Künstliche Bäume – große Wirkung durch kleine Organismen

Mikroalgen bieten jede Menge bisher ungenutztes Potenzial und sind ein Hoffnungsträger im Kampf gegen den Klimawandel. Was Forschern und Biotechnologen schon lange klar war, wird mittlerweile auch von Unternehmen genutzt. Doch wie kann man die kleinen Organismen entsprechend einsetzen, um beispielsweise die Luftverschmutzung in Großstädten zu reduzieren? Und welche kreativen Ideen gibt es?

Smog ist mittlerweile in vielen Großstädten ein gewaltiges Problem. Durch das rasante Wachstum der Städte und die zunehmende Abgasbelastung der Luft durch Industrie und Fahrzeuge werden große Mengen an CO2 und Feinstaub freigesetzt. Neu-Delhi in Indien oder Shenyang in China sind Beispiele für besonders betroffene Metropolen. Teilweise ist dort vor lauter Smog der Himmel nicht zu sehen. Die Verschmutzungswerte liegen deutlich über den Feinstaub-Grenzwerten der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und werden als sehr ungesund eingestuft. Forschern zufolge ist die Luft in Neu-Dehli so schädlich für die Lunge wie das Rauchen von Zigaretten am Tag.

In Deutschland ist die Luftqualität insgesamt in den letzten 25 Jahren aufgrund branchenübergreifend effizienterer und emissionsärmerer Techniken und Modernisierungen beispielsweise bei Filteranlagen oder Autos deutlich besser geworden. Trotzdem werden auch hierzulande immer noch Grenzwerte und Empfehlungen der WHO zu Schadstoffen in der Luft überschritten. Städte wie Stuttgart kämpfen gegen zu hohe Schadstoffwerte und lösen regelmäßig Feinstaubalarm aus. Für die Gesundheit der Anwohner und auch für den Klimawandel ist diese Belastung daher immer noch fatal. Aus diesem Grund wird nach nachhaltigen Lösungen zur Reduzierung der Luftverschmutzung gesucht. Das Pflanzen von Bäumen kann Abhilfe schaffen. Das Problem: Aufgrund von Wohnungsknappheit werden gerade in den Ballungsgebieten auch Grünflächen immer rarer. Dicht besiedelte Städte bieten daher nicht den Raum für eine ausreichende Bepflanzung, die sie so dringend bräuchten. Es muss also eine Lösung gefunden werden, die mit wenig Platz auskommt.

Quelle: “obs/Green City Solutions”

Das Unternehmen GreenCity Solutions aus Dresden entwickelte beispielsweise den City Tree, einen vertikalen Moosgarten, der in diversen Großstädten wie Berlin und Frankfurt installiert ist. Der City Tree beherbergt verschiedene Moosarten, die bis zu 80 Prozent des in der Luft enthaltenen Feinstaubs aufnehmen können und gleichzeitig Sauerstoff produzieren. Zusätzlich filtert eine eingebaute Ventilationsanlage die ausgestoßene Atemluft von bis zu 7.000 Menschen pro Stunde. Verbunden ist der vertikale Moosgarten mit einer IoT-Anlage, die genaue Informationen zu Wetter- und Umweltdaten und zur Umgebung sowie den Zustand des City Trees liefert. So kann beispielsweise permanent beobachtet werden, ob der künstliche Moosgarten eine gute Wirkung erzielt oder ob der City Tree gewartet werden muss. Allerdings gibt es noch eine Wunderwaffe, die laut Biologen und Klimaforschern im Kampf gegen den Klimawandel der Hoffnungsträger ist: Mikroalgen in Form von künstlichen Bäumen.

Sind künstliche Bäume die Zukunft?

