Klimakrise: Wie helfen Algenwälder gegen den Klimawandel?

Seegraswiesen und Algenwälder können große Mengen Kohlenstoff aus der Atmosphäre ziehen und so die Erderwärmung bremsen. Davon sind nicht nur Meeresbiologen und Klimaforscher begeistert – die neuen Erkenntnisse locken auch Unternehmer an.

Sie sind grünbraun, liegen am Strand und riechen streng: angespülte Seegras- und Algenreste. Worüber Badenixen und Strandläufer die Nase rümpfen, darüber geraten Biologen, Naturschützer und Klimaexperten ins Schwärmen. Denn die sturm- und wellenverzurrten Blätterhaufen an den Küsten zeigen ihnen: Hier gibt es noch Unterwasserwiesen und Algenwälder, hier können Jungfische und Seepferdchen weiden, und, je nach Klimazone, auch mal Meeresschildkröten oder eine Gabelschwanzseekuh.

„Wo Seegraswiesen und Algenwälder wachsen, sind Multitalente mit einer großen Zukunft am Werk“, sagt Thorsten Reusch, Professor am Geomar Helmholtz-Zentrum für Meeresforschung in Kiel – und einer der international führenden Seegras-Experten.

Forscher wie Reusch haben herausgefunden, dass die für Küstennähe typischen Gewächse Seegras und Großalgen, auch Kelp genannt, einen entscheidenden Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel leisten können. Sie filtern nämlich nicht nur ein Zuviel an Nährstoffen aus dem Meer und produzieren große Mengen Sauerstoff, sondern sie lagern auch auf natürliche Weise riesige Mengen des klimaschädlichen CO2 ein. Und spielen damit eine zentrale Rolle in den Ökosystemen. Weltweit versuchen Wissenschaftler nun herauszufinden: Wie viel CO2 ziehen Seegras und Co. tatsächlich aus der Atmosphäre? Und wie lassen sie sich möglichst effizient im Kampf gegen den Klimawandel einsetzen?

Ein Hektar Seegras so gut wie zehn Hektar Wald

Zuletzt sorgte die dänische Biologin Marianne Holmer mit ihren neuesten Studienergebnissen für Aufsehen. Die Professorin und Institutsleiterin an der Süddänischen Universität in Odense überraschte im Januar 2019 die Öffentlichkeit mit der Botschaft, dass ein Hektar Seegras so viel Kohlenstoff binden kann wie zehn Hektar Wald.

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„Gleichzeitig haben Seegraswiesen im Vergleich zu Mikroalgen den großen Vorteil, dass sie den klimaschädlichen Kohlenstoff in luftdicht abgeschlossenen Sedimenten bunkern, so dass er für viele Jahre versiegelt bleibt“, erklärt sie. Das habe einen „unersetzlichen Vorteil“ für die Entwicklung des Klimas.

Insgesamt 20 Seegraswiesen in Dänemark und Finnland hat Marianne Holmer mit ihrem Team untersucht, verglichen und dabei entdeckt, dass die dänischen Habitate bis zu sechsmal soviel CO2 aufnehmen können wie die untersuchten Wiesen in Finnland – und dass eine vor Wellen und Strömungen geschützt liegende Seegrasbucht pro Quadratmeter bis zu 27 Kilogramm Kohlenstoff einlagert. Das ist das Zehnfache der Menge, die Ostsee-Seegraswiesen im Schnitt aufnehmen.

Jetzt will Meeresbiologin Holmer klären, worin sich die Seegrassorten in den verschiedenen Küstenregionen unterscheiden, und zwar hinsichtlich ihrer Wachstumsbedingungen und der Kohlenstoffmenge, die sie an ihrem Standort einlagern: „Im Seegras liegt ein großes Potenzial und der Forschungsbedarf ist riesig.“

Wertvolle Ökosysteme schwinden

Ähnlich wie die Seegraswiesen vergraben auch Salzmarschen und Mangrovenwälder CO2 im Meeresboden. Das Problem ist nur: Alle drei gehören zu den weltweit am schnellsten verschwindenden Ökosystemen. Schuld daran sind Verschmutzung und Überdüngung des Wassers sowie die mechanische Zerstörung des Meeresbodens und ihres Wurzelgeflechts, etwa durch Anker, Schleppnetze und Bauarbeiten, zum Beispiel für Pipelines.

