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Dissertation: Energiebilanz von Biotreibstoff aus Mikroalgen

Die Produktion von Biotreibstoff aus Mikroalgen benötigt derzeit mehr Energie als im Treibstoff gespeichert ist. Kann Technologieentwicklung dies ändern? Annika Weiss’ Analyse des Zusammenhangs zwischen Energieinput und -output liefert neue Erkenntnisse.
Dissertation Annika Weiss ITAS

Aus Mikroalgen kann Biotreibstoff hergestellt werden. Sie konkurrieren im Gegensatz zu Landpflanzen nicht mit der Nahrungsmittelproduktion um fruchtbaren Boden. Derzeit wird allerdings mehr Energie benötigt, um den Mikroalgen-Treibstoff zu produzieren, als in ihm enthalten ist. Der Quotient dieser beiden Werte, der sogenannte NER ist größer eins, für eine effektive Treibstoffproduktion müsste er kleiner eins sein.

Annika Weiss untersucht in ihrer Dissertation, in welcher Weise der Biomasse-Ertrag von der Kultivierungsenergie abhängt. Beide Werte bestimmen maßgeblich den NER. Für ihre Analyse hat die ITAS-Wissenschaftlerin begaste flache Photobioreaktoren als vielversprechende Systeme für die Freilandkultivierung und Biomethan als Treibstoff untersucht, dessen Produktion vergleichsweise wenig Energie benötigt.

Ihre Ergebnisse zeigen: Je mehr Biomasse erzeugt wird, desto mehr Energie wird im Verhältnis dazu benötigt. In anderen Worten: die Energieeffizienz der Algenkultivierung sinkt mit steigendem Ertrag. Aufgrund dieses Zusammenhangs kann – im Gegensatz zur bisher gängigen Meinung – ein niedriger NER nicht mit maximalen Erträgen erreicht werden. Im untersuchten Fall wird selbst unter Berücksichtigung von Technologieentwicklungen und bei einem guten Verhältnis von Energieinput und Ertrag, kein NER unter eins erreicht.

Annika Weiss analysierte in ihrer Arbeit zudem sieben bestehende Studien, die teilweise einen NER unter eins in Aussicht stellen. Sie zeigt zwei Ursachen für einen NER unter eins: entweder werden nicht alle energierelevanten Prozesse berücksichtigt und/oder der Zusammenhang zwischen Kultivierungsenergie und Ertrag wird vernachlässigt. (14.10.2016)

Bibliographische Angaben:

Weiss, Annika
Energy balance of microalgae biofuels (Dissertation). Darmstadt: Technische Universität Darmstadt 2016
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