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Dossier

Neue Technologien zur Energiegewinnung

04.10.2007
Aus Pflanzenabfällen kann über thermo-chmische Konversionsverfahren Biodiesel gewonnen werden.
Quelle: Daimler-Chrysler

Nach dem prognostizierten Ende des Erdöl-Zeitalters noch in diesem Jahrhundert drängen fast täglich Meldungen über neue Ansätze alternativer Technologien zur Energiegewinnung an die Öffentlichkeit. Weltweit wird an der industriellen Umsetzung innovativer Konzepte zu erneuerbaren Energien gearbeitet, die eine Sicherung des weltweiten Energiebedarfs angesichts hoher Ölpreise, wachsender Energiebedürfnisse bei gleichzeitig sinkenden Reserven gewährleisten sowie eine Bremsung des Klimawandels beschleunigen soll. Die Biotechnologie ist dabei ein Weg, zur Entwicklung optimierter Verfahren der Gewinnung von Biokraftstoffen beizutragen.

Deutsche Unternehmensprojekte mit Mikroalgen

Während die Algenzucht in Asien überwiegend in offener Beckenhaltung erfolgt, macht der Algenbioreaktor der Subitec GmbH, einer Ausgründung aus dem Fraunhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, die landgestützte Zucht in geschlossenen Bioreaktoren möglich. Das Stuttgarter Unternehmen entwickelte hierzu einen speziellen Photobioreaktor, den Flachplatten-Airlift-Projektor (FPA), mit dem sich Algenbiomasse in industriellem Maßstab produzieren lässt. Im Juni 2007 schloss die Subitec GmbH ihre erste Finanzierungsrunde über 610.000 Euro mit dem High-Tech Gründerfond als Lead-Investor erfolgreich ab. Damit soll nun der Aufbau einer Pilotanlage realisiert werden. Nach Angaben von Geschäftsführer Peter Ripplinger, können mit den senkrecht stehenden Bioreaktoren 100 bis 150 Tonnen CO2 pro Hektar und Jahr in Biomasse umgesetzt werden. Die gleiche Fläche Wald setzt gerade mal drei bis zehn Tonnen CO2 um. Aufgrund der Produktion in geschlossenen Bioreaktoren, können die Algen auch steril kultiviert werden, was insbesondere der Pharma- und Kosmetikindustrie weitere Nutzungsmöglichkeiten eröffnet. Nebenprodukte der Algen können zur Kostendeckung der aufwendigen Kultivierung und Aufreinigung in Bioreaktoren genutzt werden. Der rote Farbstoff Astaxanthin beispielsweise, der von den Mikroorganismen abgegeben wird, wird als Lebensmittelfarbstoff eingesetzt und ist ein wichtiger Bestandteil der Kosmetikindustrie.

Lightbox-LinkLaurenz Thomsen erklärt wie Algen das Klima retten könnenQuelle: Radio Bremen
Laurenz Thomsen von der Jacobs-Universität Bremen erklärt In diesem Film (3:30 min) wie Algen beim Klimaschutz eingesetzt werden können. Quelle: Radio Bremen

Ein weiteres Projekt wird von dem Konsortium aus der Jacobs-Universität Bremen, Novagreen, BlueBioTech GmbHund dem Alfred-Wegener Institut realisiert. Das Greenhouse Gas Mitigation Project (GGMP) will pro Jahr und Quadratkilometer Algenfarm 30.000 Tonnen CO2 einfangen und mit dem Verkauf von Emissionsrechten die Anlagekosten und die Treibstoffproduktion finanzieren. Die Kosten der Anlage pro Quadratkilometer schätzen Mitarbeiter auf 15 Mio Euro. Mit immerhin 25 Quadratkilometern könnten die Abgase eines mittleren 350-Megawatt-Kraftwerks entsorgt werden, konventionelle Pflanzen würden hierfür hunderte Quadratkilometer benötigen.

Bereits seit dem Jahr 1999 existiert in Deutschland die weltweit einzigartige und größte geschlossene Produktionsanlage für Mikroalgen in Klötze/Altmark, in der die Grünalge Chlorella vulgaris in einem 500 km langen patentierten Glasröhrensystem kultiviert wird. Die Technologie dazu stammt vom IGV Institut für Getreideverarbeitung GmbH, das Anfang 2007 unter dem Konzept „Emissions to Biofuels“ eine Kooperation mit dem US-Unternehmen GreenFuel einging. GreenFuel ist ein Spin-off Unternehmen des MIT und der University of Cambridge. Ziel ist die Entwicklung eines neuen Kultivierungsverfahrens von Mikroalgen zur wirtschaftlichen Herstellung von Biodiesel. Mit den Algen sollen 100.000 l Öl pro Hektar und Jahr produziert werden. Peter Kretschmer, Geschäftsführer der IGV, rechnet mit einem Einstieg in die großtechnische Anwendung in sieben bis zehn Jahren.

Aber nicht nur in Deutschland, sondern weltweit wird an den optimalen Kultivierungsbedingungen für Algen gearbeitet, da Algen trotz ihrer Genügsamkeit vor allem ausreichend Sonnenlicht benötigen. Denn die durchschnittliche Sonnenscheindauer pro Jahr beträgt in Bremen gerade 1200 Stunden und erreicht aber bereits in Sofia mit 2100 Stunden oder in Dubai oder Bombay mit 3000 Stunden ganz andere Kultivierungsvoraussetzungen. Daher sehen Experten die zukünftigen Standorte für große Algenfarmen nicht in Deutschland, sondern eher in Gebieten mit hoher Sonneneinstrahlung, wie in Süd- und Osteuropa oder Afrika.

 

Hintergrund

Umfangreiche Informationen zum Thema Biokraftstoff gibt es bei folgenden Organisationen:

Europäische Technologieplattform Biotreibstoffe: www.biofuelstp.eu
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR): www.fnr.de
Landwirtschaftliche Biokraftstoffe e.V.: www.lab-biokraftstoffe.de

Downloads

A Look Back at the US Department of Energy's Aquatic Species Program - Biodiesel from Algae

US Department of Energy's Office of Fuels Development, 1998 Download PDF (3,6 MB)

Enerneuerbare Energien: Innovationen für die Zukunft

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, April 2006 Download PDF (6,4 MB)

Erneuerbare Enegien kompakt: Ergebnisse systemanalytischer Studien

Institut für Energie- und Umweltforschung (IFEU) im Auftrag des BMU, Mai 2007 Download PDF (1,6 MB)

Kraftstoff, Strom und Wärm aus Stroh und Waldrestholz

Forschungszentrum Karlsruhe, 2007 Download PDF (3 MB)


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