M. Gehrer, H. Seyfried, S. Staudacher

Biokraftstoff könnte zur Reduzierung des globalen Treibhauseffekts und zur Ressourcenschonung beitragen. Von großem Interesse sind Mikroalgen als Rohstofflieferant, da sie eine signifikat höhere Produktivität pro Hektar und Jahr aufweisen und zusätzlich CO2 aus Industrieabgasen zum Wachstum nutzen können. Der Pfad für die Herstellung eines synthetischen Kraftstoffs aus der Süßwasser-Mikroalge Auxenochlorella protothecoides beginnt mit der Kultivierung und endet mit der Verbrennung im Triebwerk. Hier betrachten wir zunächst nur den Weg von der Anzucht bis zur Ernte der ölhaltigen Biomasse, das heißt die Prozessschritte Algenkultivierung, Vorkonzentration, Elektroporation und Entwässerung. Für die Bereitstellung des Primärenergiebedarfs für Prozessenergie und Prozessstoffe ergibt sich ein CO2-Äquivalent von 6,45 kg pro kg Algentrockenmasse und ein Netto-Energie-Verhältnis (NER) von 0,266, das im Vergleich zu konventionellem Kerosin (NER=0,867) unvorteilhaft ausfällt. Der Prozessenergie liegt der europäische Strommix zugrunde. Bei Verwendung regenerativer Energiequellen verbessert sich das Treibhauspotential auf 1,27 kg CO2-Äquivalente pro kg Algentrockenmasse und das NER auf 0,545. Wird bei der Berechnung des NER nur der nicht regenerative Primärenergieanteil berücksichtigt, ändert sich das NER auf 0,307 und bei Prozessenergie aus regenerativen Energiequellen auf 3,04.

Biofuel could contribute to reducing the global greenhouse effect and conserving resources. Microalgae are of great interest as a raw material supplier because they exhibit significantly higher productivity per hectare per year and can also utilize CO2 from industrial emissions for growth. The pathway for producing a synthetic fuel from the freshwater microalga Auxenochlorella protothecoides begins with cultivation and ends with combustion in an engine. Here, we initially consider only the process from cultivation to harvesting the oil-bearing biomass, i.e., the process steps of algae cultivation, pre-concentration, electroporation, and dewatering. The primary energy required for process energy and process materials results in a CO2 equivalent of 6.45 kg per kg of algae dry mass and a net energy ratio (NER) of 0.266, which is unfavorable compared to conventional kerosene (NER = 0.867). The process energy is based on the European electricity mix. When using renewable energy sources, the global warming potential improves to 1.27 kg CO2 equivalents per kg of dry algae mass and the NER to 0.545. If only the non-renewable primary energy share is considered in the calculation of the NER, the NER changes to 0.307, and to 3.04 when process energy is from renewable energy sources.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2013, Stuttgart

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2014

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 7 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2014011011440

Algenkraftstoff, Ökobilanz

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10.01.2014