5 Möglichkeiten, Algen als Brennstoff zu verwenden

Wenn Sie sich eine Liste der ekelhaftesten Erlebnisse aller Zeiten ausdenken würden, müsste das Schwimmen in einem mit Algen verschmutzten Pool oder Teich ziemlich weit oben stehen. Ein Algengewässer ist schleimig, eklig und könnte hungrige Dinge im Wasser verdecken, die Sie gerne beißen möchten. Abgesehen von der sehr wichtigen Rolle der Algen in der Nahrungskette für einen Moment, ist das Zeug einfach widerlich.

Der Ausdruck „Niedriger als Teichschaum“ hat all die Jahre aus gutem Grund als wirksame Beleidigung Bestand.

Aber wir sind nicht hier, um diese Mikroorganismen (" Algen " ist die Pluralform der singulären Alge) noch weiter herunterzustufen als ihre bereits bescheidene Position auf der Evolutionskarte. Tatsächlich sind wir hier, um sie zu erheben. Das liegt daran, dass diese Lebewesen einen bedeutenden Durchbruch darstellen könnten, wenn es darum geht, der Welt zu helfen, ihre Abhängigkeit von fossilem Öl zu verringern. Wie Sie vielleicht wissen, können wir Algen schon heute als Biokraftstoff nutzen.

Was vielleicht noch nicht allgemein bekannt ist, sind die vielen verschiedenen Möglichkeiten, wie Algen als Brennstoffquelle dienen können. Sicher kann es in einem Sattelzug in Form von Biodiesel laufen. Aber würden Sie glauben, dass es die nächste Generation von Kampfschiffen der Marine antreiben könnte? Oder dass ein Flug, den Sie in naher Zukunft unternehmen, dem Öl unserer einzelligen Freunde zu verdanken ist?

Eine Umstellung von traditionellen Erdölprodukten auf algenbasierte Biokraftstoffe hätte auch einen wichtigen Nebeneffekt: Algen stellen eine sogenannte Kohlenstoffsenke dar . Während ihres Lebens nehmen sie Kohlendioxid auf, eines der wichtigsten Treibhausgase hinter dem Klimawandel, und setzen Sauerstoff frei.

Die Technologie, um all dies zu ermöglichen, ist nicht perfekt. Mit Methoden, die erst 2012 zur Verfügung standen, war die Herstellung von billigem Algenbrennstoff rutschiger als der Boden eines schmutzigen Schwimmbeckens.

Aber Forscher auf der ganzen Welt sagen, dass sie sich auf Methoden konzentrieren, um Algen einfacher und produktiver zu machen, um sie als Brennstoff zu züchten. Wenn sie Recht haben, bedeutet das, dass Sie wahrscheinlich erwarten können, dass Algen (letztlich) eine direkte Rolle dabei spielen, Sie von Punkt A nach Punkt B zu bringen.

1. Bodentransport
2. Auf dem Meer
3. In der Luft
4. Als strategisches und wirtschaftliches Instrument
5. Als "People Fuel"

Ein Teil des Schmerzes hoher Benzinpreise besteht darin, zu wissen, dass Menschen in einem anderen Teil der Welt Sie über einem metaphorischen Fass haben. Und niemand, nicht einmal Ihr Präsident, kann etwas dagegen tun.

Die Anziehungskraft eines Treibstoffs, der selbst angebaut, billig produziert und dazu verwendet werden könnte, unsere kollektive Nase gegen ausländische Öllords zu schlagen, ist also stark.

Algen sind noch nicht so ein Treibstoff – sie sind noch zu teuer – aber das Potenzial ist da.

Im September 2009 absolvierte ein modifizierter Toyota Prius mit Hilfe eines auf Algen basierenden Benzins eine Überlandfahrt von San Francisco nach New York. Der „Algaeus“, ein Plug-in-Elektro-Hybridfahrzeug, legte die 3.750 Meilen (6.035 Kilometer) lange Wanderung in nur 10 Tagen zurück (mit genügend Zeit für Werbestopps). Sapphire Energy, eines der großen Unternehmen, das an der Entwicklung von Algen als kostengünstigem Kraftstoff arbeitet, stellte die proprietäre Mischung aus Benzin auf Algenbasis für die Reise zur Verfügung. Das Gebräu lief im Algaeus, ohne seinen Motor modifizieren zu müssen, und nach Angaben der Fahrer "perfekt" [Quelle: Sapphire Energy ].

Abgesehen davon, dass er eine großartige Schlagzeile macht, deutet die Reise der Algeus darauf hin, dass Benzin auf Algenbasis eines Tages als „Drop-in“-Kraftstoff für bestehende Fahrzeuge weit verbreitet sein könnte.

