Mikroalgen: Symbiose aus CO₂-Verwertung und Rohstoffproduktion

 Es ist unstrittig, dass der heutige Verbrauch von fossilen Brennstoffen in der Zukunft nicht aufrechterhalten werden kann, da vorhandene Ressourcen knapper werden. Außerdem steigert die Verbrennung fossiler Rohstoffe den CO₂-Gehalt in der Atmosphäre und beschleunigt somit den Klimawandel.

Mikroalgen verwerten CO₂ und produzieren daraus mit Hilfe von Sonnenlicht frischen Sauerstoff und Biomasse. Aufgrund ihrer natürlichen Eigenschaften wird das CO₂ aus Kraftwerken nicht nur gebunden, sondern zur Erzeugung neuer Rohstoffe verwertbar. Die Biomasse der Mikroalgen kann z.B. genutzt werden, um Kosmetika, Farbstoffe oder Futtermittel herzustellen. Besonders im Blickpunkt steht die Weiterverwendung als Gas- und Treibstoff für Biogasanlagen und Motoren. So werden die Algen zum ökologischen Energieträger, der fossile Brennstoffe ersetzen kann.

Dank dieser Eigenschaften erscheint es sehr vielversprechend, Biogas- mit Mikroalgenanlagen zu koppeln. Als Vorstufe dazu wird das Pilotprojekt betrieben, bei dem Abgase eines Blockheizkraftwerkes eingesetzt werden, um Algenbiomasse zu produzieren.

Die Symbiose von Biogas- und Mikroalgenanlage

Gelingt es, die Verfahren entsprechend zu optimieren, ist eine perfekte Symbiose von Kraftwerk, Biogas- und Mikroalgenanlagen denkbar. Das Kraftwerk wird mit dem Biogas betrieben underzeugt Strom und Wärme. Das CO₂ wird in den Mikroalgen gebunden, die dann die Biomasse für die Gaserzeugung in der Biogasanlage darstellen.

Die in der Biogasanlage anfallenden Gärreste werden wiederum als Dünger für das Wachstum der Algen genutzt. Die Mikroorganismen reinigen dabei sowohl diese Gärreste als auch zusätzliches Abwasser.

Ein ganz neuer Ansatz von Forschern und Praktikern ist die Reinigung von Rohbiogas aus Biogasanlagen. Das Rohbiogas hat ca. 40 – 50 % CO₂ Anteil. Um das Rohbiogas in das Erdgasnetz einzuspeisen, ist es nötig, das CO₂ unter hohem energetischen Aufwand dem Gas zu entziehen. Leitet man das Rohbiogas aber durch eine Mikroalgenanlage kann man dem Rohbiogas bis zu 98 % CO₂ entziehen, dabei Algenbiomasse erzeugen und gleichzeitig Energie einsparen. 

Der Nutzen der Anlage lässt sich noch weiter steigern, wenn aus einem Teil der Biomasse andere Produkte wie z.B. Fettsäuren gewonnen werden. E.ON plant im Laufe des fünf-jährigen Projektes die Realisierung eines Pilotprojektes, das die erfolgreiche Kopplung der Anlagen umsetzt. Im Anschluss daran soll die Technologie effektiv an weiteren Kraftwerks- und Industriestandorten eingesetzt werden.

Es bieten sich somit zwei Hauptpfade für eine Verwertung der Mikroalgen an:

Die energetische Nutzung, bei der die in der Biomasse gespeicherte Energie freigesetzt wird und

die stoffliche Nutzung, bei der einzelne Zellinhaltsstoffe verwertet werden.

In beiden Fällen werden fossile Ausgangsstoffe (Erdöl, Erdgas, Kohle) ersetzt. Damit leisten Mikroalgen einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung der CO₂-Emissionen.

Daneben gibt es noch viele weitere Anwendungsmöglichkeiten:

- Nahrungsmittel: Tiernahrung, Aquakultur
- Pharmazie/Nahrungsergänzung: Vitamine, Farbstoffe, Antioxidanzien, seltene Aminosäuren,
 Proteine, Fettsäuren
- Energie: Biogas, Biodiesel, Bioethanol, Wasserstoff-Produktion
- Kohlendioxid-Fixierung: Rauchgasreinigung
- Umweltmonitoring: Ökotoxologie,
- Klärung von Abwässern