Benzin aus Bakterien Schwarzes Gold aus dem Silicon Valley

Wasserstoff, Brennstoffzellen, Elektroantrieb - fieberhaft wird nach Alternativen zum Öl gesucht. Start-up-Firmen im Silicon Valley meinen: Es gibt keine. Sie arbeiten daran, mit gentechnisch veränderten Bakterien und Hefepilzen Pflanzenabfälle in Diesel zu verwandeln.

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Schon immer war das Silicon Valley fruchtbar gewesen. Früher wurden hier Obst und Gemüse angebaut. Dann wuchsen in dem dem 80 Kilometer langen und 20 Kilometer breiten Tal südlich der San Francisco Bay große Ideen zu großen Weltkonzernen heran: Intel, Apple, Hewlett-Packard, Ebay, Yahoo, Google, Oracle - Halbleiterindustrie, Computerboom, Web 1.0, Web 2.0.

E.-Coli-Bakterien: Aus Pflanzenabfällen Öl herstellen
Amyris

E.-Coli-Bakterien: Aus Pflanzenabfällen Öl herstellen

Hier nahm die digitale Revolution ihren Anfang, hier haben Elektronik-, Software- und Internet-Unternehmen aus dem Nichts die Welt verändert. Hier wurden Studenten zu Milliardären. Und wenn es nach dem Willen der Risikokapital-Investoren geht, könnte im Silicon Valley in den nächsten Jahren die nächste Revolution heranwachsen.

Die Investoren sind im Ölrausch. Im Öl-2.0-Rausch. Das Objekt ihrer Begierde ist aber diesmal nicht digital sondern sehr real: Biotech-Start-ups im Silicon Valley arbeiten daran, mit gentechnisch veränderten Mikroben Öl und Benzin herzustellen. Ihr Ausgangsstoff: Pflanzenabfälle.

Niemand weiß derzeit, wie schnell die Ölvorräte der Welt erschöpft sein werden. Genaue Angaben zu den tatsächlichen Öl-Reserven des Planeten gibt es nicht, denn die Opec-Länder wollen sich nicht in die Karten gucken lassen. Alternativen zum Öl und Benzin sind gesucht, und noch scheint das Rennen um den Sprit der Zukunft nicht entschieden: Wasserstoff, Ethanol, Brennstoffzellen, Strom - alles ist möglich.

"Die Qualität des Öls ist extrem hoch"

Allerdings haben alle diese Energieträger Nachteile: Wasserstoff ist schwer zu transportieren und zu lagern, die Ethanol-Produktion steht in Konkurrenz zum Nahrungsmittelanbau, und Elektroautos fehlt es noch an leistungsfähigen Akkus. Der größte Nachteil aber ist: Für die Erzeugung, Verteilung und Nutzung aller dieser Antriebsstoffe wäre eine gänzlich neue Infrastruktur notwendig - neue Pipelines, neue Tankstellen, neue Motoren.

Das wird teuer. Und keiner will der Erste sein. Die typische Catch-22-Situation: Für neue Antriebsarten braucht man neue Infrastrukturen. Für neue Infrastrukturen aber erst mal die neuen Antriebsarten. Am besten wäre es, wenn alles so bliebe, wie es ist. Denn Öl ist eigentlich super. Leicht zu transportieren, enorm energiehaltig, seit Jahrzehnten etabliert - einen besseren Treibstoff als Öl gibt es nicht. Wenn es doch nur in unerschöpflichen Mengen verfügbar und zudem nicht so klimaschädlich wäre!

Das sehen die Biotech-Start-ups Amyris und LS9 genauso. Sie haben Mikroben so verändert, dass sie Treibstoff herstellen mit dem man direkt sein Auto befüllen kann. LS9 macht sich vorwiegend gentechnisch veränderte E.-Coli-Bakterien als Mini-Fabriken zunutze, Amyris setzt auf modifizierte Hefepilze. Das Futter für beide Mikroben ist Zucker. Ähnlich wie in einer Bierbrauerei wird Öl also in einem großen Tank gebraut. Nur mit dem Unterschied, dass das begehrte Produkt ganz einfach an der Oberfläche abgeschöpft werden kann - und nicht etwa wie Alkohol noch aufwendig destilliert werden muss. "Die Qualität des Öls ist extrem hoch", sagt Uwe Sauer im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Sauer ist Mikrobiologe und Systembiologe und erforscht die Stoffwechselnetzwerke von Mikroben an der ETH Zürich. Er ist wissenschaftlicher Berater der Firma LS9.

Der Sprit soll aus Pflanzenabfällen entstehen

"Das synthetische Öl ist sogar fast noch besser als konventionelles", sagt Sauer. Denn gefördertes Rohöl, das aus der Erde gepumpt wird, ist immer von unterschiedlicher Qualität. "Hier kann man das gewünschte Öl quasi in Reinform herstellen."

Zucker zu Öl. Die Lösung kann das noch nicht sein, denn man will nicht in die Bioethanol-Falle tappen. Bereits jetzt sorgt die Produktion von Bioethanol aus Zuckerrohr oder Mais für steigende Lebensmittelpreise und Proteste in Entwicklungs- und Schwellenländern.

