Neue Technologien zur Energiegewinnung
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- Aus Pflanzen kann über thermo-chmische Konversionsverfahren Biodiesel gewonnen werden. Quelle: 123rf.com/Jonathan Vasata
Nach dem prognostizierten Ende des Erdöl-Zeitalters noch in diesem Jahrhundert drängen fast täglich Meldungen über neue Ansätze alternativer Technologien zur Energiegewinnung an die Öffentlichkeit. Weltweit wird an der industriellen Umsetzung innovativer Konzepte zu erneuerbaren Energien gearbeitet, die eine Sicherung des weltweiten Energiebedarfs angesichts hoher Ölpreise, wachsender Energiebedürfnisse bei gleichzeitig sinkenden Reserven gewährleisten sowie eine Bremsung des Klimawandels beschleunigen soll. Die Biotechnologie ist dabei ein Weg, zur Entwicklung optimierter Verfahren der Gewinnung von Biokraftstoffen beizutragen.
Biomasse als nachwachsendes Kraftstoffreservoir
Im Unterschied zur Stromgewinnung mit Hilfe erneuerbarer Energien aus Sonne, Wind und Wasser stellen Produkte aus Biomasse die bislang einzig wirksame Alternative zu fossilen Energieträgern wie Erdöl oder Erdgas dar. Denn Biomasse liefert als einzige der erneuerbaren Energiequellen Kohlenstoff, den Grundbaustein aller Kohlenwasserstoff-basierten Energieträger wie beispielsweise Benzin oder Diesel. Fossile Brennstoffe bestehen ebenfalls aus Biomasse, denn sie sind einst aus abgestorbenen Meerespflanzen und Meereslebewesen, entstanden.
Erdöl bildet den wichtigsten Rohstoff für Kraftstoffe wie Benzin oder Diesel. Quelle: www.seilnacht.com
Das zähflüssige Stoffgemisch Erdöl setzt sich dabei aus über 500 Komponenten zusammen und enthält eine große Bandbreite an langkettigen Kohlenwasserstoffen, die aus fünf bis 30 Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen bestehen. Aufbau, Größe und zahlenmäßiges Verhältnis der Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen zueinander bestimmen die Eigenschaften der Kraftstoffe bei der motorischen Verbrennung. Nicht alle im Erdöl befindliche Kohlenwasserstoffen können dabei als Kraftstoffe genutzt werden, sondern müssen erst raffiniert werden, um als Leichtkraftstoffe wie Benzine (Ottokraftstoffe) oder als Dieselkraftstoffe eingesetzt werden zu können. Die alternative Gewinnung und effektive industrielle Herstellung dieser Kohlenwasserstoffverbindungen mit Hilfe von Mikroorganismen und Biomasse als nachwachsender und damit unendlicher Rohstoff, gilt als eine der Herausforderungen der zukünftigen Treibstoffentwicklung und ist deshalb ein enormer Zukunftsmarkt für biotechnologische Anwendungen.
Biomasse ist im Prinzip gespeicherte Sonnenenergie, die bei der Photosynthese in grünen Pflanzen in organisches Material umgewandelt wird. Dabei werden aus Sonnenlicht, anorganischer Materie wie Wasser, Kohlendioxid und einigen Mineralien organische Verbindungen wie Fette, Proteine und Kohlenhydrate aufgebaut. Als Abfallprodukt der Photosynthese wird molekularer Sauerstoff abgeschieden. Allen organischen Verbindungen ist ein Kohlenstoffgrundgerüst gemeinsam, das die Ausgangsquelle für die Synthese von Biokraftstoffen, darunter vor allem Biodiesel und Bioethanol, bildet.