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„Glücklicherweise hat inzwischen, zumindest in Teilen Europas, eine klügere Umweltpolitik dazu geführt, dass weniger Dünger aus der Landwirtschaft im Meer landet“, erklärt Meeresbiologe Thorsten Reusch. Dadurch käme das Seegras im Wattenmeer vor Schleswig-Holstein inzwischen langsam von allein zurück. „Man kann erste, zarte Veränderungen feststellen. Auch an der Ostseeküste vor Kiel wachsen die Seegraswiesen wieder.“

Beobachtungen dieser Art haben Signalwirkung. Denn sie zeigen: durch Umweltschutzmaßahmen kann sich ein Meereslebensraum auch wieder regenerieren. Wenn es also gelingt, die Wiederausbreitung der Unterwassergewächse voranzutreiben, ließe sich dadurch im großen Stil klimaschädliches CO2 binden und für hunderte von Jahren ins Sediment befördern. „Deshalb versuchen Biologen auf der ganzen Welt, Seegraswiesen auch gezielt anzupflanzen. Bisher sind die Erfolge allerdings gering“, so Reusch.

Gezielter Anbau von Seegraswiesen wichtig – aber schwierig

Denn es ist kompliziert, die Samen der Seegraspflanzen zu gewinnen. Zudem müssen Taucher auf den Grund geschickt werden, um jedes einzelne neue Pflänzchen zum passenden Zeitpunkt in den mit frischem Sand aufgeschütteten Meeresboden zu stecken. Nicht immer eine leichte Aufgabe, denn Seegraswiesen können auch in 90 Metern Tiefe existieren. Auch deshalb wollen die Experten nicht allzu große Erwartungen wecken: Seegras alleine werde den Klimawandel nicht stoppen, betonen sie.

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Andere führende Meeresbiologen setzen ihre Hoffnung daher auf Großalgen. Sie haben ebenso großes Potenzial, sind aber deutlich leichter anzupflanzen als das Seegras. Kelp und seine Artverwandten heften sich nämlich einfach an feste Strukturen – sie wachsen auf Felsen ebenso wie auf künstlichen Riffen und absichtlich versenkten U-Bahn-Waggons. Da es zudem rund 9000 Makroalgenarten gibt, findet sich quasi für jeden Standort und Zweck die passende Sorte. Und noch einen Vorteil hat Kelp: Im Vergleich zu Seegras wächst er extrem schnell und bildet Wälder von 60 Metern Höhe.

Der Biologe Carlos Duarte von der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien will nun den Einsatz von Großalgen im Kampf gegen den Klimawandel genauer untersuchen. Der gebürtige Portugiese gilt als einer der bedeutendsten Forscher auf dem Gebiet der Renaturierung mariner Ökosysteme – und ist einer der Entdecker der sogenannten Blue Carbon Strategy – des Prozesses, wie Kohlenstoff in den Meeren gebunden wird. Großalgen und Kelp bedeckten ein fünf Mal größeres Meeresgebiet als Seegräser, berichtet Duarte. Dadurch filterten sie jährlich noch größere CO2-Mengen aus der Atmosphäre als Seegraswiesen.

Duarte und andere renommierte Meeresspezialisten sind überzeugt davon, dass die Menschen mit Großalgen noch eine Chance haben, den Niedergang der Ozeane zurückzudrehen – allerdings nur durch einen gezielten Anbau. In Asien hat das bereits eine lange Tradition. China ist weltweit der größte Algenproduzent und die Nachfrage ist groß – nicht nur von der Nahrungsmittel-, sondern auch von der Pharmaund Kosmetikindustrie. „Ich glaube, dass man die bereits bestehenden Algenfarmen weltweit leicht verhundertfachen könnte“, erklärt Duarte. „Vermutlich brauchen wir dafür aber drei Jahrzehnte.“

Mit Algenfarmen erreichen wir viel für ein besseres Klima

Solche Szenarien wecken natürlich auch jenseits der Wissenschaft das Interesse an den Multitalenten aus dem Meer. Aquafarmer, Seegrasfabrikanten und Biosprithersteller, aber auch NGOs suchen bereits den Austausch mit den Experten aus der Wissenschaft. Die Non-Profit-Initiative SeaForester mit Sitz in Portugal ist einer dieser global agierenden Akteure. Mitgründer Pal Bakken, Sohn einer alteingesessenen norwegischen Seegrasbauernfamilie und – nach asiatischem Vorbild – der erste Meeresplantagenbetreiber Norwegens, nutzt jede Gelegenheit, um für den nachhaltigen Einsatz von Algen, Kelp und Co. zu werben.

