Alge

Entwicklung eines meerwasserunabhängigen und landgängigen Photobioreaktorsystems für marine Makroalgen und Integration in den landwirtschaftlichen Betrieb

Förderer: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR)

Projektdauer: 11/2014 bis 08/2017

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Eckhard Kraft

Problemstellung

„Die Mobilisierung großer Mengen fossiler Brennstoffe im Zuge der globalen Industrialisierung hat in den vergangenen Jahrzehnten zu einer Zunahme der atmosphärischen CO2-Konzentration und in Folge zu einem sich weltweit abzeichnendem Klimawandel geführt. Eine beherzte Reduktion der CO2-Emissionen ist demnach eine der wichtigsten ökologischen Prioritäten der kommenden Jahrzehnte. In diesem Zusammenhang werden große Hoffnungen auf eine Umstellung von fossilen auf regenerative Energieträger gesetzt, da letztere klimaneutral produziert und genutzt werden können. Nachdem die nachwachsenden Energierohstoffe der ersten Generation jedoch wegen erheblicher Flächennutzungskonflikte in die Kritik geraten sind, wird zurzeit intensiv nach ressourceneffizienteren Rohstoffen geforscht. Diesbezüglich erscheinen Mikro- und Makroalgen besonders vielversprechend, da sie gegenüber terrestrischen Pflanzen hochproduktiv sind und auch auf unwirtlichen bzw. zur Nahrungsmittelproduktion ungeeigneten Flächen gezüchtet werden können. Um weitere Erkenntnisse zu den Eigenschaften von Makroalgen als Energieträger zu gewinnen wird an der BU Weimar eine meerwasserunabhängige marine Makroalgenanlage zur Energieproduktion konzipiert.“ [Schmitz 2013]

[Schmitz 2013] Schmitz, T.: Die energetisch-stoffliche sowie wirtschaftliche Bilanzierung kombinierter Algenkultivierungs- und Anaerobtechnologie, BU Weimar, Masterarbeit, 2014

Zielstellung

Im Rahmen des Projektes wird eine marine Makroalgenanlage zum Zweck der Energieerzeugung konzipiert und entwickelt. Geplant ist eine meerwasserunabhängige Zucht von Makroalgen in Photobioreaktoren, d.h. speziell konzipierte Hälterungsanlagen für autotrophe Organismen, in unmittelbarer Nähe zu einer landwirtschaftlichen Vergärungsanlage. So kann das CO2-reiche Abgas der Biogasverstromung den autotrophen Algen als Kohlenstoffquelle dienen und die produzierte Algenbiomasse als Substrat für die bestehende Biogasanlage verwendet werden. Insgesamt soll somit die energetische Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Biogasanlage am gewählten Standort gesteigert werden.

Methodik

Im Rahmen des Forschungsprojektes sind in einer ersten Projektphase geeignete Makroalgenarten über Untersuchungen im Labormaßstab zu ermitteln und wachstumsfördernde Parameterwerte für die Algenzucht auszumachen. Um Skalierungseffekte zu identifizieren und zu beheben, sollen die gewonnenen Erkenntnisse in einer zweiten Projektphase im halbtechnischen Maßstab am Standort einer landwirtschaftlichen Biogasanlage in Andisleben (Thüringen) überprüft werden. Zusammenfassend gilt es, eine nachhaltige Strategie zur Behandlung von CO2-Emissionen aus landwirtschaftlichen Biogasanlagen zu entwickeln und zusätzlich Lösungsansätze zur Erzeugung regenerativer Energieträger zu liefern.