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Heinz Wraneschitz, Die Kois und das Biogas in:

VDI nachrichten, page 12 - 12

VDI nachrichten, Volume 75 (2021), Issue 04, ISSN: 0042-1758, ISSN online: 0042-1758, https://doi.org/10.51202/0042-1758-2021-04-12

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VDI Verlag, Düsseldorf
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12 TECHNIK & WIRTSCHAFT 29. Januar 2021 · Nr. 4 Von Heinz Wraneschitz L assen sich Algen in einer Wertschöpfungskette gleich mehrfach nutzen, darunter auch als „Futter“ für die Bakterien in Biogasanlagen? Nicht erst seit dem Ruf auf eine Professur an die Fakultät Maschinenbau/Umwelttechnik an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden (OTH) beschäftigt sich der Ingenieur und Verfahrenstechniker Christoph Lindenberger mit Fragen wie dieser. Blaualgen – Artrosphira Platensis, kurz „A. platensis“ – sind hierzulande eigentlich ungern gesehen: Sie bringen den Badebetrieb an Seen und Weihern in heißen Sommern schon mal zum Erliegen. Doch Lindenberger hat vor seiner Berufung nach Amberg-Weiden in Südkorea aus A. platensis sogenannte Exopolysaccharide (EPS) extrahiert – und nachgewiesen, dass sie gegen das hochinfektiöse Koi-Herpesvirus (KHV) wirken. Das Verfahren ist laut der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) auch ökonomisch tragfähig. EPS sind hochmolekulare Zuckerpolymere, die bestimmte Mikroorganismen abscheiden. Am Standort Amberg beschäftigt Lindenberger sich weiter mit der EPS-Gewinnung aus Blaualgen. Aber bei diesen Forschungen stehen zusätzlich die Algenreste, die nach der EPS-Extraktion anfallen, als Biogassubstrat im Blick. Denn der Verbund-Projekt-Antrag, den die OTH gemeinsam mit der Technischen Universität Berlin formuliert hat, geht weit über die rein biogasliche Nutzung von Algen hinaus (s. Kasten). Die Kopplung der Algenzucht an eine Biogasanlage ist ein Teil des Projekts. „Das Vorhaben verfolgt das übergeordnete Ziel, eine dezentral realisierbare und ökonomisch tragfähige Wertschöpfungskette für A. platensis zu entwickeln und in einer relevanten Einsatzum gebung zu testen“, heißt es vom zuständigen Förderprojektträger FNR. Die vorgeschlagene Wertschöpfungskette umfasst als primäres Produkt die Gewinnung von EPS mit antiviraler Wirkung für den Einsatz in der Süßwasserfischzucht. Lindenberger ergänzt: „Es wird jetzt untersucht, gegen welches Virus EPS sonst noch hilft.“ Sprich: Man schaut nicht nur auf Viren, die Zierfischen wie Koi gefährlich werden, sondern es geht auch um den Virenschutz für hiesige Speisekarpfen, Forellen und Massentierhaltung. Dieses EPS ist übrigens „ein Naturstoff, nicht patentierbar. Der Stoff ist sogar prophylaktisch einsetzbar“, stellt der Forscher das große Potenzial für die Tierzucht heraus. Das weitere Ziel des Vorhabens ist laut FNR, „die kohlenstoffreiche Zelldebris nach der Wertstoffgewinnung zur energetischen Verwertung in die Biogasanlage zurückzuführen“. Das bedeutet in diesem – einfachsten – Fall: Zucker für die Fische, den Rest der Alge zur Vergärung. Wenn es nicht möglich ist, die Alge mehrfach zur EPS-Produktion zu nutzen (s. Kasten: Algen melken). Doch Algen haben noch weit mehr Potenzial, betont Bioverfahrenstechniker Lindenberger. Da ist vor allem das Protein Spirulina Blau, Fachbegriff Phycocyanin. Die Substanz ist der einzige natürliche blaue Farbstoff für Lebensmittel. Mit einem maximalen Marktwert von 100 000 €/kg ist hochreines Phycocyanin ein echtes Wertprodukt. „Wenn die Zelle wirklich viel davon herstellt, kann man pro 1 kg Alge 600 g Farbstoff gewinnen. Man muss es halt ‚nur‘ aus der Zelle herausbekommen“, nennt der Forscher das zentrale Problem. Die Algennutzung weist hierbei einige Probleme auf. Die Lösung könnte eine der etwa 30 000 verschiedenen Algenarten liefern, die, so Lindenberger, nur zu einem geringen Teil chemisch erforscht sei. Die meisten der bekannten Sorten stammen aus der blauen Algenreihe; die roten sind weniger bekannt – und auch in ihrer Sortenzahl geringer. „Wir sind in der Algenforschung heute auf dem Stand von 1900 bei der Feldbestellung“, beschreibt der Forscher die Herausforderungen. Grundsätzlich sind Algen schnell wachsende Biomasse. Aber manche Algen arten wachsen zehnmal so schnell wie andere, allerdings nur, wenn sie Sonnenlicht bekommen. Doch schon 1 cm unter der Wasseroberfläche kommt nur noch 1 % der