EnAlgae

Energetic Algae (EnAlgae)

Einleitung

Energetic Algae (EnAlgae) ist eine europäische Partnerschaft zur Erschließung des Potentials von Algen als nachhaltige Energiequelle. Das Ziel des Projekts ist es, die Kohlenstoffdioxid Emission und die Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Energien in Nordwesteuropa (NWE) zu verringern.
In NWE ist eine Ausweiterung des Anbaus von Pflanzen, die für die Energieumwandlung geeignet sind, aufgrund der intensiven Flächennutzung und den jahresperiodischen klimatischen Schwankungen nur begrenzt möglich. Die Produktion von Algenbiomassen in Bioreaktoren konkurriert nicht mit landwirtschaftlichen Anbauflächen. Die Biomasseproduktion kann Kohlenstoffdioxid aus industriellen Prozessen verwerten und hat damit weitreichende Bedeutung auch für den Klimaschutz. Algenbiomassen können für verschiedenste Anwendungen in der Industrie eingesetzt werden. Pharma- und Lebensmittelindustrie sind neben der Energiewirtschaft die prominentesten Bereiche.
Die Entwicklung einer auf Algen basierten Biomasseproduktion soll durch eine Bündelung von Wissen und durch finanzielle und politische Unterstützung beschleunigt werden. Das über vier Jahre laufende Projekt EnAlgae ist eine strategischen Initiative im INTERREG IVB Programm für Nordwesteuropa. Es hat einen Gesamtumfang von 14 Millionen Euro, der zu 50% aus Mitteln des Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE) finanziert wird. Die Kofinanzierung erfolgt mit Mitteln der teilnehmenden Länder/Regionen.
EnAlgae hat besondere Bedeutung für die Arbeit des Institut für Physikalische Prozesstechnik an der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes. Die Ergebnisse von Forschung und Entwicklung fließen unmittelbar in die Anwendung ein und bekommen dadurch politische Dimension auf europäischer Ebene.

 

Aufgabenstellung

Die strategischen Initiative EnAlgae umfasst 3 Arbeitsbereiche:
(1) Bildung eines Netzwerks von experimentellen Anlagen, um zuverlässige Verfahren für eine nachhaltige Gewinnung von Biomasse für die Energieumwandlung zu entwickeln, die auf die unterschiedlichen klimatischen Bedingungen in NWE zugeschnitten sind.
(2) Zusammenstellung und Auswertung von Informationen von Fachleuten, Politikern, Betreibern und Nichtregierungsorganisationen in relevanten Anwendungsbereichen.
(3) Entwicklung einer computerbasierten Hilfe bei der Entscheidungsfindung (Datenbank, Software), um die nachhaltige Entwicklung der Biotechnologie für die Produktion von Algenbiomasse in NWE einzuleiten.
Das Institut für Physikalische Prozesstechnik (IPP) der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes (HTWdS) hat die Leitung des Arbeitsbereichs (1) übernommen.

 

Durchgeführte Arbeiten

Die Arbeiten am IPP fokussierten sich auf die Aufgabenstellung (1), die Bildung eines Netzwerks von experimentellen Anlagen, um zuverlässige Verfahren für eine nachhaltige Gewinnung von Biomasse für die Energieumwandlung zu entwickeln.
Das EnAlgae Netzwerk besteht aus neun Teilnehmern, die Pilotanlagen betreiben. Sechs Pilot-anlagen sind für die Produktion von Mikroalgen und drei für die Produktion von Makroalgen ausgelegt. Während der Laufzeit werden Informationen zur Prozesstechnik in technischen Workshops ausgetauscht, die an jedem Standort durchgeführt werden. Der erste Workshop fand im November 2011 an der Universität Swansea im „Centre for Sustainable Aquatic Research“ statt. (CSAR >).
EnAlgae profitiert von den Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich Fluid-Kreisläufe am IPP-HTW. Diese fokussieren sich auf die Optimierung der Prozesskette mit dem Ziel eines Stoff- und Energierecyclings. Ein wichtiger Entwicklungsschritt ist die Nutzung der im Fluid gelösten Nährstoffe. Durch die Zufuhr von proteinreichen Futtermitteln werden Stickstoff- und Phosphorverbindungen in erheblicher Menge exkretiert und im Fluid gelöst. Kohlenstoffdioxid wird ebenfalls in das Wasser abgegeben. Somit liegen alle drei für die Mikroalgenkultur notwendigen Nährstoffe im Fluid vor. In der Arbeitsgruppe im IPP werden Möglichkeiten untersucht, diese Nährstoffe in Photobioreaktoren für die Zucht von Mikroalgen zu nutzen.
Wesentlich für die Entwicklung ist es, den Energieverbrauch von Photobioreaktoren zu verringern. Die Nutzung von solarer Strahlungsenergie (Tageslicht) und die Photovoltaik sind Wege, die verfolgt werden. Die Automatisierung der Prozesse ist ein weiterer wesentlicher Schritt, um eine kontinuierliche Produktion zu erreichen. Die strategische Initiative stellt für die Datenerfassung notwendige Investitionsmittel zur Verfügung. Damit kann in Zukunft umfangreiches Datenmaterial in die EnAlgae Datenbank eingespeist werden, um die Entwicklung computergestützter Entscheidungshilfen voranzutreiben. Die Erweiterung der Analysegeräte steht momentan im Vordergrund und wird im kommenden Jahr weiter intensiviert werden.
Die Datensammlung, -verarbeitung und Speicherung in einer Datenbank ist ein zentraler Aspekt der stratiegischen Initiative EnAlgae, der an der HTW verfolgt wird. Die Datenbank wird in Zu-kunft Grundlage für die Entwicklung von computergestützten Entscheidungssystemen sein, die in NWE den nachhaltigen Aufbau von Algenproduktionen unterstützen sollen. Dabei sind es insbesondere Faktoren wie die jahreszyklische solare Einstrahlung und Temperatur für die Auswahl von verfahren und Arten wichtig.

 

Projektmitarbeiter

PD Dr. rer. nat. Annelise Ernst, Dipl. Ing. Alex Finck, Prof. Dr. Benedikt Faupel, Prof. Dr. Barba-ra Grabowski, Dipl. Biol. Verena Hanke, Prof. Dr. Klaus Kimmerle, B. Eng. Andreas Kulakowski, Prof. Dr. Uwe Waller.

 

Projektpartner

In der strategischen Initiative EnAlgae arbeiten insgesamt 19 Partner aus 7 Ländern zusammen:

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