Alternative EnergieTreibstoff aus der Mikrobensuppe

Als Alternative zu Sprit aus Nahrungsmitteln gilt Öl aus Algen. Dass diese nicht mühsam wie Biomasse zu Kraftstoff verarbeitet werden müssen, zeigt ein US-Unternehmen. von Stefan Grundhoff und

Pilotanlage in Texas zur Erzeugung von Kraftstoff aus Algen

Pilotanlage in Texas zur Erzeugung von Kraftstoff aus Algen  |  © Joule

Dass Kraftstoffe aus Mais oder Zuckerrohr nicht die ultimative Antwort bei der Suche nach Alternativen zu Erdölprodukten sind, hat sich mittlerweile herumgesprochen. Aus umweltpolitischen wie nahrungsmittelpolitischen Gründen will nun auch die Europäische Union den Einsatz solcher Treibstoffe begrenzen und spricht sich dafür aus, die Förderung von sogenannten Treibstoffen der zweiten und dritten Generation auszubauen. Da vor allem die Anbaukonkurrenz unter der Schlagzeile "Tank statt Teller" regelmäßig diskutiert wird, arbeiten weltweit Unternehmen daran, auf andere Arten natürlich nachwachsende Kraftstoffe zu erzeugen.

Ein Unternehmen in den USA erprobt gerade, wie man synthetische Kraftstoffe mithilfe von speziellen Mikroorganismen herstellt. Die Biotech-Firma Joule aus Massachusetts arbeitet seit mehreren Jahren daran, mithilfe von Sonnenenergie aus CO2 und Brauchwasser flüssige Treibstoffe zu gewinnen. Basis sind die gerade mal drei Tausendstelmillimeter großen Einzeller, die speziell für das Verfahren gezüchtet sind.

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Die winzigen Mikroben befinden sich in dünnen transparenten Röhren. Die Sonnenstrahlen regen die Einzeller zur Photosynthese an. Dabei wandeln die Mikroben – vereinfacht gesagt – Kohlendioxid und Wasser in Kohlehydrate und Sauerstoff um. In dem von Joule entwickelten Prozess bilden die genetisch veränderten Mikroorganismen aber keine neuen Zellen, sondern stellen Ethanol und langkettige Kohlenwasserstoffverbindungen, sogenannte Alkane, her. Diese bilden die Grundlage für flüssige Kraftstoffe. Joule trennt den erzeugten Kraftstoff vom Wasser und bereitet ihn auf.

Gleiche Eigenschaften wie bekanntes Bio-Ethanol

Für den Fertigungsprozess nutzt das Unternehmen neben dem Sonnenlicht das CO2 aus industriellen Abfällen und Salz- oder Abwasser. Das neue Produkt habe dieselben chemischen Eigenschaften wie das bekannte, aus Biomasse hergestellte Bioethanol und könne darum problemlos fossilem Benzin beigemischt werden, erläutert Joule.

In einem zweiten Schritt arbeiten die Firmenforscher auch an der Produktion von nachhaltigem Dieselkraftstoff; die Prozesse sind ähnlich. Eine Stärke des nachwachsenden Dieselkraftstoffs ist seine Reinheit. Der synthetisch erzeugte Kraftstoff ist schwefel- und aromatenfrei – im Gegensatz zu Mineralöldiesel, der ein Gemisch aus verschiedensten Kohlenwasserstoff-Verbindungen darstellt. Außerdem enthält der von Joule erzeugte Dieselkraftstoff viele unverzweigt aufgebaute Kohlenwasserstoffe, ist also leicht entzündbar. Seine chemische Beschaffenheit ermöglicht eine unbegrenzte Zumischung zum fossilen Diesel.

In einer kleinen Pilotanlage in Texas hat Joule bereits bewiesen, dass das Verfahren funktioniert, und hat sich das Verfahren patentieren lassen. Darauf wurde der deutsche Autohersteller Audi aufmerksam. Die Volkswagen-Sparte erhofft sich von dem System große Chancen für die Gewinnung nachhaltig erzeugter Kraftstoffe. Joule und Audi bauen derzeit im sonnenreichen US-Bundesstaat New Mexico auf unfruchtbarem Boden eine Demonstrationsanlage auf. Der deutsche Autobauer hat sich die Exklusivlizenz im Automobilsektor gesichert.

