Produktion von Mikroalgen unter Nutzung von Abfällen aus Biogasanlagen

Die Koppelung landwirtschaftlicher Biogasanlagen mit einer Mikroalgenproduktion führt zu einer energie- und klimaeffizienten Nutzung von Abfällen, nämlich Abwärme und AbCO2 aus der Verstromung des Methans im Blockheizkraftwerk. Hinzu kommt, dass keine Teller-Tank-Diskussion zu führen ist, da die Mikroalgenproduktion auch auf devastierten Flächen oder Dächern erfolgen kann. Die Mikroalge Spirulina bietet als nachhaltiges Nahrungs- und Futterergänzungsmittel vielseitige Einsatzzwecke und deutliche
ernährungsphysiologische Vorteile.

Die Sicherung der Energieversorgung und der Klimaschutz auf der einen Seite sowie die Sicherstellung der Ernährung mit Lebensmitteln und Trinkwasser auf der anderen Seite sind die zentralen Problemfelder auf unserer Erde. In den vergangenen Jahren haben sich neben der Nutzung der Sonnenenergie mittels Photovoltaik und Solarthermie, der Geothermie sowie der Wind- und Wasserkraft verschiedene Verfahren zur Erzeugung von Energie und Wärme aus Biomasse etabliert - allen voran die Produktion von Biogas aus Silomais und/oder Grassilage. Alle Verfahren, die erneuerbare Biomasseenergieträger nutzen, sind auf die Primärproduktion durch Photosynthese angewiesen, bei der mit Hilfe von Lichtenergie der Sonne aus Kohlendioxid und Wasser Sauerstoff und Biomasse gebildet werden (so genannte Lichtreaktion).


6 H2O + 6 CO2 + Lichtenergie → C6H12O6 + 6 O2


Erneuerbare Biomasseenergieträger stehen allerdings kritisch in der Diskussion, da sie einerseits wertvolle Böden für die Nahrungsmittelproduktion beanspruchen, andererseits, je nach Kultur und Standortfaktoren, einen hohen Verbrauch an fossilen Energieträgern - bspw. in Form von Düngung, Pflanzenschutz und Bodenbearbeitung
- für die Produktion erfordern. Dies führt letztendlich dazu, dass die Effizienz bei der Produktion erneuerbarer Biomasseträger als gering eingestuft wird, zumal die Erträge durch die Vegetationszeit und die Standortfaktoren wie Wasser, Licht und Nährstoffe begrenzt sind und die Preise für Nahrungs- und Düngemittel von der Flächenkonkurrenz zunehmend beeinflusst werden. Hinzukommt, dass es bei der Produktion von Energie aus Biomasse häufig an geeigneten Wärmenutzungskonzepten mangelt. Das gilt vor allem für dezentrale, von Landwirten betriebene Biogasanlagen, so dass neben einer geringen Energieproduktionseffizienz die Wirtschaftlichkeit der Anlagen vielfach fraglich ist. Das bedeutet, wirtschaftliche und energieeffiziente Biogasanlagen sollten eine Koppelung mit Biomasseproduktionssystemen gewährleisten,
bei denen sowohl die Wärme als auch das entstehende CO2 synergetisch genutzt werden.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasser und Abfall 12 (Dezember 2020)
Seiten: 5
Preis: € 10,90
Autor: Prof. Dr. habil. Stefan A. Gäth
Julia Graf
David F. Weil
Dr. Jörg Nispel
 
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