Infowelt
Grüner wird’s nicht: Energie aus Algen
Algen sind gesunde Energiespender, die in japanischen Restaurants als Delikatesse serviert und in Reformhäusern als Nahrungsergänzung angeboten werden. Die grünen Pflanzen aus dem Meer können aber auch Energie produzieren. Erfahren Sie hier, wie und warum sie als Energiequelle vielleicht bald an unseren Hausfassaden wachsen.
Nachhaltiges Wachstum
Algen wachsen und gedeihen durch die Photosynthese. Sie nehmen dabei sehr viel Kohlenstoffdioxid auf. Dadurch ist die daraus entstehende Energiegewinnung sehr nachhaltig, CO₂-neutral und gut für die Umwelt.
Einzeller mit Zukunftspotential
Mikroalgen wird ein großes Potenzial für die Zukunft der Energiegewinnung zugeschrieben. Die einzelligen, drei bis fünf Mikrometer kleinen Algen vermehren sich sehr schnell, da sie das vorhandene Sonnenlicht effizienter nutzen als andere Pflanzen. Dieser Energieträger benötigt keine Erde, kein Ackerland, um zu gedeihen und kommt mit wenig Wasser aus. Die Algen geben sich sogar mit Salz- oder Abwasser zufrieden.
Energiespender, die sich schnell vermehren
Bei der Fotosynthese der Algen entsteht sogenanntes Synthesegas. Daraus bildet sich wiederum Methan, aus dem Energie gewonnen wird. Da sich die Algen sehr schnell vermehren, ist auch viel von dem Gas vorhanden. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich die grünen Energiespender fast überall ansiedeln lassen. Zum Beispiel an einer Hauswand.
Knallgrüne Energiefabrik im Eigenheim
Weltweit einzigartig ist ein Projekt, das während der Internationalen Bauausstellung 2013 in Hamburg vorgestellt wurde: die sogenannte „Bioreaktorfassade“ im Algenhaus. In mit Wasser gefüllten Glaselementen, die an den sonnenzugewandten Hauswänden angebracht sind, wachsen Mikroalgen. Die Algenelemente wirken als Lichtschutz, denn sie passen ihre Farbe der Sonnenintensität an. Die Glasplatten der Biopaneele sorgen für Wärmedämmung und Lärmschutz. Algenhäuser zählen damit zu den Smart Material Houses.
Nachhaltiges Wachstum
Weil Algen sehr viel Kohlenstoffdioxid aufnehmen, ist ihr Wachstum und die daraus entstehende Energiegewinnung sehr nachhaltig.
Strom aus Algen durch Biophotovoltaik
Um Strom aus Algen zu gewinnen, verwendet die Biophotovoltaik die photosynthetischen Eigenschaften von Mikroorganismen wie Algen. Bei Licht führen die Algen Photosynthese durch. Hierbei verbrauchen sie Kohlendioxid und Wasser und wandeln diese in Zucker und Sauerstoff um und speichern diese dann als Zuckermoleküle. Bei Lichtmangel erzeugen die Algen Energie aus diesen gespeicherten Molekülen. Während des Photosyntheseprozesses produzieren die Algen Elektronen, von denen einige aus der Zelle exportiert werden können, um das Licht in elektrischen Strom umzuwandeln. Dieser Strom kann dann wieder zur Energieerzeugung genutzt werden.
Wärme durch Algen in der Bioreaktorfassade
Die schnell wachsenden Mikroalgen zirkulieren im Bioreaktor in einem Wasserkreislauf in den 129 Kollektoren der Außenfassade. Dort werden sie mit CO₂ aus der Heizungsanlage des Hauses und Sonnenlicht versorgt. Ein Wärmetauscher entzieht der grünen Fassade Energie für die Warmwasserbereitung. Die zähe, knallgrüne Algenmasse wird regelmäßig „geerntet“ und als Biomasse in einer externen Biogasanlage in Gas umgewandelt. So wird die blubbernde Fassade optimal zur Energiegewinnung genutzt.
Biokraftstoff und Biogas aus Algen
Auch Biokraftstoff, sogenannter Algenkraftstoff, wird aus der Pflanze gewonnen. Dafür werden die Algen, anders als im geschlossenen Algenreaktor, an der Hausfassade in offenen Becken kultiviert. Das hat einige Vorteile im Gegensatz zur klassischen Herstellung von Biokraftstoffen: Der Ertrag pro Fläche ist deutlich höher als bei der landwirtschaftlichen Produktion von Biomasse. Die Produktivität von Mikroalgen ist im Vergleich zu Raps ca. 15-fach besser, gegenüber Mais etwa zehnmal so hoch.
Biogas und Biomasse ohne Acker
Bei der Kultivierung von Algen werden CO₂-Emissionen abgefangen und als Biomasse fixiert. Algen sind eine echte Alternative: Es müssen anders als bei Raps und Mais auch keine wertvollen Ackerflächen für den Algenanbau bzw. die Biokraftstoffproduktion verwendet werden. Die biogenen Reststoffe der Alge können bei der Vergärung in einer Biogasanlage verstromt und zu Wärme umgewandelt werden.
Wasserstoff aus Algen
Die Ruhr-Universität Bochum forscht an grünem Wasserstoff aus umweltfreundlichen Quellen. Bestimmte Algen könnten ihn herstellen – wie das in industriellem Maßstab gelingen kann, untersuchen Forscher der Ruhr-Universität und der Universität Osaka gemeinsam. Der Wasserstoff könnte dann als Alternative zu fossilen Kraftstoffen in Wasserstoffmotoren klimaneutral vertankt werden.
Vattenfall Ausblick
Künftig soll es in Algenhäusern eine weitere Art der Energiegewinnung geben. Ziel ist es, Erdgas und Wasserstoff aus Algenbiomasse zu erzeugen. Mithilfe einer Brennstoffzelle werden Strom, Wärme und das für die Algenkultur benötigte CO₂ gewonnen. Entsprechende Häuser wären weitgehend energieautark.
Möglicherweise werden in Zukunft viele Gebäude grün leuchten. Durch intelligent konstruierte Häuser ließen sich nach Schätzungen der Europäischen Union mehr als 40 Prozent Energie und 30 Prozent Wasser einsparen und der CO₂-Ausstoß um 35 Prozent reduzieren.
Darüber hinaus arbeitet Vattenfall an dem Großprojekt Sustainable Cities, das Lösungen für eine zukunftsfähige Energieversorgung unserer Städte liefern wird. Ziel ist es beispielsweise, die Energieversorgung Berlins bis 2050 komplett klimaneutral zu gestalten. Um dies zu erreichen, modernisiert das Unternehmen nicht nur Kraftwerke, sondern investiert auch in Kooperationen mit lokalen Partnern im Hinblick auf erneuerbare Energien, wirksame Speichertechnik und die Entwicklung innovativer Energieeffizienz-Technologien. In Hamburg arbeitet das Energieunternehmen unter anderem am Aufbau eines intelligenten Stromnetzes und investiert in hochmoderne Wärme- und Stromspeicher, um die Energiewende schnellstmöglich umzusetzen.
Unsere innovativen Energielösungen
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