Produkte aus Mikroalgen österreichische Aktivitäten. Dina Bacovsky, Bernhard Drosg, Andrea Sonnleitner BIOENERGY 2020+
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1 Produkte aus Mikroalgen österreichische Aktivitäten Dina Bacovsky, Bernhard Drosg, Andrea Sonnleitner BIOENERGY 2020+
2 ALGENBASICS Slide 2
3 Was sind Mikroalgen? Wassergebundene Mikroorganismen, Photosynthese Vorläufer der höheren Landpflanzen Extrem diverse Gruppe ( Mio Arten) Slide 3
4 Algenarten Chlorella sp. Scenedesmus sp. Slide 4
5 Umwandlung von CO 2 in Biomasse durchschnittliche molekulare Formel: CO 0,48 H 1,83 N 0,11 P 0,01 Ca. 38 % des eingesetzten CO 2 werden aufgenommen Nährstoffe müssen im Überschuss zugegeben werden Folie 5 Eigene Darstellung
6 Algenöl für Biotreibstoffe? Hoher Ölgehalt Hoher Flächenertrag Quelle: Chisti 2007 Quelle: Chisti 2007 Folie 6
7 Die ideale Alge Bildquelle: An Outlook on Microalgal Biofuels, René H. Wijffels, et al.,science 329, 796 (2010); Folie 7
8 Alternativen zu Biodiesel Quelle: IEA AMF 2010 Folie 8
9 Algenkultivierung Metabolismus: Photoautotroph Heterotroph Mixotroph Offene Systeme Photobioreaktoren Fermentoren Hybrid Systeme Integrierte Systeme Folie 9 Source: U.S. DOE National Algal Biofuels Technology Roadmap. U.S. Department of Energy, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, Biomass Program.
10 Offene Systeme Extensive ponds Raceway ponds Circular ponds Tanks Cascade system Source: Current Status and Potential for Algal Biofuels Production, Al Darzins et al., IEA Bioenergy Task 39, 2010 Folie 10
11 Photobioreaktoren Tubuläre PBR Flat Plate PBR Big bag system Columns Source: An Outlook on Microalgal Biofuels, René H. Wijffels, et al.,science 329, 796 (2010); Algenworkshop Graz, Beitrag Martin Mohr Folie D12-8CF1-2F F01/84007/Fig2.JPG
12 Ernte Eigene Darstellung basierend auf Uduman et al Dewatered algal paste Credit: Idaho National Laboratory Folie 12
13 Vorbehandlung Trocknung 90 % Solare Trocknung Trommeltrockner Gefriertrocknung Sprühtrocknung Rotationstrockner Ölextraktion: Mechanisches Pressen Flüssig-Flüssig Extraktion Extraktion mit superkritischem CO 2 Ultraschalltechnik Osmotischer Schock Biologische Extraktion Folie 13
14 Source: Hingsamer, Maria; Gerfried, Jungmeier; Kurt, Könighofer; Johanna, Pucker : Biorefineries for Transportation Biofuels, Austrian Stakeholder Workshop of IEA Bioenergy Task 42 Biorefining October 24, 2013, Graz Übersicht über Wertschöpfungsketten Mikroalgen zu Biotreibstoffen Slide 14
15 Marktwert Quelle: Ripplinger, Subitec Slide 15
16 PUFA aus Algen Slide 16 Quelle: Cellana.com
17 Mikroalgen Bioraffinerie Slide 17 Nur die Reststoffe energetisch verwerten
18 Relevante Themen im Bereich der Algenforschung in Österreich F&E Bedarf entlang der gesamten Produktionskette Slide 18
19 ÖSTERREICHISCHE AKTIVITÄTEN Slide 19
20 Ecoduna Technologie zur Algenkultivierung Slide 20
21 BDI Technologie zur Umwandlung schwieriger Rohstoffe in Biodiesel ALLGAS (Spanish pronunciation for algae) Biofuels from algae Project Number: Total funds of the European Union: 7.1 M Project start Part of BDI s RetroFit program: prepare BioDiesel plants for the future use of algae oil in an existing BioDiesel plant Slide 21
22 SUN Algae Technology Technologie zur mixotrophen Kultivierung von Algen und Ölextraktion Lighting Tubes Sunlight Distribution inside PBR Sollektor sunlight feed into tubes Microalgae and 14% Astaxanthin Concentrate (compared to 7% reached by solvent extraction) 22
23 Algae&Energy:Austria Algen eine zukünftige erneuerbare Energiequelle? Slide 23
24 Montanuni Leoben Studie zur industriellen Ölproduktion aus Algen Projekt Next Generation Crude Production Nutzung von CO2 aus Rauchgas zur Produktion von Algenöl zur Verwertung in der Raffinerie Biomasseaufbereitung Ölextraktion Stahlwerke Biomasseproduktion Aufbereitung für Transport Biomasseproduktion Biomasse- Logistik ~ 30 % Öl ( bio-crude ) ~ 70 % Restbiomasse Kraftwerke Baustoffindustrie Zement/Ziegel/Kalk/Feuerfest Biomasseproduktion Biomasseproduktion Aufbereitung für Transport Aufbereitung für Transport Raffinerie Next Generation Crude Production Abwärme Kuppelprodukte (z.b. Biomethan) Restbiomassenutzung Biogas Nährstoffrückgewinnung energetische Verwertung stoffliche Verwertung Hydrothermale Carbonisierung Dezentrale Biomasseproduktion Zentrale Biomasseproduktion und Verwertung Slide 24
25 BOKU EVN Andritz Nutzung von CO2 zur Produktion von Bio-PHB PHB = Polyhydroxybuttersäure biologisch abbaubares Biopolymer ungiftig, unlöslich in Wasser, resistent gegen UV-Strahlung gute O 2 -Durchlässigkeit, Thermoplast, ähnliche Eigenschaften wie Polypropylen Slide 25
26 Joanneum Research Ökologische Bewertung Bewertung von THG-Emissionen Energiebedarf Im Vergleich zu Fischöl Fossile Treibstoffe Erdgas Synthetische Düngemittel Slide 26
27 BIOENERGY Mikroalgenkultivierung und Abwasserreinigung Algenbiomasse als Additiv in der Anaerobfermentation Folie 27
28 FH OÖ + MCI Hochwertige Produkte aus Algen Screening, Kultivierung, Downstreaming Slide 28
29 Uni Wien, Institut für Limnologie Algenbiologie Slide 29
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