Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)

HydroMicPro - Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion

  • Projektteam:

    Patyk, Andreas (Projektleitung); Annika Weiss

  • Förderung:

    BMBF

  • Starttermin:

    2009

  • Endtermin: 2013
  • Projektpartner:

    Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik (Verbund-Koordination), Engler-Bunte-Institut, Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse, Ehrfeld Mikrotechnik BTS GmbH (Wendelsheim), Institut für Getreideverarbeitung GmbH (Nuthetal), Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie (Potsdam), OHB-System AG (Bremen), Universität Bielefeld

  • Forschungsgruppe:

    Forschung für nachhaltige Energietechnologien

Beschreibung des Projekts

Eine noch wenig erforschte Möglichkeit der Wasserstofferzeugung ist die Photosynthese durch Mikroalgen. Die H2-Erzeugung stellt dabei nur eine von mehreren Möglichkeiten dar, Bioenergie durch oder aus Mikroalgen zu erzeugen. Das grundsätzliche Interesse an Mikroalgen hat verschiedene Gründe: Mikroalgen haben theoretisch sehr hohe Biomasse-Flächenerträge, eine entsprechend hohe spezifische CO2-Bindung und potenziell hohe Ölgehalte. Sie werden in Ponds oder Photobioreaktoren kultiviert, stellen deshalb keine Ansprüche an die Bodenqualität und treten nicht in Flächenkonkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Zur Nährstoffversorgung der Algen können CO2-haltige industrielle Abgase und nährstoffhaltige Abwässer eingesetzt werden.

Im Rahmen des Förderprogramms „Grundlagenforschung Energie 2020+“, Themenfeld „Solarenergietechnik der nächsten Generation“ wird das Verbundprojekt HydroMicPro vom BMBF gefördert. Durch Verknüpfung von Biotechnologie und Verfahrenstechnik sollen neuartige Photo-Bioreaktoren entstehen, in denen genetisch optimierte Mikroorganismen effizient und umweltschonend Wasserstoff erzeugen. Ein Zwischenziel stellt die Optimierung der Biomasseproduktion dar.

Die F&E-Arbeiten begleitend wird die HydroMicPro-Technologie hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit analysiert. Ziel der Analyse ist die Identifikation von ökologischen und (sozio-)ökonomischen „hot spots“ der Technologie und von optimalen Anwendungsfeldern im Vergleich mit Konkurrenztechnologien. Die Bearbeitung erfolgt im Wesentlichen im Rahmen einer Dissertation (Annika Weiss). Die angewendeten Methoden sind Stoffstrom- und Lebenszyklus basiert (umweltbezogenes Life Cycle Assessment - LCA, Life Cycle Costing - LCC). Das Projekt gliedert sich in fünf Arbeitspakete, die in enger Abstimmung mit den Projektpartnern bearbeitet werden.

  1. Grundlegende System- und methodische Definitionen
  2. Modellentwicklung
  3. Datenerhebung
  4. Modellrechnungen und LCA/LCC-Auswertung
  5. Analyse weiterer Nachhaltigkeitsaspekte

Modellbildung und Datenhinterlegung werden im Laufe des Projektes entsprechend des Standes der technischen Arbeiten aktualisiert. Die jeweiligen Ergebnisse der aktualisierten LCA werden in den Entwicklungsprozess rückgespeist.

Publikationen


2012
Buchaufsätze
Weiss, A.
Beiträge der Energieerzeugung mit Mikroalgen zu nachhaltiger Energieversorgung und -nutzung?.
2012. Der Systemblick auf Innovation : Technikfolgenabschätzung in der Technikgestaltung. Hrsg.: M. Decker, 451–454, edition sigma, Berlin 
Vorträge
Weiss, A.
Mikroalgen - Grenzen des Wachstums. Systemanalytische Betrachtungen zu Energieträgern aus Mikroalgen.
2012. 8. Ökobilanzwerkstatt des Fraunhofer Institut für Bauphysik (2012), Stuttgart, Deutschland, 4.–6. September 2012 
2011
Vorträge
Weiss, A.
LCA of energy from microalgae.
2011. EABA Algae Biomass Conference and Expo (2011), Brüssel, Belgien, 29.–30. November 2011 

Kontakt

Dr. Andreas Patyk
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Tel.: 0721 608-24606
E-Mail