Die weltweit führende Bioraffinerie zur Behandlung und Wiederverwertung von Abwässern

Die weltweit führende Bioraffinerie von SABANA bereitet kommunale Abwässer mithilfe von Mikroalgen auf. Sie bietet eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Lösungen, verringert die Treibhausgasemissionen und erzeugt gleichzeitig umweltfreundliche landwirtschaftliche Produkte.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Mikroskopisch kleine Algen mit der Bezeichnung „Mikroalgen“ können die im Abwasser enthaltenen Nährstoffe zurückgewinnen und sie in wertvolle landwirtschaftliche Produkte wie Biostimulanzien und Biopestizide sowie Futtermittelzusätze für die Aquakultur umwandeln. Diese Verfahren verbrauchen weniger Energie und erzeugen weniger Treibhausgase als herkömmliche Systeme. Doch für die Förderung von Investitionen und die Einführung dieser grünen Technologie muss sie in großem Maßstab eingesetzt werden können. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts SABANA wurde die Technologie in drei Anlagen in nahezu industriellem Maßstab demonstriert. Die erste Anlage wurde von Biorizon Biotech gebaut und produziert saubere Biomasse für hochwertige Anwendungen. Die anderen beiden hingegen, die von FCC Aqualia errichtet wurden, behandeln Abwasser mit Mikroalgen und produzieren Biomasse für geringwertige Anwendungen. Außerdem war das Projekt maßgeblich am Entwurf der ersten vollständig mit Mikroalgen betriebenen Abwasseraufbereitungsanlage in Europa in Hellin, Spanien, beteiligt. „Wir hoffen, dass diese erste Demonstration der Technologie in Europa, möglicherweise sogar weltweit, die kommerzielle Entwicklung anregen wird, insbesondere für kleine und mittlere Städte“, sagt Gabriel Acien Fernandez, Projektkoordinator von der Universität Almeria. SABANA hat bisher eine Reihe von Innovationen hervorgebracht, die derzeit von den Projektpartnern genutzt werden, darunter: Technologien zur Ernte und Verarbeitung von Biomasse von GEA Westfalia und die Verarbeitung von Mikroalgen-Biomasse für Futtermittelzusatzstoffe von AIA. Zu den Patenten zählen derzeit die aus Mikroalgen gewonnenen Biostimulanzien und Biopestizide von Biorizon Biotech sowie die SCADA-Systeme für Mikroalgenanlagen der Universität Almeria.

Demonstration des Potenzials

In früheren Projekten wie ALGAFUEL und ALL-GAS hatte das SABANA-Team Methoden für die Herstellung von Mikroalgen-Biomasse in Verbindung mit der Behandlung von Abwässern wie Rauchgasen, Klärschlamm und tierischer Gülle entwickelt und damit kommerzielles Interesse geweckt. Um daraus Kapital zu schlagen, baute SABANA in Zusammenarbeit mit der wissenschaftlichen Agentur der andalusischen Regionalregierung (IFAPA) ein Demonstrationszentrum an der Universität Almeria auf. Hierbei wurden drei Hektar Innen- und Außenanlagen geschaffen, in denen mit der Produktion von Mikroalgen experimentiert werden konnte. Etwa 100 verschiedene Mikroalgenstämme wurden dahingehend untersucht, ob sie sich für die Herstellung der gewünschten landwirtschaftlichen Endprodukte eignen. Die zehn vielversprechendsten wurden dann in großen Reaktoren unter verschiedenen Betriebsbedingungen gezüchtet, wobei das Team auch verschiedene Ernte- und Verarbeitungsmethoden erprobte. „Diese Tests ermöglichten es uns, die Stämme und unsere Technologien zu optimieren und lieferten uns gleichzeitig die Daten, die wir für Modelle zur Simulation der Produktion im großen Maßstab benötigten“, erklärt Fernandez. Landwirtschaftliche Betriebe halfen bei der Bewertung der Biostimulanzien und Biopestizide von SABANA in sieben Feldversuchen, die im Gewächshaus stattfanden. Diese Produkte zeigten eine Steigerung der Nahrungsmittelproduktion um bis zu 20 %, eine Verringerung des Düngemitteleinsatzes um bis zu 20 % und einen geringeren Einsatz von chemischen Pestiziden. Die Produkte waren für die landwirtschaftlichen Betriebe auch deshalb attraktiv, weil sie die Qualität der Lebensmittel, einschließlich Größe, Farbe und Geschmack, verbesserten. Die Futtermittelzusatzstoffe wurden ebenfalls in der Aquakultur bewertet, wobei Fischfutter mit 4 % Mikroalgenextrakt verwendet wurde, was ebenfalls vielversprechende Ergebnisse lieferte. Die Mikroalgen-Biomasse erhöht den Grad der Nachhaltigkeit im Bereich der Aquakultur. Sie verringert den Einsatz von Antibiotika in Futtermittelzusätzen und fördert gleichzeitig die Gesundheit der Fische – dank der probiotischen Wirkung der Mikroalgen, die zu einer gesteigerten Resilienz gegenüber widrigen Bedingungen beitragen.

Wachstum kultivieren

„Abgesehen von diesen konkreten Ergebnissen haben die Ausbildungs- und Kommunikationsaktivitäten des Zentrums auch das Interesse von Unternehmen und Forschungszentren geweckt, die an einer Zusammenarbeit interessiert sind, sowie von jungen Forschenden, Studierenden und sogar der breiten Öffentlichkeit“, fügt Fernandez hinzu. Die Anlagen von SABANA werden nun im Rahmen von PILOTS4U weiter ausgebaut. „Die Unternehmen sind bereits auf den Wechsel von chemischen zu biologischen Produkten vorbereitet. In der Aquakultur ist zwar ein ähnlicher Wandel zu erwarten, doch wird es hier aufgrund von Vorschriften länger dauern“, so Fernandez abschließend. Während das Team derzeit an der Erweiterung seines Portfolios von aus Mikroalgen gewonnenen Produkten arbeitet, wird es im nächsten Schritt seinen Ansatz auch für andere Anwendungen, wie die Herstellung von Biokunststoffen, erproben.

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Sustainable Algae Biorefinery for Agriculture aNd Aquaculture

Die weltweit führende Bioraffinerie zur Behandlung und Wiederverwertung von Abwässern

Demonstration des Potenzials

Wachstum kultivieren

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