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So wie zum Beispiel bei einem Symposium der International Seaweed Association in Südkorea im Mai, ein Treffen der internationalen Forschergemeinde. Dort hat Bakken eine Präsentation gezeigt, ihre Kernthese: „Die wirkungsvollste Maßnahme ist die Aufforstung der Meere.“ Wenn wir die Wasserpflanzen nicht nur schützen, sondern zusätzlich in Algenfarmen anbauen, erreichen wir viel für ein besseres Klima, so Bakken.

Seine Initiative operiert mit folgenden Zahlen: „5000 Quadratkilometer Algen können 570.000 Tonnen Kohlenstoff pro Jahr versenken. Im Vergleich zu Regenwäldern versenken diese Wasserpflanzen mehr als fünfmal so viel Kohlenstoff pro Quadratmeter.“ Bakken ist überzeugt: Wenn man 210 Milliarden Euro in neue Seewälder investieren würde, könnten sie 114 Millionen Tonnen Kohlenstoff im Meeresboden einschließen. Den Beweis will er bald antreten: In einem groß angelegten Pilotprojekt, das von der portugiesischen Regierung gefördert wird, plant SeaForester ab Sommer 2019 vier Pflanzentypen an vier Standorten entlang der portugiesischen Küste, vor Madeira und nahe der Azoren zu testen.

Welche Auswirkungen werden Algenfarmen auf die Ökosysteme haben? Die Risiken beim Anpflanzen seien minimal, sagt Bakken; Berichte über andere Umwelteinflüsse von Aquakulturen mit Meeresalgen seien bisher nicht bekannt. Es könne allerdings problematisch werden, wenn Makroalgenkulturen so groß werden, dass sie anderen Prozessen in den Ökosystemen die Grundlage entziehen – darin sind sich viele Meeresbiologen einig.

Algen unterm Ski

Auch Klaus Valentin, Biologe am Alfred-Wegener-Institut für Polar-und Meeresforschung in Bremerhaven, war Gast auf dem Symposium in Südkorea. Er ist ebenfalls überzeugt: „Wir werden um eine verstärkte Nutzung der Ozeane zur Erzeugung von Nahrungsmitteln und Biomasse nicht herumkommen.“ Die Zeit der Jäger und Sammler im Meer sei vorbei.

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„Allerdings werden mit mehr marinen Farmen auch ähnliche Probleme auf uns zukommen wie an Land, was Monokulturen und Überdüngung angeht“, warnt er. Damit eine nachhaltige Nutzung der Ozeane gelingt, fordern Wissenschaftler wie er deshalb, nicht dieselben Fehler wie in der Landwirtschaft zu begehen. Dazu könnten Berichte an den Weltklimarat und international gültige Umweltschutzrichtlinien beitragen sowie Gesetze, die regeln, welche Sorten wo angepflanzt werden dürfen.

Kaum jemand weiß, wie viele Naturstoffe aus Algen und Seegras wir heute schon nutzen. Mehr als 10.000 essbare Pflanzenspezies aus der See landen bereits als Meeresgemüse auf unseren Tellern. Forscher der Oregon State University haben gerade ein Seegras mit einem speckähnlichen Geschmack entdeckt, angeblich doppelt so gesund wie Grünkohl. Auch in Sachen Verpackung werden die Ocean Greens noch zu nachhaltigen Lösungen führen. Algenstrohhalme und Seegrastüten sind bereits im Umlauf. Aber auch in ganz anderen Bereichen wird experimentiert: Die französische Universität Nantes hat einen Bio-Asphalt aus Algen entwickelt, der ohne Erdöl auskommt. Und an der Technischen Universität Dresden haben Forscher eine Art Algenteppich gewoben – um darauf Ski zu fahren.

Gastbeitrag aus enorm

Text: Martina Hinz



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