05. September 2017

Wenn der Algenteppich gluckert

Das Algenhaus BIQ: Die nach Südwest und Südost ausgerichteten Fassaden sind auf 200 Quadratmetern
Fotos: Colt International

Ein leises Blubbern, aufsteigende Blasen, wie im Aquarium: Im Hamburger Stadtteil Wilhelmsburg steht ein Algenhaus, dessen Fassade viel Aufmerksamkeit erregt. Hier wachsen Algen, die Energie für die Hausbewohner erzeugen.

Algen an der Fassade? Für die meisten Hausbesitzer klingt das eher wie ein Alptraum. Doch das Algenhaus in Hamburg ist ein Beispiel dafür, dass Algen nützlich sind. Mit Hilfe der grünen Einzeller können Fassaden künftig viele Aufgaben übernehmen, sind Forscher überzeugt. Zum Beispiel über die eigene Hülle Energie erzeugen, speichern und selbst nutzen. So gesehen ist eine Fassade weit mehr als eine ästhetische Gebäudehülle.

Bestes Beispiel: Das Haus mit dem offiziellen Namen BIQ – Abkürzung für »Bio-Intelligenz-Quotient«. Ein Vorzeigeobjekt der Internationalen Bauausstellung 2013. Weltweit ist hier zum ersten Mal eine Algenfassade an einem Gebäude realisiert worden. Das BIQ ist ein kubisches, fünfgeschossiges Passivhaus, mit 15 Wohnungen, nach einem Entwurf des Architekturbüros Splitterwerk aus Graz.

An der Südwest- und der Südostseite des Gebäudes ist der Fassade eine zweite Außenhülle vorgestellt: die Bioreaktorfassade. Sie besteht aus wasserdurchströmten Glaselementen, in denen Mikroalgen gezüchtet werden. Das Haus dient einerseits als Demonstrationsanlage, die zeigt, was heute schon technisch möglich ist. Gleichzeitig liefert sie Erkenntnisse für Forschung und Entwicklung, mit denen die Technologie weiterentwickelt wird.

Mikroalgen produzieren Biomasse und Wärme

In den Glaspaneelen befindet sich Wasser mit Algen und Nährstoffen. Das auftreffende Licht sorgt dafür, dass sich das Gemisch erwärmt und die Mini-Algen wachsen. Die Algen betreiben Photosynthese, dabei binden sie Kohlendioxid. Durch Photosynthese und Solarthermie wird Wärme als auch Biomasse produziert. Die entstehende Wärme wird für Warmwasser und Heizung im Gebäude genutzt. Überschüssige Wärme wird im Erdboden gespeichert. Sie steht dem Haus über Wärmetauscher unmittelbar als Heizenergie zur Verfügung. Die Biomasse wird in einem Tank gespeichert, der etwa einmal wöchentlich abtransportiert und in einem externen Biogaswerk zu Biogas verarbeitet wird, das als Heizgas oder zum Betrieb von Motoren verwendet werden kann.

Es kann auch zu Nahrungsmitteln verarbeitet werden. Als Pulver oder Paste sind Algen zum Beispiel in Bioläden erhältlich, sie gelten als Powerpaket für die Gesundheit. Bis zu zweimal täglich werden die Algen ­geerntet und an mehrere Universitäten geliefert, die Technologien zur Energiegewinnung entwickeln.

Und wie entsteht die grüne Farbe an der Fassade? Dafür ist der Pflanzenfarbstoff Chlorophyll in den Algen verantwortlich. Je mehr Algen im Wasser sind, desto intensiver wird das Grün. Helles Grün bedeutet weniger Wärmeertrag, dunkles bis schwarzes Grün bedeutet sehr hohen Ertrag. Hoher Füllstand bedeutet maximale Ausbeute. Große Blasen bedeuten hohen Ertrag. Beim Aufsteigen der Blasen hört man ein Gluckern und je nach Druck der unten in die Paneele eingeblasenen Luft ein unterschiedlich intensives »Plop«.

Hohe Erträge an Wärme und Algen werden dadurch erzielt, dass das Wasser in den Paneelen turbulent durchmischt wird, indem in kurzen Abständen Druckluft eingeblasen wird. Dabei entstehen große Blasen, die einen Sog erzeugen und die Algen nach oben mitreißen. Kunststoffkügelchen sorgen dabei dafür, dass die Glasscheiben von innen gereinigt werden. Alle Paneele sind so zusammengeschaltet, dass das Wasser wie in einem Heizkreislauf zirkuliert und die Wärme und die Algen in der Technikzentrale geerntet werden. Gleichzeitig werden hier Nährstoffe und Kohlendioxid aus Rauchgas zugesetzt, um die Algen zu versorgen.

Lichtschutz und Wärmedämmung

Laut Martin Kerner, dessen Firma SCC sich auf Planung und Umsetzung neuer Energie-Technologien spezialisiert hat, und nach dessen patentierter Technologie die Glasreaktoren für die Fassade konstruiert wurden, können die 129 Glasquader, sogenannte Bioreaktoren, noch mehr: Die Algen in den knapp drei Meter hohen und 70 Zentimeter breiten Biolamellen wirken als Lichtschutz. Sie passen ihre Farbe der Sonnenintensität an. Außerdem sind vor jeden Reaktor zwei Glasplatten geklebt, die für Wärmedämmung und Lärmschutz sorgen. Die ­Bilanz des Investors und Algenexperten Dr. Martin ­Kerner, nach über drei Betriebsjahren: Die grünen Einzeller vermehren sich gut. Der Wärmeertrag ist höher als erwartet. Die »grüne Solarthermieanlage« ist fast so ertragreich wie eine herkömmliche thermische Anlage. Allerdings ist die Anlage noch störanfällig.

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