Leserkommentare
  1. Warum in die Ferne schweifen. Macht EON in Hamburg schon seit eingigen Jahren."Die Mikroalgen-Pilotanlage der E.ON Hanse AG in Hamburg-Reitbrook"

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    ...der Reiz des im Artikel beschriebenen Projekts besteht darin, ohne den "Umweg" über Biomasse zu Biotreibstoff zu gelangen. Die Anlage in Hamburg arbeitet sozusagen konventionell und möchte möglichst viel Biomasse produzieren, die Fa. Joule hingegen möglichst wenig.
    Wieviel da wirklich "dran" ist, wird man sehen - Hauptsache, jemand versucht es erst einmal!

  2. ... macht die Natur schon seit 3 Giga-Jahren ... und warum kommen wir erst jetzt darauf, das nachzumachen? CO2 gibt's bei den Kohlekraftwerken fast nachgeschmissen, und unsere "beste Idee" ist, es unter den Teppich ( CCS ) kehren?
    Und wann können wir die Photosynthese endlich mal mit einem höheren Wirkungsgrad als die Natur?

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    das gibt es in Deutschland bereits auch schon. In der nähe von Leipzig, steht ein riesieges Braunkohlekraftwerk, da wollte jemand mit denen in Kooperation solch eine Pilotanlage bauen!!! Leider hat er keinen Investor gefunden. Die kaufen lieber Staatsanleihen oder suchen an der Börse die schnelle Mark.. .ähmh..Euro.

  3. ...der Reiz des im Artikel beschriebenen Projekts besteht darin, ohne den "Umweg" über Biomasse zu Biotreibstoff zu gelangen. Die Anlage in Hamburg arbeitet sozusagen konventionell und möchte möglichst viel Biomasse produzieren, die Fa. Joule hingegen möglichst wenig.
    Wieviel da wirklich "dran" ist, wird man sehen - Hauptsache, jemand versucht es erst einmal!

    Antwort auf "nichts neues"
  4. Ich bin ja weißgott nicht der schlauste und in simpelster Algebra stets eine Niete - aber ein Hektar sind 10 000 m² ?
    Rechne ich 234 000 Liter pro Hektar im Jahr, kommen bei mir lächerliche 23,4 Liter / m² im Jahr heraus. Damit kann man einen SUV vielleicht umparken. Das entspräche etwa 200kWh.

    Photovoltaik schafft 50-100kWh/m² im Jahr.
    Leider sagt man Verbrennungsmotoren ein Wirkungsgrad von nur 30-40% nach. Da kann man genausogut die PV Anlagen weiterentwickeln oder nimmt gleich besser Windkrafträder.

    Also wo ist der Witz, oder hab ich mich gerade aufgrund meiner Schwäche in Mathematik lächerlich gemacht?

    Bitte, korrigiert mal meinen gedanklichen Fehler - oder ist diese Milchmädchen Rechnung tatsächlich so verherrend?
    Ich glaube ich verstehe das nicht.

    Mit vernetzten Grüßen,
    yt

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    Die Firma selbst sagt, mit diesem Ertrag könne man auf einer Fläche des "Texas panhandle" jede Menge Sprit produzieren. Rechnen wir also nach:
    Texas panhandle = 65.000 qkm. 1 qkm = 1 Mio qm. Fläche also 65 Mrd. qm. Ertrag entsprechend 1,5 Billionen Liter Sprit.
    Benzinverbrauch USA: Ich finde beim raschen Klicken nur eine vage Quelle, die von 2,5 Billionen Liter Jahresverbrauch in den USA ausgeht.
    Da die USA tatsächlich jede Menge landwirtschaftlich nicht nutzbare Flächen haben, könnte das - eher theoretisch als technisch - sogar funktionieren.
    Man muss dies m.E. nicht in Konkurrenz, sondern in Ergänzung zu Photovoltaik/Wind sehen. Strom ist das eine, leicht speicher- und transportierbare Energien das andere. Beides - aus regenerativen Quellen erzeugt - wird bitter benötigt.

    Auch wenn der Wirkungsgrad ähnlich ist wie der von Photovoltaik, so dürften doch Plastikrohre mit Brauchwasser deutlich billiger sein als Sonnenkollektoren.

    Die "Kunst" ist eben, nicht alles auf eine Karte zu setzen. Es gibt durchaus Anwendungen, in denen flüssiger Treibstoff bislang und auf absehbare Zeit unverzichtbar ist, z.B. den Flugverkehr. Gut, wenn man sowohl Strom als auch flüssigen Treibstoff herstellen kann.

    Das hier vorgestellte Verfahren würde sich z.B. auch dafür eignen, den CO2-Überschuss in der Atmosphäre wieder einzusammeln und in Form von Diesel in die versiegten Erdölquellen zurück zu pumpen.

