Energieträger der Zukunft – Bakterien, Algen und Wasserlinsen

Auch in der Zukunft sind Heizungen gefragt, die bei einem geringen Energieeinsatz ausreichende Mengen an wohlige Wärme erzeugen. Es wird aber vermehrt um die Frage gehen, welche Energieträger die Heizung versorgen. Dies gilt sowohl für Heizungen, in denen Verbrennungsprozesse stattfinden als auch für elektrische Heizungen. Die Forscher betrachten heute Bakterien, Algen und Wasserlinsen als umweltfreundliche Energielieferanten.

Bakterien sorgen für Brennstoff und Strom

Die kleinen Einzeller sind in großer Vielzahl und in vielen Varianten auf dem Planeten erde vertreten. Einige bringen tödliche Krankheiten, die meisten sind aber harmlos oder nützlich für den Menschen. Ohne die Einzeller im Darm könnten die Menschen große Teile der aufgenommenen Nahrung nicht verwehrten.

Bakterien erzeugen Alkohol, Essig, Milchsäure und Aceton, seit Jahrzehnten sind Sie in biotechnischen Werken damit beschäftig Bio-Ethanol, Insulin und Antibiotika herzustellen.

Bakterien können mehr, Sie sind in der Lage:

  • Strom zu erzeugen

  • Kohlendioxid abzubauen

  • Schadstoffe zu verdauen

  • Wasserstoff zu erzeugen

In Bio-Batterien bauen Bakterien Zuckerwasser ab und setzen dabei Elektronen frei. Bisher gibt es die Batterien nur im Labor. Denkbar ist aber, dass eines Tages in großen Tanks Einzeller für größere Mengen Strom sorgen. Das Lebewesen Strom herstellen können ist nicht neu, einige Fische haben diese Fähigkeit schon vor Jahrhunderten entwickelt und nuten sie um sich vor Feinden zu schützen.

Die Fähigkeiten des Bakteriums Cyanothece 51142 interessieren die Forscher aus verschiedenen Gründen. Es spaltet am Tag CO2 zu Sauerstoff und Kohlenstoff, wie eine Pflanze, in dem es die Energie des Sonnenlichts nutzt. Nachts produziert der Organismus Wasserstoff. Bei hohen Kohlendioxid Konzentrationen und unter Zusatz von Clycerol steigt die Wasserstoffproduktion.

Wasserstoff ist ein energiereiches Gas, das zu Wasser und Sauerstoff verbrennt, aber nie zu Kohlendioxid. Heizen mit diesem Gas würde also die CO2-Bilanz des Planeten nicht belasten. Da das Bakterium seinerseits Kohlendioxid abbaut, wirkt sich sein Einsatz insgesamt positive auf das Klima aus. Darüber hinaus kann es sogar noch Schadstoff verdauen.

Wasserlinsen als nachwachsende Biomasse

Der Einsatz von Biomasse Link zu ” nachwachsende Rohstoffe “ als Energieträger wird zum Teil kritisch betrachtet. Angesichts einer wachsenden Menschheit scheint es unsinnig Flächen, die der Produktion von Nahrungsmitteln dienen, für die Energiegewinnung zu verwenden. Eine kleine Pflanze, die für die meisten Teichbesitzer ein Ärgernis ist, ist vermutlich die Lösung dieses Problems.

Wasserlinsen wachsen mit einer unglaublichen Geschwindigkeit. Wer am Gartenteich die Linsen abschöpft, weiß, wie wenig Zeit die verbleibenden Pflanzen benötigen, um die Wasseroberfläche wieder zu bedecken. Selbst die langsam wachsenden Arten liefern im Jahr je Hektar fünfmal so viel Biomasse wie Mais.

Sie eignen sich, um überdüngte Gewässer zu reinigen und können auch industrielle Abwässer klären. Das Beste ist mit Sicherheit, dass sich Teiche auf Brachland oder Flachdächern anlegen lassen und keine landwirtschaftlich nutzbaren Flächen benötigt werden. Darüber hinaus sind die Pflanzen auch ein ideales Tierfutter. Bisher wächst auf einem Drittel des Ackerlandes Viehfutter.

Die Linsen lassen sich zu Bio-Alkohol vergären und können auch für die Gaserzeugung verwendet werden. Zusätzlich bauen die Teiche mit den Linsen das Treibhausgas Kohlendioxid ab.

Algen als Energieträger

Verschiedene photosynthese betreibende Lebewesen, die im Wasser leben, werden als Algen bezeichnet. Den Menschen sind 80.000 Algenarten bekannt, schätzungsweise gibt es über 140.000 Arten. Manche sind lästig, wie Aquarianer und Teichbesitzer wissen. Andere gelten seit Jahrtausenden als Delikatesse.

Unter den verschiedenen Arten gibt es einige, die sich für die Gewinnung von Öl eignen. Algendiesel ist keine Utopie. Manche Algen erzeugen Wasserstoffe und die Vergärung der Biomasse lassen sich Alkohol und Methan gewinnen.

Der Flächenertrag ist hoch, im Vergleich zu Raps beträgt er das 15-fache und im Vergleich zu Mais das 10-fache. Aber da die Algen aufwendig aus dem Wasser gefiltert werden müssen, rentieren sich Anlagen die ausschließlich der Energiegewinnung dienen nicht. Wirtschaftlich wird die Energiegewinnung, wenn die gewonnene Algenmasse gleichzeitig als Nahrungsergänzung dient. Denkbar ist auch, dass die Algen primäre zum Reinigen von Abwässern dienen und gleichzeitig als Energieträger genutzt werden.

Vergleich der drei Brennstoffproduzenten

Bisher sind weder Bakterien noch Wasserlinsen oder Algen im großen Stil im Einsatz. Dies kann sich aber in naher Zukunft ändern. Je knapper die fossilen Ressourcen werden, umso teurer werden sie. Damit werden auch die Alternativen wirtschaftlicher.

Energielieferant

Verwendung

Ertrag

Vorteil

Nachteil

Bakterien

Strom und Wasserstoff Erzeugung

Schadstoffe und CO2 Abbau

Noch keine Erkenntnisse

bauen viel CO2 ab

Wasserstoff verbrennt, ohne CO2 freizusetzen

Noch in der Erprobung

Wasserlinsen

Biogas und Bio-Ethanol Erzeugung

Schadstoffe und CO2 Abbau

Viehfutter

je Hektar 5-mal so viel wie Mais

bauen viel CO2 ab

benötigen kein Ackerland

Ernte ist einfach

vermutlich keine

Algen

Bio-Diesel, Biogas, Bio-Ethanol und Wasserstoff Erzeugung

Schadstoffe und CO2 Abbau

Nahrungsmittel

Je Hektar 10-mal so viel wie Mais beziehungsweise 15-mal so viel wie Raps

bauen viel CO2 ab

benötigen kein Ackerland

Ernte der Algen ist schwierig und kostet Energie

Theoretisch ist Bio-Diesel auch als Heizölerssatz einsetzbar und Gasheizungen lassen sich mit Wasserstoff oder Methan betreiben. Ob dies in der Zukunft wirtschaftlich sein wird, hängt unter anderem davon ab, inwieweit andere Formen des Heizens, wie Wärmepumpen, Pellets- oder Infrarotheizungen sich durchsetzen.