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Mit Methoden der Verfahrenstechnik wird an der Hochschule Anhalt daran gearbeitet, Torfmoos im großen Maßstab zu züchten. Schritt für Schritt.

Beide nutzen mittels Photosynthese Sonnenlicht als primäre Energiequelle. Deshalb kann durch ihr Wachstum Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre in Biomasse umgewandelt werden. Algen und später das Torfmoos haben sich vor langer Zeit auf diesem Planeten entwickelt, besitzen einen einfachen Aufbau und sind robust. Deshalb kann man sie auch in Umgebungen wie Photobioreaktoren gezielt wachsen lassen. Zudem haben sie die landwirtschaftliche Produktion gemeinsam, wo man sie als umwelt- und klimafreundliche Alternativen zu konventionellen Produkten einsetzen kann. Sie enthalten beide interessante, wenig erforschte Inhaltsstoffe, die zukünftig neue Anwendungsfelder erwarten lassen.

Während meiner Zeit in der Industrie war ich an der Entwicklung von neuartigen, möglichst kostengünstigen Photobioreaktoren beteiligt und habe das Scale-Up in den industriellen Produktionsmaßstab sowie die Produktivitätssteigerungen im Rahmen von Prozessentwicklungen begleitet. Das sind alles Prozesse, die jetzt auch für die Entwicklung eines geeigneten Moos-Photobioreaktors und die Vermehrung des Torfmooses relevant sind. Meine Erfahrungen in der Produktion wirken sich heute positiv auf die Auswahl von Reaktormaterialien und das Design der Reaktoren aus.

Beide Aspekte sind uns sehr wichtig. Der Energieaufwand pro Kilogramm produziertem Moos muss minimiert werden, jedoch ist die Klimaneutralität eine Frage des Treibhausgasausstoßes pro kWh notwendiger Energie. Wir können diesem Ziel gerecht werden, indem wir Energieformen verwenden, die klimaverträglich produziert werden. Natürlich soll der Treibhausgasausstoß geringer sein, als die Menge an Kohlenstoffdioxid, die durch das Wachsen des Mooses gebunden wird. Die Klimaneutralität spielt zudem eine große Rolle bei der Umsetzung der Paludikultur, da sich das Torfmoos hier wiederum um ein Vielfaches vermehrt und Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre in Form von Torf dauerhaft speichert.

MOOSstart bildet die Grundlage für die Skalierbarkeit in der Landwirtschaft, indem es die geleistete Grundlagenforschung in eine anwendungsorientierte Forschung überführt. Im Projekt wird nun gezielt daran gearbeitet, die Dimensionen der Torfmoosproduktion noch schneller zu vergrößern.

Prof. Dr. Claudia Grewe leitet das Projekt MOOSstart.

...ist die Entwicklung eines Bioreaktors. Er soll mehrere Kilogramm Torfmoos täglich produzieren – so kostengünstig wie möglich, ohne dabei an einen Ort gebunden zu sein. Einzelne Arten von Torfmoosen im Labor zu züchten und ein technisches Verfahren zur Vermehrung zu entwickeln, gelang erstmals Forschenden der Universität Freiburg. Als einer von vier Projektpartnern liefert sie auch die Moospflanzen nach Köthen. Hier werden sie von der Doktorandin Maria Glaubitz in Empfang genommen.

Eine der zentralen Aufgaben ist es, den Prozess wirtschaftlich effizient zu gestalten, um bei der späteren Umsetzung eine kleinere finanzielle Hürde zu haben. Das bedeutet, dass alle Teilaspekte des Prozesses bezüglich Material- und Energieeinsatz optimiert werden müssen. In der Biotechnologie sind diese Optima für die gängigen Produktionen mit Hefe, Mikroalgen, Bakterien etc. bereits bekannt. Für Torfmoos gibt es solche Daten noch nicht. Diese sammeln wir hier mit Hilfe von Laborexperimenten in unseren Photobioreaktoren. Es wird beispielsweise getestet, wie man mit dem Einsatz von Licht und Nährstoffen die Produktmenge steigert. Da wir daran arbeiten, immer größere Reaktoren für die Mooskultivierung einzusetzen, gehört zum Beispiel die Planung von Versorgungsleitungen und Erntevorrichtungen zu meinen Aufgaben. Konkret heißt das, auch selbst zu schrauben und zu „tüfteln“.

