Ist Algen-Biokraftstoff eine brauchbare Alternative zu Öl?

Wenn Sie in Texas waren und weite, leere Felder mit schweren Maschinen gesehen haben, wissen Sie wahrscheinlich, dass ein Großteil des Heizöls des Landes direkt aus dem Boden kommt und durch Brunnen sprudelt, die tief unter der Erde schwarzes Gold bohren und pumpen Erdoberfläche. Es ist keineswegs billig oder einfach, das ganze Rohöl an die Oberfläche zu bringen, und weil die Rohölpreise nach wie vor hoch sind, wenden sich die Energieproduzenten zunehmend anderen Energiequellen zu. Tatsächlich kommt eine der attraktivsten alternativen Energiequellen überhaupt nicht aus der Erde. Stattdessen finden Sie es im offenen Wasser – und vielleicht sogar in Ihrem eigenen Aquarium.

Wissenschaftler verwenden den Begriff Algen , um sich auf eine große und vielfältige Gruppe von pflanzenähnlichen Organismen zu beziehen, die oft im Wasser vorkommen. Wie Pflanzen sind Algen photosynthetisch: Sie wandeln Kohlendioxid mithilfe der Kraft des Sonnenlichts in Nahrung um. Algen haben jedoch keine Stängel oder Wurzeln.

Für den Rest von uns sind Algen am besten als das schleimige grüne Zeug bekannt, das auf Teichwasser und an der Oberfläche von schmutzigen Schwimmbecken wächst. Algen sind auch die Geißel der Aquarianer weit und breit, die einen endlosen Kampf führen, um ihre Ausbreitung in ihren Becken zu minimieren. Neben Teichen, Seen, Pools und Aquarien wachsen Algen auch in Erde, Schnee und sogar Wolken.

Während sie für einige ein großes Ärgernis sein können, erfüllen Algen eine Reihe wichtiger Umweltfunktionen. Laut der Encyclopedia of Biological Invasions produzieren Algen mehr als 70 Prozent des weltweiten Sauerstoffs und verbrauchen große Mengen Kohlendioxid.

Vielleicht noch wichtiger für die Bevölkerung eines Planeten, die zunehmend auf Öl angewiesen ist, können Algen auch zur Herstellung einer Reihe von Biokraftstoffen verwendet werden, darunter Ethanol und Biodiesel. Die Methoden variieren, aber laut dem Esquire Magazin beginnt ein Energieproduzent zur Herstellung von Biodiesel aus Algen oft damit, den Algenstamm auszuwählen, den er verwenden möchte, da einige produktiver oder effizienter sind als andere. Ölgaeberichtet, dass Energieunternehmen begonnen haben, sich mit der Gentechnik der produktivsten Algenstämme zu beschäftigen, von denen eine kleine Menge zusammen mit düngenden Nährstoffen in einen mit Wasser gefüllten Tank gegeben wird. Die Algen werden dann dem Sonnenlicht ausgesetzt, wodurch der Photosyntheseprozess gestartet wird. Das Kohlendioxid aus der Luft wird in Zucker umgewandelt und dann wandeln die Algen den Zucker in Öl um, was etwa eine Woche dauert. Am Ende dieses Prozesses haben die Algen bis zu 60 Prozent ihres Gewichts in Öl umgewandelt.

Als nächstes muss der Kraftstoffhersteller das Öl extrahieren. Pressen ist ein gängiges Extraktionsverfahren. Dies wird erreicht, indem entweder eine Maschine verwendet wird, um das Öl physisch auszupressen (denken Sie an Oliven, die zerkleinert und gepresst werden, um ihr Öl zu erhalten) oder indem komprimiertes Kohlendioxid verwendet wird, das das Öl durch Verdampfung trennt. Der Kraftstoffhersteller verwendet dann einen Katalysator – beispielsweise Natriumhydroxid und Methanol – um Sauerstoff aus dem Öl zu entfernen und ihn durch Wasserstoff zu ersetzen, um Diesel-Biokraftstoff herzustellen.

Raffinerien können Algenöl auch in andere Formen von Biokraftstoff umwandeln, darunter Methan, Benzin und Düsentreibstoff. Laut Smart Planet trug aus Algen hergestellter Düsentreibstoff dazu bei, einen Flug der United Airlines von Chicago nach Houston im November 2011 anzutreiben, dem ersten kommerziellen Inlandsflug, der Treibstoff auf Algenbasis verwendete. Die Fluggesellschaften sind nicht die einzigen, die (schleimig) grün werden. Oilgae schätzt, dass etwa 100 US-Unternehmen und eine gleiche Anzahl von Universitäten derzeit die Kraftstoffproduktion auf Algenbasis erforschen.