Große Veränderungen in der maritimen Antriebstechnik gab es nicht allzu oft. Zuerst gab es Muskelkraft – Menschen, die Ruder rudern. Dann lernten die Menschen, die Kraft des Windes einzufangen , und das Zeitalter des Segels dauerte Jahrhunderte. Im 19. Jahrhundert wurden Segel durch eine neue Technologie, die Dampfmaschine, ersetzt . Dampf wiederum machte der erdölbetriebenen Verbrennung Platz. Schiffsdieselmotoren waren zwar immer noch weit verbreitet, aber nicht die Spitze der Schiffsantriebstechnologie im 20. Jahrhundert. Diese Ehre ging an Schiffe mit Atomantrieb; Ein moderner Atomflugzeugträger kann 20 Jahre lang segeln, bevor er aufgetankt werden muss [Quelle: NAVAIR ].

Leider wäre es unpraktisch und unerschwinglich teuer, die meisten Marine- und Zivilschiffe mit einem Atomkraftwerk auszustatten. Abfallentsorgungsprobleme und die Tatsache, dass Atomwaffen äußerst komplex sind, bedeutet, dass Sie in absehbarer Zeit kein atombetriebenes Evinrude an Ihrem Vergnügungsboot anbringen werden.

Daher ist es vielleicht ein bisschen ironisch, dass der nächste Sprung im maritimen Antrieb von etwas so Einfachem wie Algen kommen könnte . Die US-Marine zum Beispiel setzt stark auf die winzigen Organismen.

Im Juli 2012 demonstrierte die Marine ihre Flugzeugträger-Streikgruppe der Great Green Fleet, die aus dem atomgetriebenen Flugzeugträger USS Nimitz und vier Hilfsschiffen bestand. Mit Ausnahme der Nimitz wurden alle Schiffe der Streikgruppe und alle Düsenflugzeuge, Unterstützungsflugzeuge und Hubschrauber des Anhangs mit einer Mischung aus erneuerbaren (Algen und Pflanzenöl) und erdölbasierten Kraftstoffen betrieben.

Der Aufwand war für den Steuerzahler nicht billig. Die Kosten für die 450.000 Gallonen (1.703.435 Liter) Treibstoff, die von der Marine bezahlt wurden, beliefen sich 2012 auf etwa 27 US-Dollar pro Gallone. Das ist fast 9-mal mehr als die Kosten für normalen Treibstoff auf Erdölbasis.

Diese atemberaubenden frühen Kosten sind laut Navy Brass nebensächlich. Der entscheidende Punkt ist die Entwicklung einer alternativen Brennstoffquelle – jeder Quelle – die das Militär nutzen kann, wenn seine Feinde die Fähigkeit besitzen, die Ölvorräte abzuwürgen.

Der Sekretär der Marine, Ray Mabus, sagte: „Einfach gesagt, wir als Militär verlassen uns zu sehr auf fossile Brennstoffe. Diese Abhängigkeit schafft strategische, operative und taktische Schwachstellen für unsere Streitkräfte und macht sie anfällig für Preis- und Versorgungsschocks, die von Menschenhand verursacht werden oder Naturkatastrophen in den unbeständigen Gebieten der Welt, wo die meisten fossilen Brennstoffe produziert werden" [Quelle: US Navy ].

Für fliegende Fahrzeuge, die schwerer als Luft sind, wie Flugzeuge , braucht es viel konzentrierte Energie, um in die Luft zu kommen und dort für eine anständige Zeit zu bleiben. Während des größten Teils der Ära des Motorflugs dienten erdölbasierte Produkte wie Avgas oder Düsentreibstoff aufgrund ihrer hohen Energiedichte als Treibmittel der Wahl. Mit anderen Worten, sie packen viel Schlagkraft in ein relativ kleines Paket.

Sie wissen, was als nächstes kommt – ja, Algen können auch in Treibstoff für Flugzeuge umgewandelt werden.

Hier sind ein paar Meilensteine ​​der Algenfliegerei für Sie:

Flugzeuge bringen uns dorthin, wo wir es eilig haben müssen, aber es gibt einen teuren Kompromiss für die Umwelt: Sie sind notorische Umweltverschmutzer. Es scheint also ein Schritt in die richtige Richtung zu sein, ihren Kraftstoff umweltfreundlicher zu machen, indem man ihn mit sauberer verbrennendem Algenöl mischt, oder?

Wie wir bereits angemerkt haben, hält es das Militär für eine kluge Idee, eine reichliche, erneuerbare, heimische Treibstoffquelle für seine Kampfmaschinen zu kontrollieren.

Im weiteren Sinne würde die Unabhängigkeit von ausländischem Öl bedeuten, dass sich die Bürger nicht so sehr um die Benzinpreise kümmern müssten . Im Jahr 2011 gab die durchschnittliche US-Familie ein Allzeithoch von 4.155 $ für Benzin aus, oder 8,4 Prozent ihres Budgets [Quelle: Smith ].

