Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)

Analysen und Szenarien zur Nahrungsmittelproduktion aus Mikroalgen

Projektbeschreibung

Mikroalgen bilden aus Kohlendioxid und anorganischen Substanzen hochwertige Inhaltsstoffe, die durch geeignete Produktions-, Ernte- und Aufschlussverfahren für die menschliche Ernährung nutzbar gemacht werden können. Sie lassen sich in technischen Systemen auf marginalen Flächen kultivieren und treten nicht in Flächennutzungskonkurrenz zur klassischen Nahrungsmittelproduktion. Mikroalgen erreichen bis zu fünffach höhere Flächenerträge und deutlich höhere Öl- und Proteinerträge als traditionelle Kulturpflanzen wie Raps oder Soja. Ernährungsphysiologisch besonders wertvoll ist u.a. ihr Gehalt an ungesättigten Omega-3-Fettsäuren und an Proteinen. Damit bieten sie eine gute Ausgangsbasis, um zu einer verantwortungsvollen und umweltverträglichen Entwicklung der Ernährung beizutragen. Ihr Potenzial wird bislang nur wenig genutzt. Kommerzielle Bedeutung haben vor allem Chlorella und Spirulina als Nahrungsergänzungsmittel, Dunaliella salina als Quelle für Beta-Carotin und Haematococcus pluvialis zur Herstellung des Lebensmittelfarbstoffs Astaxanthin. Dabei werden die Algen meist ohne Aufschluss eingesetzt oder nur spezielle Inhaltstoffe extrahiert. Andere Nutzungspfade, wie beispielsweise die Gewinnung von Algen-Proteinen zur Substitution von tierischem Eiweiß oder Soja-Eiweiß, wurden bislang nicht betrachtet.

Ziel des Projekts ist die Analyse der Nutzung von Mikroalgen für die Herstellung von Lebensmitteln am Beispiel der Herstellung von Algen-Protein sowie die Entwicklung von Algen-Szenarien für die Ernährung. Dazu werden Kostenabschätzungen, Lebenszyklusanalysen (LCA) und ein Stakeholder-Workshop durchgeführt. Der Fokus der LCA liegt auf den Massen- und Energiebilanzen und den Auswirkungen auf Klimawandel und Ressourcennutzung. Diese werden für ausgewählte Algen-Prozessketten bilanziert. Des Weiteren werden narrative Szenarien entwickelt und die Treiber und Entwicklungskorridore für die Algen-Nutzung in der Ernährung dargestellt. Abschließend werden im Rahmen eines Stakeholder-Workshops die Chancen und Herausforderungen einer Algen-basierten Ernährung transdisziplinär erarbeitet und die sich daraus ergebenden Hemmnisse sowie Änderungsnotwendigkeiten diskutiert.

Publikationen


2020
Buchaufsätze
Rösch, C.; Roßmann, M.
Mikroalgen statt Fleisch und Soja – die Ernährung der Zukunft?.
2020. Bioökonomie nachhaltig gestalten. Hrsg.: W. Konrad, 343–364, Springer VS, Wiesbaden. doi:10.1007/978-3-658-29433-5_13
2018
Zeitschriftenaufsätze
Rösch, C.; Roßmann, M.; Weickert, S.
Microalgae for integrated food and fuel production.
2018. Global change biology / Bioenergy, 11 (SI, 1), 326–334. doi:10.1111/gcbb.12579
Vorträge
Rösch, C.
Microalgae as an alternative and sustainable protein source.
2018. IFT18 : A Matter of Science and Food, Chicago, IL, July 15-18, 2018 
Rösch, C.
Algen - die Rohstoffproduzenten der Zukunft.
2018. Frauen-Akademie Karlsruhe, 16.April 2018 
Rösch, C.; Roßmann, M.
Key narratives on microalgae for food production.
2018. Congress FOOD 2030: Towards Sustainable Agri-Food Systems, Stuttgart-Hohenheim, September 5-6, 2018 
Rösch, C.; Roßmann, M.
Transdisciplinary development of narratives on algae-based food.
2018. 8th International Conference on Algal Biomass, Biofuels and Bioproducts, Seattle, WA, June 11-13, 2018 
Rösch, C.; Roßmann, M.
Wandel in der Ernährung: Visionen der Nahrungsmittelproduktion aus Mikroalgen.
2018. Workshop “Bioökonomie nachhaltig gestalten”, Universität Hohenheim (2018), Stuttgart, Deutschland, 28. Februar 2018 
2017
Vorträge
Rösch, C.
Nahrungsmittel aus Algen gegen die Überfischung der Meere.
2017. Wissensbuffet “All you can eat and learn” (2017), Karlsruhe, Deutschland, 31. Mai 2017 
Rösch, C.
Visionen der Ernährung aus Algen.
2017. Wissenschaftsfestival EFFEKTE 2017, Karlsruhe, 28.Juni 2017 
Roßmann, M.; Rösch, C.
Scenarios for the application of microalgae as food.
2017. Meeting of the Research Area Microalgae, University of Hohenheim, April 27, 2017 
Roßmann, M.; Rösch, C.
Guiding images, visions and narrative scenarios of an algae-based nutrition.
2017. 2nd International Bioeconomy Congress, Stuttgart-Hohenheim, September 12-13, 2017 
Schrögel, P.; Rösch, C.
Das Wissensbuffet: All you can eat and learn!.
2017. Ausstellung “Zentrum Mensch & Technik” in der Reihe “KIT im Rathaus” (2017), Karlsruhe, Deutschland, 12. Juli 2017 
Poster
Mok, S. T.; Rösch, C.
Life cycle assessment of microalgae as an alternative source of protein for the food sector.
2017. 2nd International Bioeconomy Congress, Stuttgart-Hohenheim, September 12-13, 2017 
Rösch, C.; Scholz, L.
Risk perception of biomass production with genome engineered microalgae.
2017. 2nd International Bioeconomy Congress, Stuttgart-Hohenheim, September 12-13, 2017 
2016
Vorträge
Rösch, C.; Eußner, M.
Cost assessment of the application of microalgae as protein source.
2016. 4th Meeting of the MWK Research Area Microalgae, Stuttgart, July 7, 2016 
Poster
Rösch, C.
Scenarios and cost assessment for the production of algal protein.
2016. 2nd Status Seminar und Interim Evaluation of the Bioeconomy Research Programme Baden-Württemberg, Stuttgart, October 13, 2016 

Kontakt

Dr. Christine Rösch
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Tel.: 0721 608-22704
E-Mail