Laufende Forschungsprojekte

KONALKRA – Konversion von Mikroalgen zu Kraftstoffen

Flüssige Kraftstoffe werden auch in der Zukunft aufgrund ihrer Vorzüge (hohe Energiespeicher-dichte, ausgereifte Technik, vorhandene Infrastruktur) eine bedeutende Rolle spielen. Im Bereich der Luftfahrt sind gegenwärtig überhaupt keine Alternativen erkennbar. Die Endlichkeit der Erdölressourcen sowie die mit der Nutzung fossiler Energieträger in Verbindung gebrachte Klimaveränderung erfordern jedoch eine zunehmende Substitution der konventionellen Kraftstoffe durch Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen.
Algen haben im Vergleich zu Landpflanzen eine bis zu dreißigfach höhere Biomasseproduktivität. Als autophototrophe Organismen können sie in der Wachstumsphase Kohlendioxid assimilieren und in ein breites Spektrum organischer Verbindungen wandeln. Dies macht Mikroalgen als nachwachsenden Rohstoff sowohl für eine nachhaltige Energiewirtschaft als auch für die Produktion von Spezialprodukten (z. B. Farbstoffe, mehrfach ungesättigte Fettsäuren) interessant. Der bisher für die Erzeugung von „Algenkraftstoffen“ meist in Betracht gezogene Weg sieht eine Lösungsmittelextraktion der Lipidanteile mit anschließender Umesterung der darin enthaltenen Triacylglyceride zu einem algenstämmigen Biodiesel vor. Nachteilig ist dabei unter anderem, dass nur ein Teil der Biomasse nutzbar ist und die Wandlung an eine sehr aufwändige und energieintensive Entwässerung und Trocknung gebunden ist.
Der im Rahmen des Projektes vorgeschlagene Weg sieht dagegen die Nutzung der gesamten, feuchten Algenbiomasse vor. In einem ersten Schritt wird die Biomasse durch den Prozess der sogenannten hydrothermalen Verflüssigung (HTL) in ein schwerölartiges „Biocrude“ gewandelt. Dabei wird bereits ein erheblicher Anteil des Sauerstoffs in Form von Wasser und Kohlendioxid abgespalten. Das weitere Upgrading zu hochwertigen Kraftstoffen erfolgt durch hydrierende Verfahren (Hydrocracking, Hydrotreating) und kann ggf. in bestehende Raffinerieprozesse integriert werden.

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