Selbst wenn sich Algenkraftstoff auf dem Automarkt für Verbraucher nicht durchsetzen wird (vielleicht dominieren zum Beispiel Elektroautos stattdessen die Szene), könnte er den einfachen Leuten immer noch Geld sparen. Steuergelder müssten nicht länger dafür ausgegeben werden, unser Militär zum Schutz korrupter, demokratieallergischer (aber ölreicher) Regime zu entsenden.

Darüber hinaus haben sich viele Länder, einschließlich der Vereinigten Staaten, verpflichtet, ihre Treibhausgasemissionen in den kommenden Jahren zu reduzieren, selbst wenn die Nachfrage nach umweltschädlichen Kraftstoffen wächst. Algenkraftstoff könnte eine sauberer verbrennende Alternative zu Öl darstellen und gleichzeitig den Bedarf der Länder an Industrie- und Transportkraftstoffen decken, um das Wirtschaftswachstum anzukurbeln.

Wenn Sie dachten, dass das Schwimmen in algenreichen Gewässern ekelhaft ist, warten Sie, bis Sie diese Verwendung für Algen- „Treibstoff“ hören. Als Menschenessen.

Es klingt wie (und war es auch) etwas, das man in Science-Fiction sehen würde. Nur ein Beispiel: Die fiktive Crew der Battlestar Galactica fand Rettung und Überleben auf dem Algenplaneten, als entdeckt wurde, dass die konventionelle Nahrungsversorgung ihrer Flotte kontaminiert war. In dem TV-Weltraumdrama machte die Crew keinen Hehl daraus, wie geschmacklos sie ihre Notnahrungsquelle fanden. Aber wenn Sie hungern, ist eines der ersten Dinge, die Sie wegwerfen, ein anspruchsvoller Gaumen.

Tatsächlich essen die Menschen Algen bereits ziemlich regelmäßig. Seetang , eine Algenart, ist ein beliebtes Gericht in ostasiatischen Ländern und hat weltweit Bekehrte gewonnen.

Spirulina, eine Blaualge, wird aufgrund ihres hohen Proteingehalts und ihrer Antioxidantien, die die Zellen vor Schäden schützen, häufig als Nahrungsergänzungsmittel verwendet. Wenn es rezeptfrei gekauft wird, nehmen die Leute es normalerweise in Pillen- oder Pulverform ein. Aber es gibt einige Leute, die es direkt zu Hause in Tanks anbauen und frisch essen.

Eine Reihe von Algenentwicklungsunternehmen hat schwere Klumpen genommen, als sie versuchten, Algen als Transportkraftstoff anzubauen. Weitaus profitabler: Anbau als Nebenprodukte zur Verwendung in Düngemitteln, Tierfutter und ja, von Menschen verzehrten Lebensmitteln.

Aber J. Craig Venter, der Mann hinter der Kartierung des menschlichen Genoms und Unternehmer in der Algenentwicklung, hat noch ehrgeizigere Pläne für Algen. Zu seinen vielen Bestrebungen gehört die Suche nach den produktivsten Genen von Algen und deren Übertragung auf andere Nutzpflanzen und Mikroben. Eine Möglichkeit ist „Fleisch“, das aus Algengenen entwickelt wurde, die in einer Petrischale gezüchtet werden können.

Sicherlich wird die Realisierung vieler der versprochenen Vorteile von Algen als Brennstoff viel Zeit und viel Geld – vielleicht Milliarden – an Forschungs- und Entwicklungsdollar erfordern. Manche Leute denken, es ist kein lohnendes Streben mehr. Aber angesichts all der verlockenden Möglichkeiten, es als Brennstoff zu verwenden, könnte es nur eine Frage der Zeit sein, bis das Algenschiff eintrifft.

Anmerkung des Autors: 5 Möglichkeiten, Algen als Brennstoff zu verwenden

Kraftstoff aus Algen ist ein verlockendes und schwieriges Konzept. Schwierig, weil viele Menschen die Idee absolut hassen, Steuergelder zu verwenden, um ihr volles Potenzial zu entwickeln. Ich sehe, dass sich die Technologie ähnlich entwickelt wie das Modell, das das Internet oder das Satellitennetzwerk des Global Positioning System aufgebaut hat. Beide waren wohl in den ersten Betriebsjahren mit hohem Risiko, unerprobter Technologie und wenig unmittelbarem, greifbarem Nutzen für die Öffentlichkeit verbunden. Sie wurden auch beide stark von der Regierung subventioniert.

Militärführer sagen, dass ihr Durst nach Biokraftstoffen über jede Partei- oder Umweltagenda hinausgeht und eine Frage der nationalen Sicherheit ist. Wenn sie sich durchsetzen, Biokraftstoffe wie solche auf Algenbasis zu kaufen, wird das zunächst nicht billig. Aber wenn die Geschichte ein Leitfaden ist, denke ich, dass sie Märkte schaffen wird, die schließlich die Preise senken, und eine breite Palette von Verbraucheranwendungen finden wird.

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