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Algen gelten seit langem als bessere Alternative zu Öl als andere natürliche Brennstoffquellen wie Sojabohnen, Mais und Weizen, vor allem, weil Algen in der Lage sind, einen viel größeren Ertrag zu produzieren (bis zu 100-mal mehr Öl pro Hektar). Während die Verwendung dieser Grundnahrungsmittel als Treibstoff den unbeabsichtigten Effekt hatte, dass die Lebensmittelpreise durch die Verknappung der Ernte in die Höhe getrieben wurden, können Algen in verschiedenen Gewässern für Öl geerntet werden, ohne Land zu beanspruchen, das sonst für die Landwirtschaft genutzt würde.

Aber ist Algenöl eine brauchbare Alternative zu Rohöl? Die kurze Antwort lautet ja, aber die langfristige Lebensfähigkeit von Algen hängt von den Preisen an der Zapfsäule ab. Da die Erdölpreise hoch bleiben und der Algenölanbau, die Extraktion und der Raffinationsprozess weniger kostspielig werden, stellen Algen eine zunehmend praktikable Alternative zu Öl als Brennstoffbasis dar.

Obwohl Forscher vor Jahrzehnten begannen, Algen als Brennstoffquelle zu betrachten, galt Algenöl bis vor kurzem als zu kostspielig, um es in einem Maßstab zu produzieren, der groß genug war, um den nationalen Erdölverbrauch zu beeinträchtigen. 1996 stellte das US-Energieministerium (DOE) ein Programm ein, das sich fast 20 Jahre lang auf die Entwicklung erneuerbarer Transportkraftstoffe aus Algen konzentriert hatte, und stellte fest – wie das National Renewable Energy Laboratory in einem Abschlussbericht feststellte – dass „die die hohen Kosten der Algenproduktion bleiben ein Hindernis.“ Die optimistischste Schätzung des DOE geht davon aus, dass der Preis für ein Barrel Algenöl doppelt so hoch ist wie für ein Barrel Erdöl.

Bis 2008 waren die Rohölkosten jedoch in die Höhe geschossen, was Algenöl zu einer attraktiven und nicht so teuren Alternative machte. Das DOE hat das Algentreibstoffprogramm wiederbelebt und ist eine Partnerschaft mit Chevron eingegangen, um die Forschung fortzusetzen. Das Blatt hat sich so weit gewendet, dass eine aktuelle Studie des Pacific Northwest National Laboratory des DOE zeigt, dass, wenn 5,5 Prozent der US-Landfläche – insbesondere in den Großen Seen, an der Südostküste und an der Golfküste – dem Algenanbau gewidmet wären, die Das Land könnte mit den derzeitigen Produktionsmethoden bis zu 17 Prozent des Öls, das es derzeit zu Transportzwecken importiert, durch Algenöl ersetzen.

Mit fortschreitender Forschung wird erwartet, dass die Kosten für die Herstellung von Kraftstoff aus Algen sinken werden. Forscher arbeiten an effizienteren Methoden, um Algen zu züchten und ihr Öl zu extrahieren. Biodeisel ist derzeit der kostengünstigste Brennstoff für Algenöl, da der Prozess weniger Energie benötigt als die Umwandlung des Öls in Methan, Ethanol und andere Brennstoffarten. Ziel ist es, Algenöl bei fallenden Rohölpreisen zu einer wirtschaftlich sinnvollen Alternative zu Erdöl zu machen.

Es ist noch nicht an der Zeit, alle Ölquellen in Amerika durch Algenteiche zu ersetzen, aber die Tage, an denen schwarzes Gold gegen grünen Schlamm eingetauscht wird, sind nicht mehr weit.

Rette den Planeten mit dem schleimigen grünen Zeug

Wenn es um Algen geht, ist Sucht gut. Die pflanzenähnlichen Organismen können einfach nicht genug Kohlendioxid bekommen. Laut Scientific American schätzt der Algenkraftstoffhersteller Sapphire Energy, dass die von ihm verwendeten Algen etwa 14 Kilogramm Treibhausgas pro produzierter Gallone Öl aufnehmen. Während der Prozess selbst beim Transport und der Verwendung des produzierten Kraftstoffs immer noch Kohlenstoff verbrennt, gilt der Algenölproduktionsprozess als viel energieeffizienter als die traditionelle Ölproduktion. Die Umweltvorteile von Algen beschränken sich nicht auf saubere Luft. Es wurde auch gezeigt, dass die Organismen Abwasser behandeln, indem sie Toxine entfernen.

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