Strahlung an. Deshalb ist es wichtig, eine gute Durchmischung der Flüssigkeit im Reaktor zu erreichen, damit jede einzelne Alge genug Licht abbekommt. In Lindenbergers Labor an der OTH in Amberg-Weiden stehen zahlreiche Bioreaktoren für die Zucht von blauen und roten Algen. Alle Behälter sind durchsichtig; alle sind sie mit definiertem, künstlichen Sonnenlicht beleuchtet, um die Anwendung unter freiem Himmel zu simulieren. Es gibt Gefäße aus Kunststoff, teilweise opak. Andere sind aus Glas, „das bessere Material“, wie der Laborchef festgestellt hat. Bis zu anderthalb Jahre laufen die einzelnen Versuche. Um die Algenproduktion zu stimulieren, helfen Wärme – um die 30 °C gelten als ideal – und Kohlendioxid. Die Nähe zu einer Biogasanlage würde laut Lindenberger also gut passen: „Die nicht nutzbare Wärme eines Nahwärmerücklaufs könnte man nutzen. Das CO2 aus dem Abgas des Blockheizkraftwerks (BHKW) könnte man abtrennen und damit die Algen zusätzlich füttern.“ Um auch das testen zu können, soll im Labor ein kleiner Biogasreaktor installiert werden. „Wir hoffen, dass wir nichts als Algen zufüttern müssen.“ Aber noch sei man auf der Suche nach einer kleinen Verbrennungsmaschine. Später sei dann nur noch das Aufskalieren der Reaktorgröße, also des Fermenters, auf den Bedarf des Biogas-BHKW notwendig. n ENERGIESPIEGEL Offshore-Windkraft: DNV bestätigt Machbarkeit für geräuscharme Gründung Der norwegische Zertifizierer DNV bestätigte dem niederländischen Marineausstatter Heerema die Machbarkeit für zwei neuartige Gründungsstrukturen für Offshore- Anlagen. Mit der University of Dundee in Schottland entwickelte Heerema zwei Alternativen zum üblichen Rammen. Gemeinsam untersuchten sie sowohl Schraubpfähle als auch sogenannte Einschubpfähle. Die Machbarkeitserklärung seitens DNV gilt als erster Schritt, um die noch in Entwicklung befindlichen Techniken standardisiert ins Feld bringen zu können. Bisher werden Offshore-Anlagen in der Regel mit gerammten Pfählen gegründet. Diese Technik wird bei Windkraftanlagen auf See, aber auch für Gründungsstrukturen wie Plattformen von Konverteranlagen oder für das klassische Öl- und Gasgeschäft eingesetzt. Die Druckwellen der Rammstöße beeinträchtigen die maritime Fauna; seit Jahren arbeiten daher Unternehmen mit Blasenschleiern, um die Ausbreitung der Schallwellen zu dämpfen. Vor allem Walarten reagieren sehr empfindsam auf diese Druckwellen. swe Energiewende: 2020 EU-weit mehr Ökostrom als als fossiler Strom Laut einer Studie der beiden Thinktanks Ember (UK) und Agora Energiewende (Berlin) ist 2020 in der EU erstmals mehr Strom aus erneuerbaren Energiequellen als aus fossilen Brennstoffen erzeugt worden. Ökostrom aus Wind, Solar, Wasserkraft oder Biomasse hätten 38 % geliefert, Kraftwerke auf Basis von Kohle und Gas 37 %. Rund ein Viertel stammte aus der Kernkraft. Insgesamt lag die EU-Stromerzeugung 2020 bei 2760 TWh. dpa/swe Die Futures-Notierungen der Rohölsorte Brent änderten sich am Montag an der Rohstoffbörse ICE in London kaum. Ein wenig stützten Spekulationen auf geringere Fördermengen die Kurse. Es hieß, der Irak wolle im Januar und Februar weniger Rohöl fördern als im Dezember. Am Freitag hatte der überraschende Anstieg der US-Lagerbestände an Rohöl noch die Preise belastet. dpa/swe Dollar Barrel Rohölpreis Brent 25. Januar 2021 55,37 Dollar Gr af ik : V DI n ac hr ic ht en 4 /2 02 1 Qu el le : H B/ Bö rs e. de 50 45 40 35 30 25 20 15 55 60 65 Ok. Nov. Dez. Jan. Kaskadierende Algennutzung: Der Verfahrenstechniker Christoph Lindenberger leitet ein Forschungsprojekt an der OTH Amberg-Weiden, um Blaualgen mehrfach zu nutzen – unter anderem als Rohstoff für Biogasanlagen. Foto: Heinz Wraneschitz Algen abmelken n Die Idee: Die Algen sollen nicht mehr sterben, wenn ihnen die Proteine entnommen werden. n „Die Biomasse kann durch ein elektrisches Feld ‚gereinigt‘ werden. Die Alge macht kurz auf, der Farbstoff wird entnommen, hinterher lebt sie weiter“, erklärt Christoph Lindenberger das System, das er „Algen abmelken“ nennt. „Ich schätze, das dauert noch zehn Jahre. Aber wenn das klappen würde, wäre es ideal. Quasi der Heilige Gral für Algen.“ Die Kois und das Biogas Nachwachsende Rohstoffe: Ein Forschungsprojekt bringt Karpfenzucht und Energiegewinnung zusammen. Im Mittelpunkt steht dabei eine neuartige Nutzung von Blaualgen.

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