09:34 14 Dezember 2018
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    Manna aus der Luft? – Forscher wollen Welt mit Sonnenenergie und Bakterien ernähren

    Manna aus der Luft? – Forscher wollen Welt mit Sonnenenergie und Bakterien ernähren

    © Foto : Solar Foods
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    Valentin Raskatov
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    Laut der Bibel ließ Gott angeblich Brot, das Manna, vom Himmel fallen, um die Israeliten zu ernähren. Finnische Forscher haben nun Nahrung quasi aus Luft hergestellt – indem sie essbare Bakterien mit dieser Luft ernährt haben. Sie wollen damit den Welthunger bekämpfen, dem Klimawandel Einhalt gebieten und im Weltraum Kosmonauten versorgen.

    Die Weltbevölkerung hat sich von 1950 bis 2018 verdreifacht. Der Bedarf an Nahrungsmitteln steigt und steigt – auf 70 Prozent mehr bis 2050, wenn die Bevölkerung des Planeten weiter anwächst. Von der überhaupt bewohnbaren Fläche der Erde werden bereits 50 Prozent landwirtschaftlich genutzt. Die Grenze ist klar markiert. Nur indem weitere Wälder gerodet werden, kann mehr Fläche nutzbar gemacht werden. Zudem gehen der Landwirtschaft jährlich zehn Millionen Hektar Ackerfläche verloren – auch das ein Grund zur Sorge.

    Gleichzeitig macht der Klimawandel der Menschheit zu schaffen. Prognosen zufolge könnte die Durchschnittstemperatur bis 2100 um bis zu vier Grad Celsius steigen. Zu den schmelzenden Polkappen kommt, dass die Regenwälder der Welt, die „Grüne Lunge der Erde“, für neue Ackerflächen gerodet werden. Das breitet sich mit einer Geschwindigkeit von 20 Fußballfeldern pro Minute aus. Nicht zu vergessen: Die positiven Rückkopplungen, wenn etwa die Weltmeere bei heißerer Temperatur mehr Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre freisetzen, das wiederum den Treibhauseffekt verstärkt.

    Lebensmittel durch Sonne und Luft

    Eine eigenartige Lösung für beide Probleme haben finnische Forscher der Technischen Universität Lappeenranta entwickelt. Bei ihrer Technologie wird schlichtweg auf Landfläche verzichtet und die Nahrung mittels Solarenergie direkt aus Luft erzeugt: Aus der Luft wird durch Filter Wasser und Kohlenstoffdioxid gewonnen. Das Wasser wird unter Energiezufuhr aus den Solarmodulen in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Schließlich wandern der Wasserstoff und das Kohlenstoffdioxid in einen Behälter – das ist der Punkt, wo die Nahrung nicht ganz aus Luft besteht.

    Hier finden alle Bestandteile zusammen
    © Foto : LUT
    Hier finden alle Bestandteile zusammen

    „Die Grundlage der Technologie beruht darauf, dass es auf der Erde natürlich vorkommende Lebensformen gibt, die Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff als Kohlenstoff- und Energiequelle benutzen“, erklärt Pasi Vainikka gegenüber Sputnik. Der Forscher und Geschäftsführer von „Solar Foods“ weiter: „Wir haben diese Bakterien in der Natur gesucht und isoliert, dann kamen sie in das Labor und später in die Fabrik, wo sie vermehrt wurden.“

    Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff kommen seinen Worten nach dann in Form von Bläschen in eine Flüssigkeit mit Bakterien und werden von diesen verzehrt. Dabei vermehren sich Bakterien, aus Kohlenstoffdioxid und Wasser entsteht so Biomasse. Das Entscheidende: „Die Mikroben sind dann essbar“, betont Vainikka. Die Fabrik selbst sei vom Aufbau mit einer Brauerei vergleichbar, nur dass dort nicht Zucker zu Alkohol vergärt werde.

    Ist das das Feld von morgen?
    © Foto : Solar Foods
    Ist das das Feld von morgen?

    Bakterien-Diät gegen Welthunger

    Für das neue Nahrungsmittel gilt: Bakterium ist nicht gleich Bakterium, die Nährwerte variieren. „Es gibt eine Spannbreite von Bakterien, die unterschiedliche Biomasse produzieren“, so Vainikka. „Aber für sie alle gilt ganz grob, dass sie proteinreich sind. Sie bestehen zu 50 bis 60 Prozent aus Protein und zu etwa 20 Prozent aus Kohlenwasserstoffen und Fetten. Von der Zusammensetzung her ist das vergleichbar mit Algen oder Soja. Der Nährwert bewegt sich also irgendwo zwischen pflanzen- und fleischbasierter Ernährung.“

    Allerdings sei eine komplett bakterielle Ernährung vorerst nicht empfehlenswert. Der Mensch brauche auch verschiedene Nährstoffe, Vitamine sowie Salze für den Elektrolyt-Haushalt.

    Essbare Bakterien: Von Sonne und Luft bis in den Mund
    © Foto : Solar Foods
    Essbare Bakterien: Von Sonne und Luft bis in den Mund

    Alles können die Bakterien heute also nicht alleine stemmen. Der Geschäftsführer von Solar Foods hob hervor: „Es könnte jedenfalls schon heute in bedeutendem Maße eine Proteinquelle für Menschen sein. Bei dem Proteinanteil von Diäten könnte es also eine große Rolle spielen.“ Er fügte mit Blick in die Zukunft hervor: „Wenn wir eines Tages eine große Breite mikrobieller Nahrungsmittel haben, warum sollten wir das dann nicht machen?“

    Ist das das Essen von morgen?
    © Foto : Solar Foods
    Ist das das Essen von morgen?

