Algen-Energie & CO2 Speicher

Hintergrund

Die Alge gilt als phototrophe Urpflanze. Vor mehr als 2 Milliarden Jahren veränderten Cyanobakterien erstmalig die ursprüngliche Zusammensetzung der Atmosphäre und ergänzten diese um molekularen Sauerstoff (O2), der unsere menschliche Existenz auf der Erde erst ermöglichte. Während die meisten älteren Generationen noch den Regenwald als „Lunge der Erde“ kennen, ist es heute bekannt, dass der meiste Sauerstoff aus den marinen Wäldern kommt. Die ca. 400.000 verschiedenen Algenarten produzieren jedes zweite Sauerstoffmolekül in der Luft und sind somit primärer Sauerstoffproduzent. Ein vorteilhafter und bedeutender Nebeneffekt ist die Bindung des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid (CO2), welches als treibende Kraft des Klimawandel angesehen wird.

Algen leisten somit wichtige Ökosystemleistungen für den Menschen. Zudem finden Sie verschiedene Anwendungen in der Industrie und Produktentwicklung. Die grünen Multitalents werden im Bereich der Lebensmittelindustrie bis zur Pharmaindustrie, als Alternative zur Plastikverpackung und in der Abwasseraufbereitung genutzt. Nun gibt es einen weiteren hoch interessanten Bereich der Algennutzung: Bioenergie.

Innovation

Dem Leipziger Pflanzenwissenschaftler Prof. Christian Wilhelm ist es gelungen Algen in einer dünnen Schicht auf einem Biofilmreaktor anzulegen (ähnlich eines Photovoltaik-Paneels), wobei diese so optimiert wurden, dass sie nicht weiter wachsen können. Dies kann durch Fine Tuning des Verhältnisses von Licht, Sauerstoff und vor allem Menge des CO2 gelingen. Die Algen geben nach der Aufnahme von CO2 und Sonnenlicht einen nützlichen Stoff ab: Glykolat. Hier wird ein Momentum geschaffen, bei welchem die Algen nicht mehr wachsen aber hoch produktiv sind.

Glykolat ist Stärke ähnlich und kann in einem Fermentations-Verfahren zu reinem Methan umgewandelt werden und in einer Biogasanlage zu Energie verwertet werden. Dies kann sogar alles lokal passieren. Die Algenanlage wird vorzugsweise in einer Art Gewächshaus gebaut, welche an ein Silo anschließt in welchem das Glykolat fermentiert wird. Die Algen könnten in einem geschlossenem Kreislauf bewässert werden, mit minimalem Wasser-Verlusst.

Eine weitere Möglichkeit der Energiegewinnung aus Algen, bietet die Nutzung Wasserstoff als Treibstoff. Der Stoffwechsel von Algen beinhaltet gleich zwei interessante Energieträger. Zweitiger ist der Wasserstoff, welcher bereits in nordischen Ländern als Autokraftstoff genutzt wird. Dabei wird das Prinzip des Schwefelentzugs angewendet, sodass mit Hilfe des Enzyms Hydrogenase der vielfältige Energieträger Wasserstoff gebildet wird. Dieser ist gut speicherbar und kann nach Belieben in eine Brennstoffzelle geleitet werden. So können Algen als lebende Kraftwerke CO2-neutrale Energie erzeugen.

Potenzial

Im Gegensatz zu den meisten anderen Treibstoffen und Energielieferanten, ist die Gewinnung aus Algen fast Klimaneutral und führt zu einer Kreislaufwirtschaft. Andere Bioenergie Quellen wie Mais und Raps stehen zudem in Flächen-Konkurrenz zu Nahrungsmitteln und gerieten dadurch bereits in wachsende Kritik. Algen können hingegen auf kleinstem Raum angebaut werden ohne dabei zur Bodenerodierung und Verschmutzung beizutragen. Die Mini-Kraftwerke können auf Dächern, in Gewächshäusern und sogar in beleuchteten Kellern angebaut werden. Dies ist ein signifikanter Vorteil gegenüber anderen Energieplfanzen. Wir sehen hier ein grosses Potential für nachhaltigere und saubere Energie.

Quellen:

https://futurium.de/de/blog/wasserstoff-aus-der-algenfabrik

https://www.mdr.de/wissen/energie-gewinnung-aus-algen-100.html