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 wenigstens wissen, dass diese Wasserpflanzen sich auch hervorragend als Rohstoffquelle für Biobrennstoffe eignen, die einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten können. 

Im Algenpark des Forschungszentrums Jülich werden Mikroalgen in großen Schläuchen gezüchtet. Foto: Forschungszentrum Jülich GmbH

Es ist bereits erwiesen, dass Algen zur Herstellung von Biokraftstoffen verwendet werden können, die in ihrer Zusammensetzung den heute im Verkehrssektor eingesetzten Kraftstoffen ähneln. Gelingt es also, einen algenbasierten Biokraftstoff zu entwickeln, der sich wirtschaftlich produzieren lässt, bietet das eine Reihe handfester Vorteile: So erzeugt ein solcher Kraftstoff weniger Treibhausgase als die meisten anderen konventionellen Energiequellen. Das unterstützt den Übergang zu emissionsärmeren Energieressourcen. Außerdem können Algen in Brackwasser kultiviert werden und brauchen kein Frischwasser. Dadurch geht selbst eine groß angelegte Algenproduktion nicht zulasten der Lebensmittelerzeugung, wie es bei anderen Biokraftstoffquellen wie Mais oder Zuckerrohr der Fall ist. Zudem können mit Algen auf derselben Fläche potenziell größere Biokraftstoffmengen als aus anderen Quellen erwirtschaftet werden. 

Klimaschädliches CO2 wird in Algen zu nützlichem Fett

Wissenschaftler von ExxonMobil und Synthetic Genomics, Inc. (SGI) haben eine Algenart gezüchtet, die in der Lage ist, Kohlendioxid in eine bislang unerreichte Menge energiereiches Fett umzuwandeln, aus dem sich dann Biodioesel 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.

„Dieser wichtige Meilenstein unseres Programms für innovative Biokraftstoffe bestätigt uns in der Annahme, dass Algen eine sehr produktive Quelle für erneuerbare Energie sein und gleichzeitig einen positiven Beitrag für den Umweltschutz leisten können“, betont Vijay Swarup, Vice President ExxonMobil Research and Engineering Company.

Studie belegt Relevanz von Biobrennstoffen

Prof. Thomas Brück im Algentechnikum der TU München am Ludwig Bölkow-Campus in Ottobrunn. © Andreas Heddergott / TU München.

„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 derzeit in Arbeit befindlichen Studie „Status und Perspektiven flüssiger Energieträger in der Energiewende“. Die Studie, die die Prognos AG für Verbände der deutschen Mineralölwirtschaft vornimmt, zeigt, dass CO2-neutrale flüssige Energieträger und Rohstoffe für die Energiewende signifikante Vorteile haben, allen voran die sogenannte E-Fuels auf Basis von PtL- und PBtL-Prozessen. 

Ob und wie Algen für den Klimaschutz langfristig auch unter wirtschaftlichen Aspekten von Nutzen sein können, bleibt also abzuwarten. Mit Blick auf die nahe Zukunft forschen zahlreiche Experten an der Herstellung von Biobrennstoffen aus Algen und deren Anwendung als Kraftstoffersatz. Einige Beispiele:

Das Forschungsprojekt AlgenFlugKraft an der Technischen Universität München befasst sich damit, 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.

Auch 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.