Algen sollen CO2 binden
Die Auswirkungen der Erderwärmung sind in der ganzen Welt sichtbar und viele Experten sind sogar der Meinung, dass es nur noch schlimmer werden kann, da die CO2-Emissionen weiter ansteigen. Verursacht wird die Erderwärmung durch den Ausstoß von Treibhausgasen. Kohlendioxid (CO2) macht 72 % der gesamten Treibhausgasemissionen aus, Methan 18 % und Stickstoff (NOx) 9 %. Kohlendioxidemissionen sind daher die Hauptursache für die Erderwärmung. CO2 entsteht zwangsläufig bei der Nutzung von Brennstoffen, wie z. B. Erdöl, Erdgas, Diesel, Biodiesel, Benzin, Biobenzin, Äthanol. Das ist die schlechte Nachricht. Die gute Nachricht ist: Forscher haben herausgefunden, dass Algen nicht nur eine großartige alternative Energiequelle für natürliche Bioenergie darstellen, sondern auch CO2 speichern können. Mikroalgen werden gemeinhin als vielversprechende Lösung für die Produktion von Biokraftstoff als auch für die industrielle Bindung von CO2-Emissionen betrachtet. Diese photosynthetischen Mikroorganismen können deutlich mehr Kohlendioxid in kohlenstoffreiche Lipide umwandeln (von dieser Stufe ist es nicht mehr weit bis zur Produktion von Biodiesel) als landwirtschaftlich angebaute Ölsaaten, und benötigen hierfür noch nicht einmal wertvolle Ackerflächen. Das Potenzial von Mikroalgen wurde von verschiedenen EU-Programmen, die sich der Reduzierung der Emissionen von CO2 und anderen Treibhausgasen widmen, untersucht. Seit der Unterzeichnung der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen (United Nations Framework Convention, UNFCC) 1992 ist die Zahl der europäischen und internationalen Initiativen auf diesem Gebiet ständig gestiegen. Vor dem Hintergrund der Möglichkeiten, die Mikroalgen bieten, wurden verschiedene industrielle Methoden für ihre Produktion entwickelt. Die meisten sind jedoch nicht rentabel, insbesondere nicht in großem Maßstab. Zu den Schwächen dieser Systeme gehören u. a.: suboptimale Produktivität, teure Installation, beträchtlicher Platzbedarf, hoher Wasserbedarf und hoch qualifizierte Endbenutzer. Das von der EU finanzierte Projekt ALGADISK soll sich mit diesen Problemen befassen und eine skalierbare Produktionseinheit entwickeln, mit der sich hochwertige Produkte und Biomasse aus Algen produzieren und gleichzeitig die CO2-Emissionen senken lassen. Bei den aktuellen kommerziellen Algenverfahren werden Planktonalgen in wässriger Lösung in vertikalen Bioreaktoren oder Algenfarmen mit großen Teichen eingesetzt. Aber auch hier gibt es zahlreiche Nachteile. Die Prozesse benötigen während der Produktion sehr viel Wasser, in der flüssigen Phase wird durch Blasenbildung CO2 freigesetzt und die Ernte ist schwierig, zeitaufwändig und ineffizient. Hinzu kommt, dass sich der Betrieb nur schwierig auf Großanlagen übertragen lässt und sehr viel Platz benötigt. Das von ALGADISK vorgeschlagene Verfahren beruht auf einer Biofilmtechnologie mit einem modernen Rotationsscheibenreaktor, die in ähnlicher Form auch in anderen Bereichen der biologischen Industrie eingesetzt werden. In diesem System können die Algen auf unterschiedlichen biokompatiblen Oberflächen wachsen, sodass CO2 entweder direkt in der Gasphase oder in der flüssigen Phase nach der Blasenbildung gebunden wird. Mit dieser Methode lässt sich die Effizienz deutlich steigern und die benötigte Wassermenge verringern. Außerdem könnte ein automatisches und kontinuierliches Beerntungsverfahren entwickelt und integriert werden. Der Scale-up ist einfach und der Platzbedarf geringer als gegenwärtig. Das ALGADISK-Projekt will einen kleinen automatischen Biofilmreaktor mit geringen Betriebs- und Installationskosten entwickeln, mit dem sich erhebliche Mengen CO2 binden lassen. Das angestrebte Ergebnis wären organische Produkte mit ausrechend hohen Erträgen. Das Projekt will den Bedarf kleiner Produktionseinheiten decken, die Algenbiomasseprodukte produzieren wollen, aber Schwierigkeiten haben, hierfür die notwendige Technologie zu finden. Auf diesem Markt haben die vom Projektkonsortium durchgeführten Studien gezeigt, dass effiziente universelle Reaktoren sowie ausreichend Informationen über die Nachhaltigkeit und Machbarkeit der Algenproduktion fehlen. Außerdem stellten die Forscher die Notwendigkeit einer skalierbaren, wirtschaftlich machbaren Algenproduktionseinheit heraus, mit der sich hochwertige Algenprodukte (für die Ernährung von Menschen und Tieren sowie Biodünger) und Biomasse (Ausgangsstoff für Biodiesel) erzeugen lassen. Des Weiteren sind die am Projektkonsortium beteiligten KMU besonders an einem System interessiert, das auch mit kleinen Anlagen rentabel bleiben und nur geringe Platzansprüche stellen. Neben der Produktionstechnologie wird auch eine organisierte und integrierte Wissensdatenbank benötigt. Viele Projektteilnehmer haben Interesse an der Algenproduktion, jedoch fehlen ihnen die notwendigen Instrumente, um die Wirtschaftlichkeit zu berechnen und zu ermitteln, welches System ihre Anforderungen am besten erfüllt. Daher will das Projekt unter anderem die Wissenskluft zwischen Forschungsaktivitäten und den Anforderungen der Endanwender schließen. Mit der bereitgestellten Konstruktionssoftware, die auf Benutzerinformationen basiert, sollen Anlageparameter vorgeschlagen, Kosten-Nutzen-Analysen zur Berechnung der Wirtschaftlichkeit durchgeführt und Vorhersagen hinsichtlich der Umweltverträglichkeit des Systems getroffen werden. Das geplante System wird speziell auf die Bedürfnisse von KMU zugeschnitten sein. Gegenwärtig werden Labortests durchgeführt, eine Pilotanlage wird gebaut und mechanische und elektronische Entwürfe erarbeitet. Im Anschluss daran wird ein Prototypreaktorsystem entwickelt, der am Standort eines Endnutzers installiert wird. Der erste ALGADISK-Reaktor wird im Sommer 2014 in Betrieb gehen und getestet. Das ALGADISK-Projekt wird von der Europäischen Kommission durch das Siebte Rahmenprogramm (RP7) im Rahmen der Fördermaßnahme "Forschung zugunsten von KMU", die durch die Exekutivagentur für Forschung verwaltet wird, finanziert. Elf Teilnehmer aus acht Ländern (3 Vereinigungen, 4 kleine und mittlere Unternehmen und 4 Forschungseinrichtungen) werden 36 Monate lang an dem Projekt arbeiten.Weitere Informationen sind abrufbar unter: -MFKK Invention and Research Center Services Co. Ltd http://www.mfkk.eu/en/node/409 - ALGADISK http://www.algadisk.eu/home
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