Algen – Ölquelle von morgen?

Bei Algen denken die meisten von uns wohl zuerst an glitschige Teppiche in der Ostsee und vielleicht noch an Sushi oder Kosmetika. Die wenigsten wissen, dass sich diese Wasserpflanzen auch hervorragend als Rohstoffquelle für Biobrennstoffe eignen, die einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten können.

Es ist bereits erwiesen ist, dass Algen zur Herstellung von Biokraftstoffen verwendet werden können, die in ihrer Zusammensetzung den heute im Verkehrssektor verwendeten Kraftstoffen ähneln. Nun arbeiten Forscher daran, algenbasierte Biokraftstoffe zu entwickeln, der sich wirtschaftlich produzieren lassen. Der Vorteil: Solche Kraftstoffe erzeugen weniger Treibhausgase als die meisten anderen konventionellen Energieträger.

Studie belegt Relevanz von Biobrennstoffen

„Flüssige Energieträger und Rohstoffe auf Basis von Biomasse sind vielfältig einsetzbar und können eine wichtige Ergänzungsfunktion einnehmen, um die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Je nach Technologie treten unterschiedlich hohe Kosten auf. Biomassen sollten daher dort eingesetzt werden, wo sie den größten Nutzen stiften.“ Das ist eine Aussage aus der Studie „Status und Perspektiven flüssiger Energieträger in der Energiewende“ aus 2018. Die Studie der Prognos AG im Auftrag der Verbände der deutschen Mineralölwirtschaft zeigt, dass CO2-neutrale flüssige Energieträger und Rohstoffe für die Energiewende signifikante Vorteile haben, allen voran allerdings die sogenannte E-Fuels auf Basis von PtL- und PBtL-Prozessen.

Klimaschädliches CO2 wird in Algen zu nützlichem Fett

Wissenschaftler von ExxonMobil und Synthetic Genomics haben eine Algenart gezüchtet, die in der Lage ist, Kohlendioxid in eine bislang unerreichte Menge energiereiches Fett umzuwandeln, aus dem sich dann Biodiesel gewinnen lässt. Dass Algen CO2 in Fett umwandeln, ist nichts Neues. Bemerkenswert ist aus Sicht der Forscher allerdings, in welchem Umfang das bei dieser Art geschieht. Denn je fettreicher eine Algenart ist, desto besser eignet sie sich für die Biokraftstoffproduktion auf industriellem Niveau.

In Sachen Nachhaltigkeit haben Algen einen weiteren Vorteil: Sie benötigen kein Frischwasser, sondern können in Brackwasser kultiviert werden. Dadurch ist selbst eine groß angelegte Algenproduktion ressourcenschonend möglich. Zudem können mit Algen auf derselben Fläche potenziell größere Biokraftstoffmengen erwirtschaftet werden, als das bei anderen Quellen möglich ist.

Angesichts der enormen Herausforderungen, die der Klimaschutz mit sich bringt, sollten aber alle Lösungsansätze zur Senkung der Treibhausgasemissionen betrachtet werden. Deshalb forschen neben dem Branchenriesen ExxonMobil auch zahlreiche andere Experten an der Herstellung von Biobrennstoffen aus Algen und deren Anwendung als Kraftstoffersatz.

Forschungsgegenstand Algen

Das Forschungsprojekt AlgenFlugKraft an der Technischen Universität München etwa hat sich damit befasst, welche Algenarten sich für die industrielle Nutzung zur Kerosinproduktion eignen und welche Algenarten unter welchen klimatischen Bedingungen ideal gedeihen. Denn erneuerbare Flugkraftstoffe werden weltweit gebraucht und müssen daher in verschiedenen Regionen der Welt produzierbar sein.

Beim Projekt AUFWIND am Forschungszentrum Jülich geht es um die technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten zur Herstellung von Algen und deren Umwandlung zu Biokerosin, das herkömmliches Kerosin auf Erdölbasis als Flugzeugtreibstoff ersetzen könnte. Ein Projektziel: ausreichende Effektivität im Gesamtprozess und damit eine vermarktungsfähige Preisgestaltung zu erreichen.

An der TU Bergakademie Freiberg wird an der Konversion von Mikroalgen zu Kraftstoffen geforscht mit dem Ziel, einen Raffinerieprozess zur Herstellung von Drop-in-fähigen Kraftstoffkomponenten aus Mikroalgenbiomasse zu entwickeln. Im ersten Schritt wird die Algen-Biomasse in ein schwerölartiges „Biocrude“ gewandelt. Die weitere Veredlung zu hochwertigen Kraftstoffen erfolgt durch hydrierende Verfahren, bei denen das Biocrude durch Zugabe von Wasserstoff aufgewertet wird. Diese Verfahren sind in Raffinerien bereits vorhanden, so dass die Weiterverarbeitung von Biocrude prinzipiell in bestehende Raffinerieprozesse integriert werden könnte. Das ist eine wichtige Option um den Anteil erneuerbarer Komponenten in konventionellen flüssigen Brenn- und Kraftstoffe schrittweise zu erhöhen.

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Forschungsradar neue Brennstoffe

Um die Vorteile flüssiger Brennstoffe langfristig nutzen zu können, wird an der Herstellung treibhausgasreduzierter Alternativen geforscht. Der Forschungsradar zeigt eine Auswahl öffentlich geförderter Projekte, die sich mit der Erforschung und Entwicklung alternativer flüssiger Brenn- und Kraftstoffe beschäftigt haben.