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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Energieerzeugung aus Algen

12.06.2020

Algen sind echte Alleskönner: Die vitaminreichen Wasserpflanzen dienen als Nahrungsmittel, werden in Kosmetikartikeln verarbeitet und sollen Plastikverpackungen ablösen. Selbst Kleidung könnte zukünftig aus Algenfasern hergestellt werden. Nun sollen Algen als Biophotovoltaikanlagen und als Biokraftstoffe auch die Energiewende vorantreiben.
Viele Pflanzenarten benötigen CO2 für ihr Wachstum und können daraus mittels Photosynthese aus Sonnenlicht Biomasse erzeugen. Von besonderem Interesse sind dabei schnell wachsende Pflanzenarten wie beispielsweise Raps und Mais. Hier besteht allerdings ein Konflikt zur menschlichen Ernährung. Im Gegensatz dazu stellen Algen kein Grundnahrungsmittel dar und können kontinuierlich das ganze Jahr geerntet werden.

Biologische Solarzelle: Algen produzieren Strom

Forscher der University of Cambridge haben eine biologische Solarzelle auf Basis von Algen entwickelt. Biologische Solarzellen basieren auf dem Prinzip der Photosynthese bei welcher Pflanzen mithilfe von Licht Elektronen erzeugen, die in elektrischen Strom umgewandelt werden können. Der Wirkungsgrad dieser Solarzellen liegt allerdings aktuell noch weit unter dem von synthetischen Zellen. Forscher der Universität Cambridge haben allerdings eine neuartige biologische Solarzelle entwickelt, die sowohl effizienter ist als auch ertragreicher arbeitet. Durch genmanipulierte Algen, die nur einen Teil ihrer erzeugten Elektronen selbst verbrauchen, kann diese neue Zelle fünfmal mehr Strom erzeugen als bisherige biologische Systeme.

Stromerzeugung aus Algen

Algen als Biokraftstoffe

Eine andere Möglichkeit, wie aus den schnell wachsenden Algen grüne Energie gewonnen werden kann, sind Biokraftstoffe. Ein Ansatz dabei ist auch hier, aus dem Synthesegas, das bei der Photosynthese von Mikroalgen entsteht, wiederum Methan zu gewinnen. Aus Methan kann dann letztendlich Energie erzeugt werden. Aus einigen Algenarten kann zudem Öl gewonnen werden, welches in einen Kraftstoff umgewandelt werden kann, der Diesel ähnlich kommt. Eine weitere Variante stellt Bioethanol dar, das sich aus den Kohlenhydraten gewinnen lässt, die in der Algenmasse enthalten sind.

Algen als ertragreiche Biomasse

Meerwasser-Algen sind für die Produktion von Biomasse interessant, da jede einzelne Zelle Photosynthese betreibt und sich Algen zudem durch ein bis zu zehn Mal schnelleres Wachstum auszeichnen als Landpflanzen. Zudem steht ihr Anbau nicht, wie bei vielen Energiepflanzen, in direkter Konkurrenz zum Anbau von Nutzpflanzen für die Nahrungsmittelherstellung. Der großflächige Anbau von Mais oder Zuckerrohr für die Energiegewinnung wird aber nicht nur deshalb bereits kritisiert: Riesige Monokulturen zur Gewinnung von Biogas führen zu Bodenverarmung, hohen Pestizidbelastungen und Artenschwund.

Biomasse Algen Biogas

Pilotprojekt: Algenhaus mit Bioreaktorfassade

In Hamburg wurde als Pilotprojekt ein sogenanntes Algenhaus konstruiert. Die gesamte Fassade des Hauses dient dabei als Bioreaktor. In Elementen aus Glas an der Südseite des Hauses wurden Mikroalgen gezüchtet, die mit Sonne und CO2 Strom und Wärme produzieren können. Aus der Algenmasse an der Fassade kann Erdgas und Wasserstoff hergestellt werden. Das entstandene Gas wird durch eine Brennstoffzelle zu Strom und Wärme umgewandelt. Das von den Algen nicht genutzte Sonnenlicht wird, ähnlich wie in einer solarthermischen Anlage, genutzt, um Wärme zu erzeugen. Gleichzeitig trägt die Algenfassade zum Lärmschutz bei. Darüber hinaus können die Algen auch geerntet werden und als Biomasse in Biogasanlage verwertet werden. Der Versuch hat gezeigt, dass die Technik funktioniert.

 

Fazit

Algen sind also echte Alleskönner. Sie sind durch ihr starkes Wachstum bezogen auf Fläche und Zeit ertragreicher als herkömmliche Pflanzen wie beispielsweise Mais. Sie bedrohen dabei auch keine landwirtschaftlichen Anbauflächen. Die Erforschung der Algen-Technologie steht allerdings noch im Anfangsstadium. Das Potenzial als Energie der Zukunft ist noch lange nicht ausgeschöpft und wird Wissenschaft und Industrie weiter beschäftigen. Sie kann, wenn die Gewinnung von Biomasse aus Algen weiter gefördert wird, einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten.


CHECK24 Energieexpertin Johanna Röttig Johanna Röttig
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