Rückblick

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28.01.2014

Vom Meer in den Tank – Verbundprojekt „Advanced Biomass Value“

In Zeiten der Globalisierung spielt die Nachhaltigkeit für die Industrie eine große Bedeutung. Die Verminderung des Treibhausgasausstoßes sowie das Umlenken von fossilen Brennstoffen hin auf nachwachsende Rohstoffe stellen dabei wesentliche Ziele dar. Gerade die Luftfahrt- und Schmierstoffindustrie ist in Zukunft auf alternative Rohstoffe angewiesen, was nicht zuletzt durch die Limitierung an fossilen Rohstoffen begründet ist.

Seit Juni 2013 forscht daher der Lehrstuhl Chemie Biogener Rohstoffe (IBB-Netzwerkmitglied) gemeinsam mit anderen Partnern unter Leitung des Fachgebiets Industrielle Biokatalyse (ebenfalls IBB-Netzwerkmitglied) der Technischen Universität München am Verbundprojekt „Advanced Biomass Value“ (ABV). Das für drei Jahre ausgeschriebene Projekt beschäftigt sich mit einem neuartigen Vorhaben zur vollständigen Verwertung von Algenbiomasse und Algenlipiden für die industrielle Herstellung von Flugkraftstoffen als auch Schmier- und Bindestoffe. Anlässlich der Fördermaßnahme „Bioenergie - Prozessorientierte Forschung und Innovation (BioProFi)“ wurde ABV vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) bewilligt.

Den Algen kommt in diesem Projekt eine nicht ganz unbegründete zentrale Rolle zu. Ihr Wachstum in salzhaltigem Wasser konkurriert weniger mit landwirtschaftlich genutzten Anbauflächen für die Nahrungsmittelproduktion, wie es z. B. bei der Herstellung und Nutzung von Bioethanol oder pflanzlichen Ölen bekannt ist. Durch photoautotrophe Algenkultivierung kann bereits beim Algenwachstum das Treibhausgas CO2 fixiert und in nutzbare Stoffe umgewandelt werden. Dies resultiert u. a. auch in einem 10- bis 100-fachen höheren Biomasseertrag pro Anbaufläche im Vergleich zu Landpflanzen. Der niedrige Gehalt an Lignin – ein Biopolymer, für das bislang noch keine effiziente industrielle Verwendung gefunden ist – stellt sich ebenfalls als Vorteil der Algen dar. Des Weiteren entsprechen die Kraftstoffe aus Algen den heutigen Standards für Kerosine. Nicht umsonst werden Algen so als Rohstoffe der dritten Generation bezeichnet, welche sich durch eine hohe Ertragseffizienz auszeichnen.

Eine Nutzung von Algenbiomasse für die Produktion von Biokerosin scheint dahingehend die logische Konsequenz. Algenbiomasse-Hydrolysat eignet sich als Fermentationsmedium für Ölhefen, deren Biomasse sich aufgrund des hohen Lipidanteils über thermokatalytische Verfahren in Kerosin umwandeln lässt. Auch die bei der Konversion anfallenden Reststoffe können zu CO2-adsorbierenden Baustoffen weiterverarbeitet werden. Die zuvor von den Algen produzierten und isolierten Lipide stellen Edukte für hochwertige Schmierstoffe dar. Insgesamt ergibt sich so ein geschlossener Massenzyklus ohne Reststoffproduktion.

Im ABV-Verbundprojekt werden am Lehrstuhl Chemie Biogener Rohstoffe am Wissenschaftszentrum Straubing aktuell zwei Doktorarbeiten im Bereich der Funktionalisierung der Algenlipide und der enzymatischen Hydrolyse der Restalgenbiomasse durchgeführt.

Quelle: TU München, Lehrstuhl für Chemie Biogener Rohstoffe

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