Algen im Tank

Eine Hand hält eine Zapfpistole während des Tankens an einer Tankstelle.

Algen

Algen im Tank

Von Susanne Decker

Biokraftstoffe gelten als Alternative zum Erdöl. Für Benzin aus Getreide, Zuckerrüben oder Raps bräuchte man allerdings riesige Ackerflächen, die dann für den Nahrungsmittelanbau fehlen würden. Eine Lösung könnten Mikroalgen sein, die sich schnell und unproblematisch züchten lassen.

Treibstoffquelle Algenfett

Algen speichern die durch Fotosynthese eingefangene Energie des Sonnenlichts in Form von Zuckern und Fetten. Die Fette sind das eigentlich Interessante bei der Suche nach neuen Treibstoffquellen, denn aus ihnen kann man durch einen chemischen Prozess Kraftstoff gewinnen, dessen Eigenschaften mit Dieselkraftstoff vergleichbar sind.

Dazu kommt ein weiterer Vorteil: Mikroalgen wachsen schnell und lassen sich relativ unproblematisch züchten. Im Vergleich zu den Landpflanzen ist der Ertrag an Biomasse pro Fläche und Jahr wesentlich höher.

Und im Vergleich zu Raps könnte man mit ergiebigen Algenkulturen mehr als das Zehnfache an Öl erzeugen. Vor allem aber kann man Mikroalgenkulturen unabhängig von wertvollen Ackerflächen betreiben.

Noch viele Herausforderungen

Noch gilt es, die optimale Algenart mit der größtmöglichen Fettproduktion herauszufinden. Die Mikroalge Botryococcus braunii ist zum Beispiel eine vielversprechende Kandidatin. Sie produziert große Mengen an Algenfett, das sie dann direkt nach außen in das sie umgebende Medium abgibt.

Um eine hohe Ausbeute zu erhalten, müssen den Algenkulturen beste Bedingungen für gute Wachstumsraten und möglichst viel Fettproduktion geboten werden. Unterschiedlichste Testreihen laufen: Süß- oder Salzwasser-Mikroalgen werden in Bioreaktoren gezüchtet. In schlauchförmigen Plastiksäcken, kilometerlangen Röhrensystemen oder plattenförmigen Reaktoren, die sich nach dem Stand der Sonne ausrichten.

Auch offene Systeme werden erprobt. Noch gibt es viele Herausforderungen. In offene Systeme, wie flache Wasserbecken beispielsweise, können Fremdorganismen eindringen. Geschlossene Systeme müssen aufwändig betrieben werden.

Wie "grün" kann Algentreibstoff sein?

Inzwischen sind auch einige Modellanlagen entstanden, in denen Kraftwerke mit Algenbioreaktor-Systemen gekoppelt werden. Seit Kraftwerksbetreiber mit Emissionszertifikaten handeln, ist die Reduzierung des CO2-Ausstoßes für sie ein wichtiger wirtschaftlicher Faktor geworden.

Eine clevere Lösung ist es, das CO2 (Kohlenstoffdioxid) im Kraftwerk-Abgas als "Futter" für Mikroalgen zu verwenden. Das CO2 wird in die Bioreaktoren geleitet und dort von den Algen gebunden. Die Algen-Biomasse, die bei dieser "Abgas-Mast" anfällt, kann dann weiterverwertet werden, zum Beispiel für die Fettgewinnung für Algenbiodiesel.

Ökonomisch ist das sinnvoll. Schwieriger ist es da schon, die Ökobilanz zu beurteilen. Das CO2, das zunächst in den Algen gebunden wird, landet – wird der Algentreibstoff später in Motoren verbrannt – früher oder später wieder in der Erdatmosphäre. Für den Unterhalt der Algenzucht, die Biomasse-Ernte und Fettextraktion wird Energie benötigt, und dabei wird weiteres CO2 freigesetzt.

Ein Flugzeug des Typs Diamond DA42, angetrieben mit Biokraftstoff aus Algen.

Bereits möglich: Fliegen mit Algentreibstoff

Wirtschaftlich sinnvoll?

Wenn man in Europa alle Treibstoffe durch Biodiesel aus Algen ersetzen wollte, wären Bioreaktoren auf einer Fläche der Größe Portugals notwendig. Diese gigantische Anlage müsste permanent betreut und gewartet werden.

Zum jetzigen Stand ist der Produktionsprozess einfach noch zu teuer. Experten rechnen damit, dass noch mindestens zehn bis 20 Jahre Entwicklung nötig sein werden, bis sich die Treibstoffproduktion aus Algen rechnet.

Die Forschung der Mikroalgenbiotechnologie wird weiter gefördert und es wird an Verfahren getüftelt, wie man die Algenzucht optimieren kann, sodass sich die Biodieselproduktion mit Algen in Zukunft wirtschaftlich rechnet.

Weiterführende Infos

SWR | Stand: 16.05.2018, 10:24

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