Erklärtes Ziel der Firmen ist es daher, Sprit aus Zellulose, sprich Pflanzenabfällen, herzustellen. Denn die sind ein Abfallprodukt der Landwirtschaft. Es geht auch schlicht um die notwendigen Größenordnungen: "Pflanzenabfälle sind die einzigen Rohmaterialien, die in den benötigten Mengen zur Verfügung stehen", sagt Sauer.

Pflanzenabfälle - das sind die Zellwände der Pflanzen. Sie bestehen hauptsächlich aus Zellulose, dem "Beton der Pflanze", wie es Sauer formuliert. Die Zellulose gibt der Pflanze die nötige Stabilität. Chemisch gesehen ist Zellulose ein Polysaccharid, ein großes Molekül aus vielen Zuckerbausteinen. Damit die Öl-Bakterien Zellulose verwerten können, muss sie aber vorher in ihre Zucker-Einzelbestandteile zerhackt werden. "Dafür gibt es bereits gute Lösungen", sagt Sauer. Aber dieser Prozess kostet Energie und Geld. "Die Ölproduktion selbst ist gar nicht besonders aufwendig", meint Sauer. Wenngleich sie auch die Schlüsseltechnologie in dem ganzen Prozess ist. Über den Preis eines Barrels synthetischen Öls wird jedoch vor allem entscheiden, wie effizient und kostengünstig eine Öl-2.0-Firma die Pflanzenabfälle und die Zellulose aufspalten kann.

Auch Alexander Steinbüchel, Mikrobiologe am Institut für Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie der Universität Münster sagt im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE: "Man arbeitet daran, Bakterien zu erzeugen, die mit Pflanzenabfällen gefüttert werden und Benzin ausspucken." Wer es schaffe, diesen "Superbug" zu erzeugen, der wird den Durchbruch geschafft haben. Und dem winke ein Milliardengeschäft, so Steinbüchel. Er hält es für möglich, dass das schon in fünf Jahren soweit sein kann. "Es ist letztlich eine Frage, wie viel man in diese Forschung investiert", sagt Steinbüchel. Seiner Einschätzung nach werde in den USA sehr intensiv in dieser Richtung geforscht, in Deutschland weniger. Doch "mit Sicherheit" auch in aufstrebenden Wirtschaftsnationen wie China, deren Benzindurst stetig steigt.

Aber wie steht es um die Produktionskapazitäten des Bakterien-Benzins? Und wie groß ist die benötigte Reaktorfläche? Bisher hat es LS9 nach eigenen Angaben geschafft, einen 1000-Liter-Tank zu bauen, der so viel Diesel pro Woche produziert, wie einem Barrel konventionellen Öls entspricht. Die Rechnung ist einfach: Der Öl-Reaktor braucht 3,7 Quadratmeter Fläche. Um den Jahresbedarf der Bundesrepublik Deutschland (747 Millionen Barrel Öl im Jahr 2007) mit künstlich hergestelltem Öl zu decken, bräuchte man also eine 53 Quadratkilometer große Anlage - in etwa die Fläche des Starnberger Sees.

Erste Dieselproduktion in Brasilien geplant

Bis zum Jahr 2010 will das Konkurrenzunternehmen Amyris einen Diesel produzieren, der 80 Prozent weniger Treibhausgasemissionen aufweist und stabiler sein soll als konventioneller Diesel. Sowohl Benzin als auch Diesel, so verspricht Amyris, könnten mit denselben Ausgangsmaterialien und in denselben Produktionsstätten hergestellt werden, in denen jetzt schon Bioethanol produziert wird. Dafür will das Unternehmen ein Joint-Venture mit Crystalsev eingehen, einem der größten brasilianischen Zucker- und Bioethanol-Produzenten.

"Die Dieselproduktion auf Zuckerbasis ist nur ein Zwischenschritt", erklärt Sauer. Die Firmen wollten möglichst schnell demonstrieren, dass ihre Technologie einsatzfähig sei. Der Standort Brasilien biete sich an, weil man dort die politische Entscheidungen getroffen habe, sich vollständig mittels Bioethanol aus Zucker vom Öl unabhängig zu machen. Das Ziel bleibe aber nach wie vor, Öl aus Pflanzenabfällen herzustellen.

Auch LS9 hat ehrgeizige Pläne: Nach eigenen Angaben will man in den nächsten drei bis fünf Jahren einen kommerziellen Treibstoff herstellen, der konkurrenzfähig zu Barrel-Preisen von 40 bis 50 Dollar sein soll.

Die Zeit arbeitet für Amyris und LS9. Bereits jetzt kostet das Barrel Rohöl 140 Dollar, Tendenz steigend. Das französische Öl-Institut IPP hält Preise von 300 Dollar pro Barrel bis zum Jahr 2015 für möglich.. Doch dann könnte es vielleicht längst schon sprießen - das Schwarze Gold aus dem Silicon Valley.



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