Algen sind wegen ihres raschen Wachstums ein Hoffnungsträger für die Bioenergie. Aber welche Algenart liefert die besten Erträge? Und wie weit ist es bis zur industriellen Nutzung?
Ein Auftrag für die Forschung und zugleich ein Anliegen der Politik: Wie kann man der „Zero Carbon Society“ ein Stück näherkommen? Wie kann man mit erneuerbaren Energiequellen und effizienten Herstellungsverfahren den CO32-Ausstoß vermindern? Die österreichische Verfahrenstechnikerin Heike Frühwirth, die seit 2012 an der Hochschule Biberach bei Ulm tätig ist, sieht in Mikroalgen einen zukunftsweisenden Weg bei der energetischen Nutzung von Biomassen.
Frühwirth präsentierte bei den diesjährigen Alpbacher Technologiegesprächen den wissenschaftlichen Stand zu diesem Forschungsfeld. Der von der niederösterreichischen Wirtschaftsagentur ecoplus organisierte Arbeitskreis „Bioenergy – Ausweg oder Irrtum“ entsprach dabei dem Generalthema „At the Crossroads“. Denn der Energieverbrauch steigt weltweit, die Folgen der dadurch mitverursachten Klimaerwärmung haben zu mehreren EU- und UN-Klimazielen geführt – von einer tatsächlichen Einschränkung ist man aber weit entfernt. Wir befinden uns tatsächlich an einer Wegkreuzung.
30 Jahre industrielle Nutzung
Die energetische Nutzung von Biomasse wird seit etwa 30 Jahren weltweit industriell gehandhabt. Die Hauptquellen sind Holz, Ölpflanzen, Weizen, Mais oder Reststoffe, die das Endprodukt, nämlich Treibstoff und Energie, liefern. Aus einem Hektar landwirtschaftlicher Fläche kann man die Energiemenge von etwa einer Tonne Öl pro Jahr gewinnen. Mit dem Einsatz der Mikroalgen lässt sich die zigfache Menge erzielen. Aber, so schränkt Frühwirth ein: Verfahren zur energetischen Nutzung von Mikroalgen befinden sich derzeit im Forschungsstadium und noch nicht in der industriellen Umsetzung.
Das Konzept: Bioenergetischer Wasserstoff wird mit Hilfe von Mikroorganismen – das sind Bakterien und Algen – hergestellt. Algen sind in den Forschungsfokus gerückt, weil sie wie Pflanzen die Photosynthese betreiben. Dabei wird auch untersucht, welche Algenart aus der großen Algenfamilie die besten Erträge liefert. Unter einer bestimmten Prozessführung bilden schnell wachsende Mikroalgen in sehr kurzer Zeit hohe Biomasseerträge. Erforderlich sind dazu spezielle Anlagen, Wasser, CO32, Nährstoffe und eine gesicherte Sonneneinstrahlung. Mikroalgen sind aber auch wichtig für den Kosmetikbereich und für Nahrungsergänzungsmittel.
Teller-Tank-Diskussion
Die bei der energetischen Nutzung von Biomasse immer wieder geführte Teller-Tank-Diskussion – was auf den Teller kommen kann, darf nicht in den Kfz-Tank – will Frühwirth nicht führen. „Auch die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der United Nations, die „Food and Agriculture Organization“ (FAO), hat festgestellt, dass Biotreibstoff keine Schuld am Hunger dieser Welt trägt.“ Tatsächlich gebe es genug Brachflächen und devastierte Bereiche, die man für die Produktion der Bioenergie nutzen könne.
Reiner Biodiesel an den Tankstellen ist nur für extra dafür zugelassene Kraftfahrzeuge geeignet. Aber auch in allen anderen an der Tankstelle erhältlichen Kraftstoffen befindet sich derzeit eine Beimischung von Biotreibstoff (Bioethanol in Benzin und Biodiesel in Diesel). Gemäß der Beimischungsverordnung liegt der Anteil an Biotreibstoff je nach Kraftstoffart bis zu einigen Prozent – eine der Marken liegt bei 5,75 Prozent – erfolgt. Die Motorenhersteller lassen einen höheren Anteil nicht zu, weil Biodiesel als Fettsäuremethylester Kunststoffe angreift und diese zum Aufquillen bringt. Die Zuleitungen zu den Motoren bestehen aber zum größten Teil aus Kunststoffmaterialien.
Immer CO2-neutral
Die energetische Nutzung aus Biomasse ist seit der frühesten Menschheitsgeschichte, nämlich seit der Wärmegewinnung durch Holz, Realität. Selbst bei der Verarbeitung in Sägewerken fallen Rinden und Holzschnitzel ab, die nur von Bioraffinerien gewinnbringend weiterverarbeitet werden können. Bei der Energiegewinnung aus Biomasse wird die Umwelt übrigens nicht belastet. Das CO32, das bei der Verbrennung der Biokraftstoffe entsteht, hat die Pflanze zuvor aus der Luft entnommen. Das kommt einem geschlossenen Kreislauf gleich.
In Niederösterreich, so wurde im Alpbacher Arbeitskreis betont, ist diese Nutzung sowie die damit verbundene Forschung als eines der Schwerpunktthemen in der FTI-Strategie (Forschung-Technologie-Innovation) des Landes verankert. „Biomasse gilt als wichtigste Option unter den Erneuerbaren Energieträgern“, erklärt Walter Haslinger vom COMET-Zentrum Bioenergie 2020+ in Wieselburg. Dabei verweist er auf die sogenannten 20-20-20-Ziele, das bedeutet eine 20-prozentige Reduktion des Ausstoßes von Treibhausgasen, das Erreichen eines 20-prozentigen Anteils an Erneuerbaren Energien und eine Erhöhung der Energieeffizienz um 20 Prozent. Diese Ziele sollten bis zum Jahr 2020 erreicht werden.