Schwimmende Algenfarm erzeugt Biosprit

Forscher der NASA wollen mit einem Trick besonders effizienten nachhaltigen Treibstoff erzeugen.

Wissenschaftler bei der US-Weltraumbehörde NASA haben ein neues Verfahren entwickelt, mit dem Biosprit sehr kostengünstig produziert werden soll. Dazu werden Algen in schwimmenden Kunststoffsäcken herangezogen, deren Nährstoffe aus Kläranlagen kommen. Das auf zwei Jahre angelegte Forschungsprojekt wurde mit 10 Millionen US-Dollar budgetiert und könnte beispielsweise zur Erzeugung von Düsentreibstoff aus erneuerbarer Quelle genutzt werden.

In einem ersten Szenario wären fünf Quadratkilometer Kunststofffläche notwendig, um im Jahr knapp 9 Millionen Liter Öl zu produzieren. Das ist noch recht wenig, wenn man bedenkt, dass aktuell allein in den USA 20 Millionen Barrel Rohöl (1 Barrel = 159,1132 Liter) konsumiert werden – pro Tag, wohlgemerkt. Zudem müssten die Algensäcke vermutlich einmal im Jahr ersetzt werden. Doch das ficht die NASA-Forscher nicht an, weil die Produktion dennoch sehr effizient sein soll.

Die Technik wird derzeit mit vier jeweils neun Meter langen Kunststoffelementen in einer Kläranlage in der Nähe von San Francisco getestet. Die Forscher demonstrierten dabei, dass sie genügend Algen heranziehen konnten, um rund 7500 Liter Treibstoff pro Jahr auf 4000 Quadratmetern zu produzieren – wenn das Wetter mitspielt. Bei einer kommerziellen Anlage müsste vermutlich ein wärmerer und sonnigerer Ort gewählt werden.

Der leitende Forscher des Projekts, Jonathan Trent, arbeitet normalerweise an Lebenserhaltungssystemen für Weltraumflüge. Bei seinem Verfahren wird Klärwasser, das nach der der Abwasserreinigung übrigbleibt, in Säcke aus gewöhnlichem Polyethylen gepumpt. Das Klärwasser ist ein guter Dünger und enthält Nährstoffe wie Ammoniak und Phosphat. Geplant ist zusätzlich, Kohlendioxid aus Kraftwerken in das System zu pumpen, um das Wachstum weiter zu beschleunigen. San Francisco allein produziere genügend Klärwasser, um eine schwimmende Algenfarm mit einer Fläche von 485 Hektar zu versorgen, sagt Trent.

Das System soll einige der Probleme lösen, die es derzeit bei der Herstellung kostengünstigen Biosprits aus Algen noch gibt. Algen benötigen Dünger, um schnell zu wachsen – und Klärwasser ist eine gute Quelle. Doch große Städte, die dieses liefern könnten, haben oft nicht genügend Fläche, um Teiche zu bauen, in denen die Algen normalerweise wachsen. Das Klärwasser in Regionen zu pumpen, wo Land billig und reichlich vorhanden ist, lohnt sich selten. Durchsichtige Container, sogenannte Photobioreaktoren, benötigen weniger Fläche, sind aber ebenfalls teuer.

Vor einigen Jahren kam Trent deshalb auf die Idee, schwimmende Kunststoffsäcke als Alternative zu verwenden. Sie benötigen keine zusätzlichen Aufbauten, wenn sie in abgetrennten Bassins schwimmen. Außerdem kommt es nicht zu einem Problem, das mit konventionellen Bioreaktoren auftritt: Sie werden in der Sonne nicht heiß, weil sie vom umgebenden Wasser gekühlt werden.

Allerdings muss nun erst bewiesen werden, dass die Technik mindestens gleich gut funktioniert, wie ältere Verfahren. Zudem gibt es das Problem der enormen Mengen an Kunststoff, die später entsorgt werden muss. Ein Recycling samt Reinigung kostet wieder Energie. Alternativ könnte man das Material auf Farmen zum Flächenschutz nutzen, wobei der Verschmutzungsgrad zu beachten wäre. Getestet werden muss außerdem, ob die Beutel einen Sturm aushalten. Sollten sie aufplatzen, wäre das nicht weiter schlimm, weil sie ja in Becken schwimmen, in denen sowieso schon Klärwasser vorhanden ist.

Noch berechnen die Forscher, was die Technik im großen Stil kosten würde. Aktuell läuft eine detaillierte Wirtschaftlichkeitsanalyse. Auch die California Energy Commission interessiert sich mittlerweile für das Verfahren – sie gibt 800.000 Dollar an Fördergeldern. (bsc)