# Derde generatie biomassa: algen

Veel wetenschappelijke aandacht gaat uit naar de derde generatie biobrandstoffen. Dit zijn biobrandstoffen die algen als basis hebben. Heel Nederland voorzien van energie uit biomassa van plantaardige bronnen is onmogelijk. Zoals je net hebt uitgerekend is er voor de productie van deze biodiesel heel veel grond nodig. Een alternatief is het gebruik van algen voor de productie van biomassa. Algen hebben verschillende voordelen boven planten als bron van biomassa. Zo groeien algen in (zee)water, waardoor ze niet concurreren met de voedselketen. Ook groeien ze vaak veel sneller dan planten en kunnen algen worden gebruikt om andere waardevolle stoffen te produceren. Algen kunnen zelfs groeien in afvalwater en dit soms zuiveren.

Algen komen overal op onze planeet voor, van kleine meertjes tot oceanen. Het water op Aarde zit er helemaal vol mee. Een theelepel water kan tot wel tien miljoen algen bevatten. Ook de term fytoplankton wordt wel gebruikt, afgeleid van de Griekse woorden phyton (plant) en planktos (zwevend).

Deze Griekse naam is een goede beschrijving van een alg. Een alg is eigenlijk ieder fotosynthetisch organisme dat geen plant is en chlorofyl gebruikt als belangrijkste eiwitcomplex om licht op te nemen. Algen zijn eigenlijk zeer eenvoudige planten. Hoewel ze wel de fotosynthetische eigenschappen van planten hebben, hebben ze geen wortels, bladeren en stengels.
Ook cyanobacteriën (“blauwalgen”) worden vaak tot de algen gerekend, hoewel dit prokaryoten zijn. Er bestaan zowel eencellige algen als meercellige algen. Die laatste groep wordt ook wel wieren genoemd, en zeewier is de bekendste vorm hiervan.

Er zijn meer dan 100.000 verschillende soorten algen bekend en als je ze onder de microscoop bekijkt zie je een enorme diversiteit in vormen en kleuren. Zo kunnen algen rood, groen of blauw zijn en kun je ze in de meest uiteenlopende vormen vinden.

Algen halen net als planten koolstof uit koolstofdioxide in de atmosfeer. Via de Calvincyclus uit de fotosynthese worden deze gebruikt om complexe koolwaterstoffen zoals suikers en vetten te maken.

In onderstaande figuur is het een en ander samengevat. Algen kunnen uit CO2 en water koolhydraten produceren. De hiervoor benodigde energie komt uit zonlicht. Deze koolhydraten kunnen algen zonder externe voedingsstoffen omzetten in vetzuren. Deze dienen als voedsel wanneer het donker is, of in perioden van schaarste.

Voor de synthese van aminozuren zijn stikstofverbindingen noodzakelijk, deze kan een alg niet uit de atmosfeer halen. Hij is hiervoor dus afhankelijk van voedingsstoffen die in het groeiwater zijn opgelost. Verbindingen met nitraat (NO3-) vormen hierbij de belangrijkste voedingsbron voor aminozuurproductie. De geproduceerde aminozuren zijn vervolgens de bouwstenen van eiwitten en enzymen.

Voor de synthese van nucleïnezuren zoals DNA en RNA zijn ook nog fosforverbindingen nodig. Deze zijn niet aanwezig in de atmosfeer. Een alg haalt deze bouwstof met name uit fosfaatverbindingen (PO43-). Ook hiervoor is een alg afhankelijk van stoffen die zijn opgelost in het water waarin hij groeit.

Ook planten kunnen fosfor en nitraat niet uit de atmosfeer halen en zijn hiervoor afhankelijk van wat er in de bodem aanwezig is. (Kunst)mest bestaat voor een belangrijk deel uit deze twee verbindingen en is vereist voor plantengroei.

Deze algenkoloniën kunnen soms grote gevolgen hebben voor het water waar ze in voorkomen. Zo wordt in de zomer vaak zwemwater afgesloten omdat cyanobacteriën giftige stoffen uitscheiden. Deze kunnen tot irritatie aan luchtwegen en ogen leiden en in zeer ernstige gevallen zelfs tot ernstige ziekte of de dood van mensen en (huis)dieren. In onderstaand filmpje zie je hoe in Nederland de blauwalgen in toom worden gehouden.

Algen hebben ook grote invloed op de ecosystemen waarin ze leven. Doordat ze vaak aan het oppervlakte leven, kan zonlicht de dieper gelegen delen van het water niet meer bereiken. Dit gaat ten koste van waterplanten en vissen die licht nodig hebben om te kunnen jagen, zoals snoeken.

Algen groeien net als bacteriën door celdeling. Dochtercellen van algen zijn daardoor klonen van de moedercel. Algengroei betekent niet dat de individuele algen groter worden, maar dat er meer cellen bij komen. Dit kan in sommige gevallen heel erg snel gaan en tot enorme algenbloei leiden. Soms worden deze algenkolonieën zelfs zo enorm dat ze vanuit de ruimte zichtbaar zijn.

Algen en cyanobacteriën zijn samen verantwoordelijk voor ongeveer de helft van de koolstoffixatie. De rest wordt gedaan door landplanten, voornamelijk in regenwouden. Oceanen zitten boordevol met algen en zij hiermee een van de belangrijkste filters van koolstofdioxide. Een deel van de algen in de oceaan wordt opgegeten door dieren, een deel overleeft en zinkt naar de bodem. Deze algen nemen hiermee ook de opgeslagen CO2 mee naar de diepzee. Deze vormt hiermee een belangrijk reservoir van koolstof en verwijdert een deel van het koolstofdioxide dat vrijkomt door verbranding van fossiele brandstoffen. Dit transport noemt men ook wel de koolstofpomp.