Chatakondu, Global Commercial Director von Arborea, formuliert es so: „Kohlendioxid ist nicht länger ein Problem, sondern wird plötzlich zum Rohstoff.“
Wie das System funktioniert
Das BioSolar Leaf ähnelt in seiner Form einem Solarpanel. In jedem Modul befindet sich ein Netzwerk aus Kultivierungsröhrchen, in denen Wasser transportiert wird, in dem Mikroalgen wachsen. Die Röhrchen funktionieren wie eine umgekehrte Lunge, die CO₂ aufnimmt und Sauerstoff abgibt. „Es atmet Kohlendioxid ein und Sauerstoff aus – in atmenden Kultivierungsröhrchen“, erklärte Chatakondu gegenüber Climate Solutions News. „Das ist im Grunde Photosynthese, ein natürlicher Prozess, der vor drei Milliarden Jahren auf der Erde entstand. Aber sozusagen Photosynthese auf Steroiden. Das ist industrielle Photosynthese.“
Herkömmliche Nutzpflanzen liefern ein bis zwei Ernten pro Jahr. Das BioSolar Leaf ermöglicht eine tägliche Ernte und läuft bis zu 365 Zyklen pro Jahr. Die CO₂-Zufuhr benötigt keine Druckbeaufschlagung. Der Prozess arbeitet mit Konzentrationen unter zwei Prozent. Er kann industrielle Abgase, Verbrennungsrückstände aus der Landwirtschaft oder Umgebungsluft nutzen. Das Wasser zirkuliert kontinuierlich in einem geschlossenen Kreislauf, unabhängig von Regen oder Bodenbeschaffenheit.
Arborea nutzt patentierte, gasdurchlässige Membranen aus recyceltem Kunststoff, um CO₂ in Umgebungskonzentrationen aufzunehmen. Die geschlossene, kontrollierte Umgebung eliminiert die Risiken von Kreuzkontaminationen, die offene Teichsysteme in der Vergangenheit eingeschränkt haben. „Zwei Tonnen Kohlendioxid werden zu einer Tonne Inhaltsstoffen“, sagte Chatakondu. „Damit ist die Umweltbilanz in jeder Hinsicht optimal.“
Die Abbildung dient lediglich der Veranschaulichung. Zeigt nicht die tatsächliche Maschine oder Ausrüstung.
Eine vielseitige Zutatenplattform
Arboreas Markteintrittspunkt ist Spirulina. Es enthält etwa 65 bis 70 Prozent Protein (Massenanteil). Darüber hinaus liefert es Eisen, Zink, Magnesium, B-Vitamine und Omega-3-Fettsäuren. Spirulina ist in den meisten Ländern für die Verwendung in Lebensmitteln zugelassen und wurde bereits vor Inkrafttreten der Novel-Food-Verordnung weltweit eingesetzt. „Solange man natürliche, schonende Extraktionsmethoden anwendet, gibt es kaum regulatorische Hürden“, so Chatakondu. „Regulierungen sind kein Hindernis, sondern eher ein Bremsklotz.“
Das aus Arboreas Spirulina gewonnene Protein ist wasserlöslich, geschmacksneutral und hell. Es besitzt schäumende, gelierende und emulgierende Eigenschaften. Es kann herkömmliche Proteine in pflanzlichen Milchalternativen, Backwaren und Getränken ersetzen, ohne dass Maskierungsmittel oder größere Rezepturänderungen erforderlich sind. Natürliche Pigmente, Omega-3-Fettsäuren sowie bioaktive Vitamine und Mineralstoffe lassen sich aus derselben Biomasse extrahieren. „Manche Verfahren scheitern, weil man nur eine geringe Produktmenge gewinnt“, so Chatakondu. „Hier hingegen ist jeder Teil der Mikroalge für verschiedene Anwendungen wertvoll.“
Abgesehen von Spirulina ist die Plattform prinzipiell substratunabhängig. Über 30,000 photosynthetische Mikroalgenarten sind der Wissenschaft bekannt. „Mit diesem Verfahren lassen sich buchstäblich alle photosynthetischen Mikroalgen herstellen“, so Chatakondu. „Man kann beispielsweise eine mit einem hohen Gehalt an Omega-3-Fettsäuren, eine mit einem hohen Gehalt an anderen Lipiden für Biokraftstoffe oder eine mit einem hohen Gehalt an bestimmten Inhaltsstoffen für pharmazeutische Anwendungen benötigen. Das ist industrielle Photosynthese. Es spielt keine Rolle, welche Mikroalge man in diesen Röhrchen züchtet.“
Eindruck einer zukünftigen Arborea-Anlage in voller Größe.
Warum frühere Mikroalgenprojekte Schwierigkeiten hatten
Der Mikroalgensektor hat über Jahrzehnte hinweg großes wissenschaftliches Interesse geweckt, jedoch nur wenige kommerziell betriebene Anlagen hervorgebracht. Chatakondu setzt sich direkt mit dieser bisherigen Entwicklung auseinander. Becken in Rennbahnen bergen das Risiko einer Kontamination durch organische Toxine oder Schwermetalle und liefern uneinheitliche Erträge. Konventionelle Röhrenphotobioreaktoren können zwar qualitativ hochwertige Algen liefern, sind aber mit hohen Investitionskosten verbunden und schlecht skalierbar. Fermentationsprozesse erfordern typischerweise Druckgase und eine teure Infrastruktur.