    Gesundheitsschädlich seien die Bakterien nicht. Sie könnten allesamt vor dem Verzehr getötet werden. Das verhindere aber eventuell „probiotische Wirkungen, die noch gründlich untersucht werden müssen“, so der Forscher. Er erinnerte zum Beispiel an Joghurt und andere Milchprodukte, die gerade wegen der darin enthaltenen Bakterien so gesund sind.

    Außerdem brauche die Menschheit beim Bevölkerungswachstum und der Knappheit an nutzbaren Ackerland schlichtweg „etwas Fundamentals, das nicht fünf Prozent besser ist, sondern 10 oder 100mal so effizient und klimafreundlich“. Vainikka machte darauf aufmerksam, dass ein Sojabohnenfeld das 20.000-Fache der Fläche einer „Solar Foods“-Fabrik verbrauche. Würden die Solarzellenparks hinzugezählt, wäre der Landverbrauch immer noch bei nur einem Zehntel eines Sojafelds. Aber es werde nicht nur mehr Nahrung auf demselben Raum produziert: Der Ort, an dem die „Bakterien-Brauerei“ gebaut wird, könne völlig frei gewählt werden.

    Neue Wälder statt Ackerfelder

    „Wir können Nahrung an Orten herstellen, wo nichts wächst. Wir brauchen kein fruchtbares Land, das wir kultivieren müssen, um diese Nahrung zu erzeugen. Wir können es in der Sahara, in der Arktis, ja sogar im Weltraum machen. Die Orte, an denen etwas wachsen kann, können wir zurückverwandeln in Wälder, die wiederum Kohlenstoffdioxid aus der Luft binden und sich so vorteilhaft auf das Klima auswirken.“

    Vainikka ergänzte: „Wir könnten also eine Wiederaufforstung im großen Stil vorantreiben.“ Außerdem werde in der Brauerei kein Zucker verbraucht, der auch Anbaufläche verschlinge. Luft dagegen werde nicht angebaut und verbrauche keinen Boden.

    Nahrung im Kosmos und auf dem Mars

    Interesse an der Technologie hat die Europäische Raumfahrtagentur (ESA) geäußert. Hier geht es laut dem Geschäftsführer darum, zu ermitteln, ob solche Nahrung auf Bakterienbasis bei Missionen im Raum direkt im Raumschiff produziert werden können – aus der umgebenden Luft und Wasser. Ebenso geht es um mögliche Fabriken direkt auf dem Mars. Dort gibt es Sonnenenergie und die Atmosphäre ist sehr reich an Kohlenstoffdioxid.

    Bei der Reise gelte es streng darauf zu achten, dass alle entscheidenden Stoffe im Kreislauf bleiben, so Vainikka. „Weil eine Reise zum Mars sehr lange dauert, wenn man sie etwa mit einer Reise zum Mond vergleicht, müssen wir auch das Problem der Nahrungsversorgung lösen. Wir können schon heute während der Flüge das ausgeatmete CO2 wieder ausfiltern und von der Luft trennen. Und das CO2 können wir dann mit Sonnenenergie wieder in Proteine verwandeln.“

    Beim Wasser ist nach den Worten des Forschers noch mehr Vorsicht geboten: „In Skandinavien nutzen wir hier einfach Leitungswasser. Und das bisschen Abwasser, das im Prozess entsteht, kommt in die Kanalisation. So läuft das auch mit Brauereien. In der Wüste dagegen muss man das Wasser aus der Luft melken. Die Raumfahrt ist ein Extremfall. Da müsste jeder mögliche Schweißtropfen, den man sammeln kann, gesammelt werden. Aber Wasser kann im Flug ziemlich effizient im Kreislauf gehalten werden. Es ist also machbar.“

    Nächster Schritt: Zulassung als Lebensmittel

    Die essbaren Bakterien sollen 2021 auf den Markt kommen. Bis dahin gibt es für die Forscher noch viel zu tun. „Die meiste Zeit wird einer Zulassung als neuartiger Nahrung dienen“, teilte der Geschäftsführer mit. „Wir müssen der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) zeigen, dass diese Nahrung, die Menschen nie zuvor serviert wurde, ein gutes Nahrungsmittel ist.“

    Interviewpartner Pasi Vainikka
    © Foto : Solar Foods
    Interviewpartner Pasi Vainikka

    Viele Tests seien noch notwendig – und dafür viel Geld. „Solar Foods“ hat bislang nur eine kleine Probe des Stoffs hergestellt. Das aus der Technischen Universität Lappeenranta ausgegründete Unternehmen ist erst ein Jahr alt. Auf der Welt verfolgen andere Forschergruppen ähnliche Strategien. „Solar Foods“ hofft laut seines Geschäftsführers aber, als erster den Markt zu erreichen.

    Die Idee selbst sei nicht neu, merkte Vainikka an. „Die Idee ist im Zusammenhang mit Reisen im Weltraum in den 60er-Jahren von den Sowjets und der NASA erfunden worden, als sie sich darüber Gedanken gemacht haben, wie Essen im Weltraum produziert werden kann. Die Sowjets hatten außerdem den Plan, diese Lebensformen zur Nahrungserzeugung auf unterschiedlichen Abfallprodukten aus der Ölindustrie einzusetzen, unter anderem unter Einsatz von Methanol.“

    Das Interview mit Pasi Vainikka in voller Länge:

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    Tags:
    Solarenergie, Ernährung, Hunger, Klimawandel, Bibel, Raumfahrt, Bakterien, Wissenschaft, Finnland