Beiträge der Energieerzeugung mit Mikroalgen zu nachhaltiger Energieversorgung und Nutzung eine systemanalytische Untersuchung

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Martha Meinhardt
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Beiträge der Energieerzeugung mit Mikroalgen zu nachhaltiger Energieversorgung und Nutzung eine systemanalytische Untersuchung Dipl.-Ing.

1 Beiträge der Energieerzeugung mit Mikroalgen zu nachhaltiger Energieversorgung und Nutzung eine systemanalytische Untersuchung Dipl.-Ing. Annika Weiss Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse, Zentralabteilung Technikbedingte Stoffströme () KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 Gliederung Mikroalgen Bioreaktoren Schwachstellen der Energieerzeugung mit Mikroalgen Analysemöglichkeiten Dipl.-Ing. Annika Weiss Energiegewinnung mit Mikroalgen

3 Mikroalgen zur Energieerzeugung Solarenergie chemische Energie durch Photosynthese Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

4 Warum Mikroalgen? Mögliche Vorteile gegenüber Landpflanzen wachsen schneller Hoher Kohlehydrat-, Öl-, oder Proteingehalt, beser als in konventionellen Landpflanzen Düngemittel werden sehr effizient (fast zu 100%) aufgenommen Nutzung von unfruchtbaren Flächen möglich Wachstum in Salzwasser möglich ggf. leicht gentechnisch veränderbar Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

Bioreaktoren Offene Systeme + wenig Energieaufwand für die Konstruktion - Kontaminationsgefahr, instabile Umweltbedingungen - geringere Wachstumsraten wegen geringerem

5 Bioreaktoren Offene Systeme + wenig Energieaufwand für die Konstruktion - Kontaminationsgefahr, instabile Umweltbedingungen - geringere Wachstumsraten wegen geringerem Oberfläche/Volumen Verhältnis (ca. 20 g Trockenmasse / m 2 * Tag) Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

Energieeintrag für Mischung und Kühlung http://www.kit.edu/besuchen/pi_2009_604.

6 Bioreaktoren Geschlossene Systeme + mehr Biomasse/ Fläche (ca g Trockenmasse/ m 2 *Tag) + kontrollierte Bedingungen - hohe Baukosten - hoher Energieeintrag für Mischung und Kühlung Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

7 System Transport? Biomasse Ernte- und trocknungs- verfahren Transport? Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

8 Schwachstellen Energieaufwand Energiebilanz für 1 Jahr Mikroalgenproduktion auf 1 Hektar Fläche Bioreaktor - Betrieb MJ input Bioreaktor - Bau Gewächshaus Dünger MJ output Biogasanlage Ernte (Mikrofiltration) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Bisher keine energieeffiziente Energieerzeugung möglich Wachstumsraten immer noch zu gering großer Energieeintrag durch Anlagenbau, Mischen, Trocknen Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

9 Prozessdesign Verbesserung des Reaktordesigns Oberfläche/Volumen -Verhältnis, Lichtleitende Strukturen Verbesserung der Algenstämme bessere Nutzung des Sonnenlichts besseres Algenwachstum Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

10 System Transport? Biomasse Ernte- und trocknungs- verfahren Transport? Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

11 Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

12 Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

13 Fragen Kann das Verfahren überhaupt energieeffizient gestaltet werden? Kann dabei ökologische Nachhaltigkeit berücksichtigt werden? Wie löst man das Problem der Zufuhr von Nährstoffen CO 2 Wasser Recycling notwendig?! Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

14 System Transport? Biomasse Ernte- und trocknungs- verfahren Transport? Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

15 Dipl.-Ing. Annika Weiss Energieerzeugung mit Mikroalgen

16 Projektpartner HydroMicPro Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik (IBL), Karlsruhe Ehrfeld Mikrotechnik BTS GmbH (EMB), Wendelsheim IGV GmbH, Nuthetal OHB-System AG, Bremen Universität Bielefeld Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI), Potsdam Universität Potsdam 16

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