Dafür sind rund 80 m³ notwendig, was etwa dem Inhalt eines großen Überseecontainers entspricht.

Eine wichtige Errungenschaft war die erfolgreiche Photobioreaktorentwicklung und Kultivierung im technischen Maßstab. Zudem konnten wir wichtige Fragen zur Kohlenstoffdioxidaufnahme des Mooses während der Kultivierung klären. Wir möchten nun herausfinden, wie die Nährstoffdosierung und der Lichtenergieeintrag optimiert werden können. Der Fortschritt macht mich persönlich sehr froh und motiviert mich, die Verbesserung des Verfahrens weiter zu verfolgen.

Maria Glaubitz promoviert an der Hochschule Anhalt zum Thema Zuchtmoos und forscht dazu in den Laboren der Bioverfahrenstechnik.

...fördert das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft das Projekt MOOSstart. Bis dahin soll ein Low-Cost-Bioreaktor entwickelt sein und in ersten Tests Torfmoos-Saatgut hergestellt haben. Industriepartner für diese Praxistests ist die Niedersächsische Rasenkulturen NIRA GmbH & Co. K. Wie schnell und in welchem Ausmaß das Projekt zu flächendeckenden Paludikulturen beitragen kann - also der Bewirtschaftung nasser Moorflächen mit Moos - hängt von verschiedenen Umständen ab. Zum einen ist die Reaktivierung trockengelegter Moore zum Klimaschutz inzwischen gesetzlich verankert. Zudem konnten Forschende der Universität Greifswald nachweisen, dass sich auf wiedervernässten Mooren Moos erfolgreich ausbringen lässt. Die Ökobiologen legten wichtige Grundsteine für MOOSstart und sind ebenfalls Partner des Projekts. Über diesen Weg ließe sich erheblich schneller Kohlenstoff speichern als über renaturierte bzw. stillgelegte Flächen, wo Moose nur etwa einen Millimeter pro Jahr wachsen. Der wirtschaftliche Effekt: Torfmoose lassen sich ernten und als Alternative in Substraten für den Garten- und Landschaftsbau einsetzen. Intakte Moore könnten so vor Torf-Abbau geschützt werden. Doch das ist bei Landwirten umstritten: zu unsicher, zu unrentabel. Sie nutzen aktuell etwa 80 Prozent der trocken gelegten Moore Deutschlands als Weideland oder Acker.

...ist seit 2020 Professorin für Bioverfahrenstechnik an der Hochschule Anhalt und leitet das Projekt MOOSstart. Sie hat auch in Köthen studiert, an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg promoviert und hat unter anderem auch den Bereich Forschung und Entwicklung der Salata AG geleitet. Im Fokus stand dabei vor allem die Erforschung von Mikroalgen für die industrielle Nutzung. Aktuelle Publikationen stehen auf ihrer persönlichen Seite.

...ist Doktorandin am Promotionszentrum "Life Sciences" der Hochschule Anhalt. Zuvor hat sie Chemie- und Umweltingenieurwesen an der Hochschule Merseburg studiert. Bereits in ihrer Master-Thesis u.a. in Kooperation mit dem Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP spielte der Faktor Nachhaltigkeit eine wichtige Rolle. Mehr dazu auf ihrem LinkedIn-Profil.

In Deutschland gibt es 1,4 Millionen Hektar, die als Moor gelten. Davon sind in den vergangenen Jahrhunderten mehr als 80 Prozent trocken gelegt worden: für Torfabbau, für Land- und Forstwirtschaft. In trockenem Zustand setzen die Moore große Mengen Treibhausgase frei: laut Umweltbundesamt jährlich 53 Millionen, 7,5 Prozent der Gesamtemissionen. Um diesen Trend umzukehren und Moore wieder zu mächtigen Speichern von Kohlenstoff zu machen, gibt es verschiedene Gesetzesinitiativen auf Bundes- und Landesebene. Außerdem wird die Forschung zum Schutz der Moore inklusive ökologischer und ökonomischer Ansätze gefördert: https://www.bmel.de/DE/themen/landwirtschaft/klimaschutz/moorbodenschutz.html