Suche nach Algen mit CO2-Hunger

Pilotprojekt - Ende Juni 2010 will Vattenfall am Heizkraftwerk Senftenberg eine Algenzuchtanlage in Betrieb nehmen. Diese soll CO2 aus dem Rauchgas verwerten.

25. Mai 2010

»Mit der neuen Versuchsanlage testen wir das Potenzial von Mikroalgen zur Reduktion von CO2-Emissionen aus einem braunkohlestaubgefeuerten Heizkraftwerk und schauen, welche Chancen sich für die Anwendung im größeren Maßstab ergeben«, erläutert der Vorstandsvorsitzende von Vattenfall Europe Mining & Generation, Reinhardt Hassa. Hauptziel des Projekts ist zu prüfen, welche Algenarten das CO2 am besten verdauen, sich am rasantesten vermehren und so die höchsten Erträge bringen. Zudem geht es auch darum, den Energie- und Wasserverbrauch des Systems zu beobachten sowie eine CO2-Bilanz aufzustellen und so den konkreten wirtschaftlichen und ökologischen Nutzen der Algenzucht zu ermitteln.

Im Prinzip funktionieren alle Anlagen zum Algenwachstum ähnlich: Die Algen befinden sich in lichtdurchlässigen Behältern in einer Nährlösung, nutzen das auftreffende Sonnenlicht zur Photosynthese und bauen mit dem Kohlenstoff aus dem CO2 Biomasse auf. »Es geht uns nicht primär um neue Verfahren, sondern um Erkenntnisse über das Algenwachstum mit Braunkohle-Rauchgas«, erläutert Dr. Michael Strzodka, Abteilungsleiter des Projektträgers, der Gesellschaft für Montan- und Bautechnik mbH (GMB). Die GMB ist ein Tochterunternehmen von Vattenfall. Geplant ist ein Anlagebetrieb mit einem mittleren Rauchgasdurchfluss von 30m³/h.

Ganzjähriger Betrieb

Zunächst sollen Flachplatten-Airlift(FPA)-Reaktoren der Subitec GmbH eingesetzt werden. »Wichtigster Vorteil ist, dass wir dort eine hohe Biomasseproduktion mit vergleichsweise geringem Energie- und Platzaufwand erwarten«, erläutert Strzodka die Entscheidung für das bereits auf Zuverlässigkeit erprobte Verfahren. Die Umhausung der Anlage mit einem Gewächshaus ermöglicht einen ganzjährigen Betrieb. Weiteres Plus: Bauartbedingt perlt das CO2 ohne Einsatz energieintensiver Pumpen durch die Nährlösung und garantiert dabei gleichzeitig die Durchmischung der Suspension. Die SO2-Reinigung erfolgt hierbei mittels eines Kalk-Additiv-Verfahrens.

Unterschiedlichste Algenarten – darunter solche für Süß-, aber auch für Salzwasser – lassen sich in Photobioreaktoren unter Zugabe von CO2 vermehren. Doch während das Kohlendioxid im Rauchgas allen Algen bestens mundet, bekommen die übrigen enthaltenen Stoffe nicht allen Arten gleich gut. Dies gilt vor allem für geringe, auch nach der Rauchgaswäsche verbleibende Reste von Schwefel. Hier soll das Projekt zeigen, welche Mikroalgen mit dem CO2 aus Braunkohlenfeuerung am besten wachsen.

In das Projekt fließen Erkenntnisse bisheriger Projekte, soweit verfügbar, ein. Allerdings sind die Bedingungen laut Strzodka »zumeist kaum vergleichbar«. In diesem Falle ist dies vor allem die Verwendung von Rauchgas aus einem mit Braunkohle gefeuerten Heizkraftwerk.

»Aber natürlich spornen uns die bereits bekannten Erkenntnisse auch an«, betont der Abteilungsleiter, »so ist es unser Ziel, die Wirtschaftlichkeit zu verbessern«.

Für verschiedene Experten, wie etwa den dena-Chef Stephan Kohler, ist der eingeschlagene Weg – Usage anstatt Storage von CO2 – der richtige. Strzodka sieht dies ähnlich: »Um Kosten und Risiken zu minimieren, braucht die Stromerzeugung einen gesunden Mix. Das Gleiche gilt für die Vermeidung von CO2-Emissionen.« Deshalb engagiere sich Vattenfall sowohl bei der Effizienzsteigerung, dem Ausbau der Erneuerbaren als auch bei der CO2-Abscheidung und -Speicherung (CCS). Bei der CO2-Abscheidung und -Nutzung – das sogenannte CCU – biete die Algenzucht eine Option.

»Alle zur Verfügung stehenden Möglichkeiten müssen eingehend untersucht werden, weil die Gesellschaft alle Optionen brauchen wird«, fordert Strzodka. »Wenn es uns gelänge, CO2 einer sinnvollen stofflichen Verwendung zuzuführen, dann sind wir einen gehörigen Schritt weiter.«

Allerdings ist der Flächenbedarf bei der Algenzucht ein Problem. Auch Strzodka sieht dies: »Unter den aktuell bekannten Parametern ist die Aufnahme des kompletten Kohlendioxids eines Großkraftwerks wie zum Beispiel Schwarze Pumpe allein durch Mikroalgen aufgrund des großen Flächenbedarfs der Anlagen bis auf Weiteres nur schwer vorstellbar.«

Trotzdem könne man schon heute die Algenproduktion einsetzen – etwa als Instrument zur CO2-Reduktion kleinerer Punktquellen oder als nützliches Verfahren innerhalb eines Mixes verschiedener Maßnahmen zur CO2-Reduktion. Hier könne die Algenzucht perspektivisch eine wichtige Aufgabe erfüllen.

Das Projekt in Senftenberg ist einer der ersten Schritte. Baubeginn war Anfang April 2010, die geplante Inbetriebnahme ist für Ende Juni 2010 vorgesehen. Die Versuche sollen bis Ende 2011 laufen. Bereits im Frühjahr 2011 könnte eine erste Zwischenbilanz vorliegen. Hier soll dann auch die Entscheidung über einen möglichen zweiten Projektschritt – die Verwertung der Biomasse – getroffen werden. (mn)

Erschienen in Ausgabe: 05/2010