Produkte aus heterotrophen Algen
Am Weltmarkt werden zurzeit jährlich etwas mehr als 20‘000 Tonnen trockener Mikroalgen gehandelt – bei steigender Tendenz. Die Produkte aus Mikroalgen finden sich meist in der Nahrungsergänzung (in Tablettenform) oder als funktioneller Zusatzstoff in Lebensmitteln. Auch kosmetische und pharmakologische Anwendungen sind denkbar.
Algenproduktion heute
Photobioreaktoren werden nur in einem kleinen Teil der angegebenen heutigen Algen-Produktion genutzt. Der Großteil der 
gehandelten Algen stammt aus offenen Systemen, sogenannten open raceway ponds. Wegen der offenen Bauweise kommt es zu Fremdeinträgen aus der Umwelt in die Algenkultur und häufigeren Qualitätsschwankungen. Wegen der großen Flüssigkeitstiefe ist die Flächenproduktivität eher gering. Es gibt weltweit nur wenige Standorte mit ausreichend sauberer Umgebung für eine hochwertige Biomasse aus offenen Systemen. Diese liegen meist in sehr trockenen und warmen Erdregionen und der Wasserverbrauch durch Verdunstung und Kühlung ist entsprechend enorm. Die Investitionen und die operativen Kosten haben einen Durchbruch der phototrophen Verfahren bis heute verhindert.
Ein nachgewiesener wirtschaftlicher Erfolg bei einer großindustriellen phototrophen Algen-Produktion steht aus. In der Forschung werden Zeiträume ab ca. 20 Jahren genannt, in denen mit einer wirtschaftlich-technologischen Machbarkeit zu rechnen ist. Aus diesem Grund werden für einige besondere Produkte verschiedene phototrophe Mikroorganismen heterotroph produziert.
Ungesättigte omega-3-Fettsäuren (z.B. DHA)
In größerem Maßstab wird die heterotrophe Produktion von Docosahexaensäure (DHA), einer mehrfach ungesättigten Fettsäure, unter anderem mit der in Küstenregionen vorkommenden Alge Schizochytrium durchgeführt. Der DHA-Anteil kann aus der geernteten Alge extrahiert und in Reinform zu hohen Preisen verkauft werden. In unbehandelter, getrockneter Form wird die Alge dem Futter von Fischen in der Aquakultur oder anderen Futtermischungen beigefügt. Die empfindliche Alge benötigt eine sehr saubere Umgebung, da sie nicht zu den wachstumsstärksten gehört.
Farbstoffe (z.B. Astaxanthin)
Algen bilden beim Wachsen mit Licht viele verschiedene Farbstoffe aus, die für das Sammeln der Lichtenergie zuständig sind oder vor übermäßigem Schaden durch den UV-Anteil des Lichtes schützen. Die bekannte Grünalge Haematococcus pluvialis bildet z.B. das tiefrote Karotinoid Astaxanthin, wenn sie zu starker Sonne oder anderem Stress ausgesetzt ist. Verschiedene Blaualgen bilden zudem das zu den Xanthophyllen gehörende gold-gelbe Lutein oder das tiefblaue Phycocyanin. In heterotropher Kultur lassen sich bestimmte Farbstoffe auch ohne Licht in wirtschaftlich relevanten Mengen produzieren. Die Preise der erwähnten Farbstoffe aus anderen pflanzlichen Quellen sind an den Weltmärkten zuletzt stark gestiegen, weswegen diesbezogen Algenprojekte zahlreicher werden.
Kultivierung von Pflanzenzellen
Pflanzenzellen sind eine Ressource, die von der Biotechnologie lange in die Landwirtschaft abgeschoben wurde. Aber die Vielfalt der neuartigen Möglichkeiten in der Kultivierung von einzeln isolierten, speziellen Pflanzenzellen rückt in den Fokus von Forschung und Industrie. So wurde in 2013 von Forschern der Universität von Medellin, Kolumbien, Orangensaft präsentiert, der in einem sterilen Bioreaktor heterotroph aus saft-produzierenden Zellen aus Orangenfruchtfleisch hergestellt wurde. Dieser Saft war von gepresstem Saft nur durch das Fehlen von Fruchtfleisch zu unterscheiden. Etablierter ist dagegen die Fermentation von Zellen der zu den Koniferen gehörenden Eiben. Diese immergrünen Sträucher bilden Taxane, die in der Krebsmedizin eingesetzt werden.
Wegen der hohen Anforderungen an die Reinheit und die sensiblen Organismen ist eine kontrollierte Aufzucht unter sterilen Bedingungen bei beiden Produkten unabdingbar. Im Fall der Eiben wird zudem der Abholzung von eher seltenen Eibenbeständen vorgebeugt.
Inokulum von Algenproduktionen
Oft besteht bei Algenproduktionen Bedarf an hochwertigem Anzuchtmaterial. Wegen der sterilen Kulturbedingungen können in heterotropher Kultur größere Mengen Animpfmaterial bereitgestellt werden. So können Einfahrphasen übersprungen und die damit verbundene Kontaminationsgefahr umgangen werden. Nach einer sensitiven Gewöhnungsphase können die Organismen mit Licht weiter kultiviert werden. Die heterotrophe Algenanzucht ist mit wirtschaftlich relevanten Spezies wie Chlorella vulgaris (C-Quelle: Glucose) oder mit den Favoriten der Forschung wie Chlamydomonas rheinhardtii (C-Quelle: Acetat) etabliert. Da die C-Quellen Glucose und Acetat auch Nahrungsgrundlage für viele schnellwachsende, unerwünschte Bakterien sind, müssen diese Prozesse so steril wir möglich gefahren werden.
Biokraftstoff aus Algen
Die Förderung von Biokraftstoff aus Algen hat in den USA zu einer interessanten Entwicklung geführt. Dort basiert das Businessmodell eines der führenden Unternehmen der Szene auf heterotroph kultivierten Algen. Diese werden in einem angepassten Raffinationsprozess zu Biokraftstoff verarbeitet und am Markt bzw. an das US-Amerikanische Militär verkauft. Dem ursprünglichen Fördergedanken von erneuerbaren und nachhaltigen Erdöl-Ersatzstoffen auf Basis von Sonnenlicht und CO2 widerspricht dieses Konzept. Die Kohlenstoffquellen müssen für die heterotrophe Produktion landwirtschaftlich oder industriell bereitgestellt werden. Einzig die technologische Machbarkeit von Biokraftstoff aus Algen wurde in diesem Konzept nachgewiesen.