Als eine Möglichkeit dem Problem von Smog und Luftverschmutzung in Verbindung mit Platzmangel zu begegnen, entwickelte das Startup BiomiTech aus Mexiko einen künstlichen Baum. Der sogenannte BioUrban 2.0-Baum kann nach Angaben des Unternehmens die Leistung von 368 echten Bäumen ersetzen. Für den vier Meter hohen und drei Meter breiten künstlichen Baum verwendet das Unternehmen organische Mikroalgen, die hinter Stahlband angeordnet die verunreinigte Luft in den Städten reinigen. Da vermutlich aber niemand in der Zukunft durch Wälder aus Metallbäumen wandern möchte, möchte auch das Unternehmen keine natürlichen Bäume ersetzen, sondern lediglich Lösungen für Gebiete anbieten, in denen eine herkömmliche Bepflanzung nicht möglich ist. Auch kleinere Modelle sind mittlerweile in Produktion, beispielsweise für den Einsatz in verrauchten Bars oder Clubs.

Auch das Unternehmen Arborea aus Großbritannien hat sich zum Ziel gesetzt, mit seiner Arbeit Treibhausgase und den Klimawandel zu bekämpfen. Gründer und CEO Julian Melchiorri beschäftigt sich mit Biotechnologien und biomimetischen Techniken. Sein wohl bekanntestes Modul ist der Exhale Bionic Chandelier – ein aus Mikroalgen bestehender lebendiger Kronleuchter, der die Luft in den Innenräumen des Victoria & Albert-Museums in London reinigt. Melchiorri entwickelte auch das Biosolar Blatt, das die Arbeit eines echten Blatts nachahmt. Im Inneren des Blatts sind Mikroalgen wie in einem Gewächshaus eingeschlossen, so benötigen sie weniger Wasser. Aus dem einzelnen Modul lassen sich natürlich auch größere Strukturen eben in Form eines Baums bilden.

Aber was macht Mikroalgen so besonders und wie funktioniert das Ganze? Die Algen werden zuerst entweder in offenen Becken oder in geschlossenen Photobioreaktoren kultiviert und gezüchtet. In den künstlichen Bäumen macht man sich dann die natürliche Photosynthese zu Eigen, um Kohlenstoffdioxid zu binden und in Sauerstoff umzuwandeln. Die Mikroalgen sind in einer Art Solarzelle untergebracht und ziehen ihre Energie aus dem Sonnenlicht. Sie fungieren quasi als Luftfilter, um die Schadstoffe in der Luft zu verringern.

Gerade im Kampf gegen den Klimawandel bieten sie jede Menge noch ungenutztes Potenzial. Ihr Vorteil: Sie sind die am schnellsten wachsenden Organismen auf dem Planeten, sind besonders anspruchslos in der Pflege und leicht zu vermehren. Bisher werden Mikroalgen allerdings nur wenig eingesetzt. Es stellt sich daher die Frage: wenn Mikroalgen in Form von künstlichen Bäumen so vielversprechend sind – warum werden sie dann nicht mehr eingesetzt?

Nicht nur das Symptom muss bekämpft werden

Eine große Rolle spielen wie so oft die Kosten. Leider ist der Preis für die Produktion und den Einsatz von Mikroalgen in künstlichen Bäumen sehr hoch und die Produktionsmengen zu gering. Aus diesem Grund können sie (noch) nicht mit anderen Klimaschutzmaßnahmen mithalten. Die Anschaffungskosten eines BioUrban 2.0 Baums liegen beispielsweise bei 50.000 US-Dollar. Dazu ist auch die zur Verbesserung der Luftqualität benötigte Menge an künstlichen Bäumen aktuell nicht umsetzbar. Denn um die von der Politik gesteckten Ziele zur Reduzierung von negativen Emissionen in der Luft zu erreichen, würde man für den Algenanbau und das Aufstellen der künstlichen Bäume riesige Flächen benötigen.

Es muss also ein generelles Umdenken stattfinden und nicht nur das Symptom, sondern die Ursache bekämpft werden. Es müssen Lösungen zur Verringerung von Smog und Feinstaub gefunden werden. Der Einsatz von Mikroalgen in künstlichen Bäumen kann jedoch dabei helfen, das Problem in belasteten Gebieten zu einem gewissen Grad zu verringern.