  5. das gibt es in Deutschland bereits auch schon. In der nähe von Leipzig, steht ein riesieges Braunkohlekraftwerk, da wollte jemand mit denen in Kooperation solch eine Pilotanlage bauen!!! Leider hat er keinen Investor gefunden. Die kaufen lieber Staatsanleihen oder suchen an der Börse die schnelle Mark.. .ähmh..Euro.

    Antwort auf "Nichts Neues ..."
  6. Ich bin auch überhaupt nicht davon überzeugt, Pflanzen auf Böden anzubauen, auf denen auch Lebensmittel wachsen könnten, bzw. direkt essbare Pflanzen zur Treibstoffproduktion zu verwenden = Treibstoffe 1. Generation.
    Dies wird in den USA bekanntlichermaßen exzessiv betrieben, was unter anderem schon zu der Tortillakrise in Mexiko geführt hat, weil die USA auf einmal weniger Mais exportierten und dessen Preis dann in Mexiko stark anstieg.
    Für Treibstoffe in großem Maße für PKW und LKW müssen andere Lösungen her, die zweite Generation wird voranentwickelt, wie dieser Artikel verdeutlicht. Dies zeigt, dass wir hier noch lange nicht am Ende der Möglichkeiten stehen.

    Das einzige, wo vielleicht doch die erste Generation interessant sein könnte: Bei der Treibstoffversorgung der Bauern selbst. Viele Motoren können bei richtiger Anwendung und Lagerung der Öle problemlos betrieben werden. Der große Vorteil: Die Landwirte sind nicht auf externe Treibstoffe angewiesen und auch nicht auf deren Preisentwicklung, was sich wiederum auf die Preise der produzierten Nahrungsmittel auswirkt.
    Im Mittelalter wurden ca. 10% Fläche für die Versorgung der Pflugpferde/Ochsen benötigt, um 100% Ackerfläche zu bewirtschaften. Ein ähnliches Verhältnis ergäbe sich, wenn sich die Landwirte zu 100% mit Pflanzenölen selbst versorgen würden, die Herstellung erfolgt sehr unkompliziert.
    Ein Aspekt, den man durchaus weiterdenken sollte, vor allem wenn vielleicht doch mal eine große Krise kommt...

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    Im Artikel ist deutlich zu lesen, dass sich das Verfahren auch für Landstriche eignet, die der Landwirtschaft _nicht_ zugänglich sind.

    Der Grund dürfte recht einfach sein: da das gesamte biologische Wachstum in Glasröhren statt findet, fällt das Problem der Wasserverdunstung aus.

  7. Warum wird dann das nicht an der Tankstelle eingesetzt? Gibt es da noch Qualitätsprobleme oder steht da zufällig wieder jemand anderes im Weg?
    Es ist schon interessant wie da neue Technologien zurück gehalten werden, so dass sie in der Öffentlichkeit nicht bekannt werden und somit Druck erzeugt wird, dass das nun endlich zur Serienreife umgesetzt wird.

  8. Die Firma selbst sagt, mit diesem Ertrag könne man auf einer Fläche des "Texas panhandle" jede Menge Sprit produzieren. Rechnen wir also nach:
    Texas panhandle = 65.000 qkm. 1 qkm = 1 Mio qm. Fläche also 65 Mrd. qm. Ertrag entsprechend 1,5 Billionen Liter Sprit.
    Benzinverbrauch USA: Ich finde beim raschen Klicken nur eine vage Quelle, die von 2,5 Billionen Liter Jahresverbrauch in den USA ausgeht.
    Da die USA tatsächlich jede Menge landwirtschaftlich nicht nutzbare Flächen haben, könnte das - eher theoretisch als technisch - sogar funktionieren.
    Man muss dies m.E. nicht in Konkurrenz, sondern in Ergänzung zu Photovoltaik/Wind sehen. Strom ist das eine, leicht speicher- und transportierbare Energien das andere. Beides - aus regenerativen Quellen erzeugt - wird bitter benötigt.

    Antwort auf "Verrechnet?"
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    Und man stelle sich nur vor, es würden in den USA massiv die Autofahrten kürzer als 2,5 km einschränken. Leider liegen mir keine Zahlen vor. Aber nehmen wir an, diese würden nur 20% ausmachen, dann hätten wir bereits nur noch einen Treibstoffbedarf von 1,2 Billionen Liter, bereits das ist eine immense Reduktion und erleichtert das Ziel, auf erneuerbare Treibstoffressourcen umzusteigen.

    ...nämlich 696.000 qkm.

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  • Schlagworte Audi | Europäische Union | Biokraftstoff | CO2 | Diesel | Kraftstoff
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