Die folgende Arbeit soll die Frage beantworten, welchen Beitrag Mikroalgen zu einer nachhaltigen Energieversorgung leisten können und wie diese neue Technologie ökologisch, ökonomisch und sozialverträglich ausgebaut und vorteilhaft in vorhandene Strukturen und Systeme integriert werden kann.
Um diese Fragen zu beantworten, wird zu Beginn ein grundlegendes Verständnis für den Organismus Mikroalge geschaffen und ihre Vorteile gegenüber konventionellen Energiepflanzen aufgezeigt. Im weiteren Verlauf der Arbeit werden verschiedene relevante Einflussfaktoren bei der Produktion von erneuerbaren Energieträgern mittels Mikroalgen betrachtet und parallel die ökologisch und ökonomisch sinnvollsten Kombinationen herausgestellt. Somit lässt sich ein Bild der Nachhaltigkeit über den kompletten Produktionsprozess zeichnen.
Um die Brisanz der Suche nach alternativen Energiequellen herauszustellen, werden in Kapitel zwei das rasante Bevölkerungswachstum und die Reichweite der fossilen Energieträger genauer betrachtet. Das dritte Kapitel schafft das für die Arbeit nötige Basis-wissen über Mikroalgen im Allgemeinen und geht auf deren Besonderheiten sowie Vor-teile gegenüber konventionellen Energiepflanzen und anderen regenerativen Energieträgern ein. Anschließend werden die heute verfügbaren Kultivierungssysteme und Ernte-verfahren erklärt. Im vierten Kapitel wird eine Übersicht über die zur Energieversorgung relevanten Endprodukte sowie deren Herstellungsverfahren gegeben. Der erste Teil des fünften Kapitels benennt die nötigen Inputs und entstehenden Stoffströme, die für die Kultivierung von Mikroalgen notwendig sind und geht gleichzeitig auf Möglichkeiten ein, diese ökonomisch und ökologisch sinnvoll in bereits bestehende Stoffkreisläufe und Versorgungsstrukturen zu integrieren. Im zweiten Teil werden dann aktuelle Projekte und Anlagen vorgestellt, die den momentanen Stand der Technik abbilden und dem Leser einen Überblick über diese ermöglichen. Kapitel sechs schließt die Arbeit mit einem Fazit und einem Ausblick in die Zukunft ab.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Herausforderungen des 21. Jahrhunderts
- Das Bevölkerungswachstum
- Die Endlichkeit fossiler Ressourcen
- Der Klimawandel
- Mikroalgen und deren Gewinnungsprozess
- Stand der Forschung und Besonderheiten von Mikroalgen
- Ausgewählte Arten erforschter Mikroalgen
- Verschiedene Systeme zur Kultivierung der Mikroalgen
- Offene Systeme
- Geschlossene Systeme
- Gegenüberstellung der Kultivierungssysteme
- Ernteprozess
- Erste Stufe
- Zweite Stufe
- Gegenüberstellung der Erntesysteme
- Endprodukte
- Direktnutzung
- Anaerobe Vergärung
- Thermische Nutzung
- Gewinnung hochpreisiger Wertstoffe
- Weiterverarbeitung des Algenöls
- Aufreinigung des Pflanzenöls
- Chemische Umesterung
- Hydrocracken
- Nutzung der Extraktionsrückstände
- Direktnutzung und anaerobe Vergärung
- Hydrothermale Karbonisierung
- Direktnutzung
- Nutzenpotentiale und Nachhaltigkeit anhand des Inputs
- Benötigter Input
- Klimatische Bedingungen
- Wasser
- C02
- Nährstoffe
- Elektrische Energie
- Standorte
- Ausgewählte aktuelle Projekte
- Blue Petroleum
- Aufzucht von Algen in Abwasseraufbereitungsanlagen
- Biogasaufreinigung
- Nachhaltigkeitsstandards
- Benötigter Input
- Fazit und Ausblick
- Quellenverzeichnis
- Anhang
- Al C02-Bilanzen und Stoffströme von Blue Petrol.
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Bachelorarbeit befasst sich mit dem Potenzial von Mikroalgen als Beitrag zu einer nachhaltigen Energieversorgung. Die Arbeit analysiert die ökologischen, ökonomischen und sozialen Aspekte der Mikroalgenproduktion und untersucht, wie diese Technologie in bestehende Strukturen und Systeme integriert werden kann.
- Herausforderungen der Energieversorgung im 21. Jahrhundert (Bevölkerungswachstum, endliche fossile Ressourcen, Klimawandel)
- Vorteile von Mikroalgen gegenüber konventionellen Energiepflanzen
- Verschiedene Kultivierungssysteme und Erntemethoden
- Potenzielle Endprodukte aus Mikroalgen (Biokraftstoffe, Biogas, Biomethan, Pflanzenöl)
- Nachhaltigkeitsaspekte der Mikroalgenproduktion (Nährstoffversorgung, C02-Bilanz, Wasserbedarf, Energieeffizienz)
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in die Thematik ein und erläutert die wachsende Bedeutung von erneuerbaren Energieträgern. Sie stellt die Problematik der bisherigen Biomasse-Quellen dar und leitet die zentrale Fragestellung der Arbeit ein: Welchen Beitrag können Mikroalgen zu einer nachhaltigen Energieversorgung leisten?
Kapitel zwei beschreibt die Herausforderungen des 21. Jahrhunderts, die eine Suche nach alternativen Energiequellen erfordern. Es werden das Bevölkerungswachstum, die Endlichkeit fossiler Ressourcen und die Folgen des Klimawandels beleuchtet.
Kapitel drei bietet eine umfassende Einführung in die Biologie und die Kultivierung von Mikroalgen. Es werden die Vorteile von Mikroalgen gegenüber anderen Energiepflanzen, verschiedene Kultivierungssysteme und Erntemethoden sowie der aktuelle Stand der Technik vorgestellt.
Kapitel vier beschreibt die verschiedenen Endprodukte, die aus Mikroalgen gewonnen werden können. Es werden die Direktnutzung der Biomasse (anaerobe Vergärung, thermische Nutzung), die Weiterverarbeitung des Algenöls (Aufreinigung, Umesterung, Hydrocracken) und die Nutzung der Extraktionsrückstände (Dünger, Tierfutter, Biokohle) behandelt.
Kapitel fünf analysiert die Nachhaltigkeit der Mikroalgenproduktion anhand des benötigten Inputs. Es werden die klimatischen Bedingungen, der Wasserbedarf, die C02-Versorgung, die Nährstoffbereitstellung, der Energiebedarf und die Standorte betrachtet. Zudem werden ausgewählte aktuelle Projekte vorgestellt, die die Integration der Mikroalgentechnologie in bestehende Systeme demonstrieren.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen Mikroalgen, nachhaltige Energieversorgung, Biokraftstoffe, Biogas, Biomethan, C02-Bilanz, Wasserbedarf, Nährstoffversorgung, Kultivierungssysteme, Erntemethoden, Nachhaltigkeit, Integration in bestehende Systeme, aktuelle Projekte.
- Quote paper
- Alexander Buck (Author), 2012, Nutzenpotentiale von Mikroalgen und deren Beitrag zu einer nachhaltigen Energieversorgung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/213464