„Unser Verfahren überwindet im Grunde jede dieser Hürden“, sagte Chatakondu. „Es ist kapitalarm, hervorragend skalierbar und vollständig kontrollierbar. Es besteht keine Gefahr einer Kreuzkontamination und sowohl Geschmack als auch Nährwert lassen sich exzellent kontrollieren.“
Arborea beziffert die Investitionskosten seines Systems auf etwa ein Zehntel der Kosten von Röhrenphotobioreaktoren. Diese Berechnung ist von Bedeutung. Sie verändert das Risikoprofil für große Lebensmittelunternehmen, die langfristige Liefervereinbarungen mit einem Hersteller neuartiger Zutaten anstreben.
Kommerzielle Traktion
Arborea hat Abnahmeverträge und bezahlte Kooperationsvereinbarungen mit großen, nicht namentlich genannten Lebensmittelkonzernen abgeschlossen. Die Kooperationen erstrecken sich auf die Bereiche Milchprodukte, Getränke und pharmazeutische Anwendungen. Eine der offengelegten Partnerschaften besteht mit AB InBevArborea, der weltweit größte Brauereikonzern, und sein Partner entwickeln in Mexiko ein BioSolar Leaf-Pilotprojekt zur CO₂-Abscheidung aus dem Brauprozess. Dieses Projekt dient als praktisches Beispiel für das von Arborea angestrebte Modell der gemeinsamen Nutzung: CO₂, das als Industrieabfall entsteht, soll in die Lebensmittel- und Zutatenproduktion fließen.
Im Dezember 2024, Arborea 5 Millionen Euro Finanzierungsrunde abgeschlossen Unter der Führung von Indico Capital Partners und mit Beteiligung der Banco Português de Fomento beläuft sich das Risikokapital auf insgesamt rund 9.5 Millionen US-Dollar. Hinzu kommen Fördermittel in Höhe von weiteren 4.5 Millionen US-Dollar, darunter auch Unterstützung vom Europäischen Innovationsrat. Stephan de Moraes, geschäftsführender Gesellschafter von Indico Capital, erklärte, das BioSolar Leaf-System produziere „eine höhere Proteinmenge als alle anderen Lebensmittelproduktionsmethoden, einschließlich Landwirtschaft und Tierhaltung“.
Chatakondu stieß Anfang 2024 zu Arborea, nachdem er über drei Jahrzehnte in leitenden Positionen in der Lebensmittelindustrie tätig gewesen war. Er promovierte in Chemie an der Universität Oxford. Ihn zogen sowohl die wirtschaftlichen als auch die wissenschaftlichen Aspekte an: „Die Wissenschaft faszinierte mich, aber im Fall von Arborea war die wirtschaftliche Skalierbarkeit ebenso überzeugend. Das reichte aus, um mich zum Sprung zu bewegen, die multinationale Welt zu verlassen und in die Startup-Szene einzusteigen.“
Einige Produkte von Arborea.
Skalierung und was als Nächstes kommt
Die Pilotanlage von Arborea in Lissabon wurde als techno-ökonomisches Modell für eine vollwertige Produktionsanlage konzipiert. Die erste Fabrik im industriellen Maßstab entsteht in Portugal auf einem Gelände inmitten einer Olivenplantage. Der Boden ist zu stark degradiert, als dass dort selbst Oliven wachsen könnten; das CO₂ wird durch die Verbrennung von Olivenabfällen gewonnen. Die Anlage soll 2026 oder 2027 in Betrieb gehen und jährlich mehrere hundert Tonnen Zutaten produzieren. Der Großteil der Kapazität ist bereits durch Abnahmeverträge gesichert.
Die langfristige Expansion erfolgt über Joint Ventures und Technologielizenzierung. Arborea plant nicht, alle zukünftigen Produktionsstätten selbst zu bauen und zu betreiben. Die regionalen Triebkräfte sind unterschiedlich. In Asien und Teilen des Nahen Ostens steht die Ernährungssicherheit in Gebieten mit begrenzter Landfläche im Vordergrund. In Europa sind es die Nachweise über eine entwaldungsfreie Rohstoffbeschaffung. In Nordamerika konzentrieren sich die Unternehmen auf kontrollierte Produktion und schadstofffreie Zutaten. „Wir wollen der Welt die technologischen und wirtschaftlichen Vorteile unserer Technologie beweisen“, sagte Chatakondu. „Sie sind äußerst attraktiv, aber wir wollen sie erst noch unter Beweis stellen.“
Verifizierung, Skalierung und der Portugal-Test
Arborea beschreibt seinen Produktionsprozess als klimapositiv. Laut Chatakondu bestätigen die Pilotdaten diese Aussage: Zwei Tonnen CO₂ werden zu einer Tonne Inhaltsstoffen umgewandelt, Wasser wird ohne Nachfüllen im Kreislauf geführt und es wird kein Ackerland benötigt. Diese Behauptung wurde jedoch noch nicht unabhängig überprüft. Das Unternehmen gibt an, dass für eine formale Überprüfung die kommerzielle Anlage zunächst in Betrieb genommen werden muss.
Die Suche der Lebensmittelindustrie nach Proteinen, die ohne Landnutzung, Frischwasserverbrauch und die notwendige Kohlenstoffbindung auskommen, dauert seit Jahren an – ohne eindeutige Lösung. Arboreas Ansatz ist der bisher vielversprechendste. Die Fabrik in Portugal und die anschließende unabhängige Überprüfung werden zeigen, ob diese Einschätzung zutrifft.
Lorem ipsum dolor sitzen amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod zeit incididunt ut labore und dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud Übung ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat. Duis aute irure dolor in reprehenderit in voluptate velit esse cillum dolore eu fugiat nulla pariatur. Excepteur sint occaecat cupidatat nicht proident, sunt in culpa qui officia deserunt mollit anim id est laborum.
