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Algen und CO2 – Klimaschutz am Kraftwerksturm?

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Algen - CO2 Sequestrierung am Kraftwerk?

In den letzten Jahren wurden einige Algen-Projekte gestartet, die finanziell von großen CO2-Emittern unterstützt wurden. Dabei ist der Aspekt der „CO2-Sequestrierung“ gerne in den Vordergrund gerückt worden, was sicherlich im Interesse der Marketingabteilungen der Unternehmen gewesen sein dürfte. Aber was ist wirklich dran, an der CO2-Abscheidung und biologischen Speicherung von Kraftwerksabgasen durch Algen?

Wenn es um die Fixierung von CO2 in Form von Algenbiomasse geht, wird gerne der Begriff „Sequestrierung“ bemüht. Das hört sich gut an und suggeriert dem geneigten Leser, dass das CO2 für immer entsorgt wird. Die Alge wächst, das CO2 wird gebunden und die Energieerzeugung im Kohlekraftwerk damit im Grunde genommen eine saubere Sache. So zumindest die Wunschvorstellung…

Algen wachsen mit dem CO2 aus Kraftwerksabgasen

Tatsache ist, dass CO2 zum Wachstum der Algen benötigt wird, und das nicht zu knapp. Versuche haben ergeben, dass sich dazu durchaus auch Abgase aus Kraftwerken nutzen lassen. Je nach eingesetzter Algen-Spezies sind diese mehr oder weniger empfindlich was die Zusammensetzung der Abgase angeht. Abgasströme aus Kohlekraftwerken sind naturgemäß deutlich schmutziger als die aus Gaskraftwerken, aber auch deren Abgase können an Algen „verfüttert“ werden. Im kleineren Rahmen dienen auch Blockheizkraftwerke als CO2-Lieferanten. Allerdings gilt es zu beachten, dass nicht alles CO2 was in die Algensuspension eingebracht wird, auch in der Biomasse fixiert wird. Üblicherweise wird hier mit einem hohen Überschuss an CO2 gearbeitet um eine optimale Verfügbarkeit des Gases für die Algen zu realisieren.

Neben dem CO2 können die Kraftwerke auch mit Abwärme dienen, um auch in Deutschland die Kultivations-Temperatur für die Algen in den kälteren Monaten angenehm zu gestalten. Ein Vorteil, wenn wir auf die Wirtschaftlichkeit der Algenzucht schauen. Die Zuchtperiode kann dadurch verlängert und die Kosten für die Temperierung der Algensuspension verringert werden.

Praktische Hindernisse der biologischen CO2-Sequestrierung durch Algen

Um auf den Begriff CO2-Sequestrierung zurück zu kommen – das funktioniert nur, wenn die Algen nach der Zucht tatsächlich aus dem Kohlenstoffkreislauf entfernt werden. Das ist allerdings nur möglich, wenn die Algen zum Beispiel auf den Meeresgrund in große Tiefen verbracht werden, wo sie über einen langen Zeitraum in keiner Form wieder als Kohlenstoffquelle für andere Lebewesen dienen können. Sobald die Algen in irgendeiner Form verwertet werden, wird das gebundene Kohlendioxid sukzessive wieder frei gesetzt. Sei es bei der Verbrennung (Kraftstoffe aus Algen) in seiner oxidierten Form als CO/CO2 oder, wenn die Algen verfüttert werden, als Teil der Biomasse des Tieres, die dann ihren Weg weiter im Stoffkreislauf nimmt. Wenn die Algenbiomasse also weiter genutzt werden soll, kann keine Rede von einer echten Sequestrierung sein.

Algen – eine reelle Chance für effizienten Klimaschutz?

Ein weiteres Problem stellt natürlich die Menge des ausgestoßenen CO2 versus der Möglichkeit es in Algenbiomasse zu binden dar. Als Beispiel seien mal das Kraftwerk Niederaußem von RWE genannt, dass 2013 knapp 30 Millionen Tonnen CO2 in die Umwelt entlassen hat. Wenn wir also annehmen, dass eine Tonne Algenbiomasse rund 2 Tonnen CO2 bindet, hätten wir hier ein (sehr theoretisches) Gesamtpotential von 15 Millionen Tonnen Algenbiomasse. Dazu kalkulieren wir der Einfachheit halber die Flächenproduktivität eines beliebigen Produktionssystems in Deutschland mit 10 kg Algenbiomasse (trocken) pro Quadratmeter im Jahr. In der Gegenüberstellung der Zahlen wird klar, welche Flächen in direkter Nähe zum Kraftwerk benötigt werden würden, alleine um nur Teile des anfallenden CO2 in Biomasse zu wandeln.

Realistisch betrachtet werden wohl kaum Anlagen gebaut werden, die einen deutlichen Beitrag zur CO2-Minderung und damit aktiv zum Klimaschutz am Kraftwerk beitragen können.

Dennoch – wenn wir von den vollmundigen Versprechungen des Klimaschutzes durch biologische Sequestrierung ein wenig abrücken, sind Kraftwerke als CO2-Produzenten durchaus interessant für die Algenbiomasseproduktion. Dann aber eher in der Rolle als Rohstofflieferant. Wenn mit den erzeugten Produkten Rohstoffe aus fossilen Quellen ersetzt werden können haben wir zwar keine Sequestrierung, aber dennoch insgesamt eine CO2-Minderung. Das allerdings unter der Maßgabe, dass der Gesamtprozess unter dem Strich ohne weitere CO2-Erzeugung funktioniert.

Bild: “Kraftwerk Bexenbach” von tiegeltuf, genutzt unter CC BY / Ausschnitt vom Original

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