Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nachhaltige Energie aus Algen

06.02.2012
KIT präsentiert Mikroalgentechnologie auf der Research & Technology

Auch wenn der Klimawandel derzeit weniger Schlagzeilen verursacht, die Notwendigkeit zum ökologischen Handeln bleibt unvermindert hoch. Daran erinnern tagtäglich weiter steigende Energiepreise.

Vor diesem Hintergrund arbeiten Forschung und Entwicklung mit Hochdruck an Alternativen, um nach Möglichkeit gleich zwei Ziele gleichzeitig zu erreichen: die Bereitstellung von nachhaltiger Energie und die Reduktion der klimarelevanten Kohlendioxid-Emissionen (CO2). Lösungen dieser Art präsentiert einmal mehr die Research & Technology im Rahmen der HANNOVER MESSE 2012.

Ein Beispiel für Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Sektor der nachhaltigen Energiegewinnung stellt das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) in diesem Jahr auf der Research & Technology vor:

Algen als nachhaltige Energiequelle.

Mikroalgen sind einzellige pflanzenartige Organismen, die Photosynthese betreiben und Kohlendioxid in Biomasse umwandeln. Aus dieser Biomasse lassen sich sowohl Wert- und Wirkstoffe als auch Futtermittel sowie Energieträger wie Biodiesel gewinnen. Da Algen bei ihrem Wachstum zuerst die Menge an CO2 binden, die bei der späteren Nutzung wieder freigesetzt werden, ist die Energie aus Algen unter dem Strich CO2-neutral.

Vor diesem Hintergrund hat das KIT bereits 2009 eine Plattform für Mikroalgentechnologie gegründet, an der gleich drei Institute beteiligt sind - die Arbeitsgruppe Bioverfahrenstechnik des Instituts für Bio- und Lebensmitteltechnik, die Arbeitsgruppe Bioelektrik des Instituts für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik sowie die Arbeitsgruppe Mikroalgen des Instituts für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS). Damit deckt das KIT wichtige Aspekte der Kette ab, die für die Nutzung der vielseitigen Einzeller relevant sind. Diese Kette reicht von der Reaktionstechnik über die Reaktorentwicklung und die Aufarbeitung bis hin zur Prozessintegration und Gestaltung sowie Bewertung Algen-basierter Produktionssysteme. Dabei stehen jeweils die Kriterien einer nachhaltigen Entwicklung im Mittelpunkt.

Die Biomasse aus den Kleinlebewesen hat das Potenzial, CO2 zu reduzieren. Das liegt daran, dass Algen bis zu fünf Prozent des Sonnenlichtes in chemische Energie umwandeln können und dabei größere Mengen Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen. Raps und Mais schaffen vergleichsweise nur etwa ein Prozent. Und die Algen haben weitere Vorteile: Sie lassen sich in technischen Systemen kultivieren, beanspruchen keine landwirtschaftlich nutzbaren Flächen und treten nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Zudem gedeihen sie in Salz- und Brackwasser oder auch in nährstoffreichen Abwässern, wodurch der Konkurrenzdruck um Wasser und Düngemittel verringert wird. "Aus Nachhaltigkeitssicht besitzen Algen enormes Potenzial", bestätigt Dr. Christine Rösch, Projektleiterin am ITAS.

Jeder fünfte Liter Flugbenzin könnte aus Algen produziert werden Erst kürzlich hat das KIT dieses Potenzial, welches zur Produktion von Biomasse durch Mikroalgen in Europa verfügbar ist, in Abhängigkeit von CO2- und Landbedarf genauer ermittelt. Die Analyse belegt, dass bis zu 45 Megatonnen Biomasse pro Jahr durch die Kultivierung von Algen produziert werden könnten. Die Kosten dabei variieren allerdings erheblich von Standort zu Standort zwischen gut 600 und maximal 2 000 Dollar pro Tonne. Die eindeutig besten Bedingungen herrschen in Spanien. Allein dort ließen sich 32 Megatonnen Biomasse erzeugen, was insgesamt 70 Prozent des gesamten europäischen Aufkommens sind. Deutschland dagegen erreicht nur 0,9 Megatonnen pro Jahr.

Neben der Sonneneinstrahlung spielt auch die Verfügbarkeit von CO2-Quellen eine wichtige Rolle. Da das CO2 in höherer Konzentration benötigt wird, sind die Abtrennung und der Einsatz von Kohlendioxid aus industriellen Prozessen sinnvoll. Algen erzeugen hohe Konzentrationen an Lipiden, wozu auch Öle und Fette zählen, aus denen sich Kraftstoffe und unter anderem auch Flugbenzin herstellen lassen.

Da der Ölanteil rund 50 Prozent beträgt, wäre es möglich, den europäischen Bedarf an Kerosin zu 22 Prozent aus Algen zu generieren.

Wasserstoff aus Mikroalgen - "HydroMicPro" macht es möglich Konkret ist das KIT an mehreren wichtigen national und international vernetzten Projekten beteiligt. Beim Vorhaben "HydroMicPro" hat das KIT die Koordinatorfunktion übernommen. Mit insgesamt acht Partnern aus Wissenschaft und Industrie wird an der Entwicklung hocheffizienter Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff mit Mikroalgen gearbeitet. HydroMicPro wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt 2,1 Millionen Euro aus dem Förderprogramm "Grundlagenforschung Energie 2020+" gefördert.

"In dem Projekt geht es darum, einen preisgünstigen hocheffizienten Produktionsprozess mit optimierter Biologie und Verfahrenstechnik zu entwickeln, um die Voraussetzung für eine massentaugliche Wasserstofferzeugung zu schaffen", erklärt Prof. Clemens Posten vom Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik.

Zum anderen ist das KIT im EU-Projekt "EnAlgae" ("Energetic
Algae") federführend für die Nachhaltigkeitsanalyse verschiedener Produktionsverfahren zuständig. Dieses Projekt läuft seit 2011, ist auf vier Jahre angelegt und wird von der EU mit 14 Millionen Euro gefördert. EnAlgae soll geeignete Technologien und Verfahren zur nachhaltigen Erzeugung von Biomasse mit Mikro- und Makroalgen in Nordwesteuropa entwickeln. "Unser Ziel ist die Identifizierung der effizientesten und aus ökologischer, ökonomischer und gesellschaftlicher Sicht vorteilhaftesten Algen-basierten Prozessketten sowie geeigneter Standorte für die Algenkultivierung", ergänzt Rösch.

Auf der HANNOVER MESSE 2012 zeigt das KIT einen Photobioreaktor mit etwa 20 Litern Volumen zur Algenzüchtung. "Wir behandeln die Algen mit elektrischen Feldern, um die Zellen zu öffnen und die Inhaltsstoffe zu erschließen", erläutert Dr. Georg Müller vom Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik. Dabei handelt es sich zum einen um Rohstoffe beispielsweise für die Kosmetikindustrie, zum anderen aber im Wesentlichen um Lipide, die mit Alkoholen extrahiert und zu Kraftstoffen weiterverarbeitet werden. Die übrige feuchte Biomasse soll über Vergasungsprozesse ebenfalls zu Kraftstoffen umgewandelt werden. "Wir probieren den Einsatz von elektrischen Feldern auch zur Wachstumsanregung bei den Algen, wobei extrem kurze Pulse von Nanosekundenlänge verwendet werden", sagt Müller.

Die Forschung nach nachhaltigen Energiequellen bleibt ein Hightech-Gebiet und deshalb außergewöhnlich spannend. Der Besuch der Research & Technology in Halle 2 ermöglicht erste Einblicke in dieses Themenfeld der Zukunft.

Über die HANNOVER MESSE

Das weltweit bedeutendste Technologieereignis wird vom 23. bis 27.
April 2012 in Hannover ausgerichtet. Die HANNOVER MESSE 2012 vereint acht Leitmessen an einem Ort: Industrial Automation, Energy, MobiliTec, Digital Factory, Industrial Supply, CoilTechnica, IndustrialGreenTec und Research & Technology. Die zentralen Themen der HANNOVER MESSE 2012 sind Industrieautomation und IT, Energie- und Umwelttechnologien, Industrielle Zulieferung, Produktionstechnologien und Dienstleistungen sowie Forschung und Entwicklung. China ist das Partnerland der HANNOVER MESSE 2012.

Ansprechpartnerin für die Redaktion:

Silke Tatge
Tel.: +49 511 89-31614
E-Mail: silke.tatge@messe.de

Silke Tatge | Deutsche Messe Hannover
Weitere Informationen:
http://www.hannovermesse.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Forscher entwickeln effizientere Systeme für Brennstoffzellen und Kraft-Wärme-Kopplung
19.04.2017 | EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V.

nachricht Forscher entwickeln Elektrolyte für Redox-Flow-Batterien aus Lignin aus der Zellstoffherstellung
18.04.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie