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Beim Klimaschutz geht es im Moment hauptsächlich um die  geringere Entstehung von Kohlenstoffdioxid-Emissionen. Ein weiterer Ansatz ist die aktive Nutzung der entstandenen Emissionen und die damit verbundene Rückhaltung des Treibhausgases aus der Atmosphäre. Wer es schafft gute Konzepte für die Kohlenstoffdioxidnutzung zu finden, der kann einen Rohstoffschatz unserer aktuellen Zeit anzapfen, für dessen Abnahme sogar bezahlt wird (CO2 – Zertifikate) und einen wichtigen gesellschaftlichen Beitrag leisten. Verschiedene Arten der Biomasse-Nutzung sind dafür prädestiniert.

Die Realisierung zukünftiger Produkte, aber auch wissenschaftlicher Entdeckungen hängen bekanntlich nicht nur von der Intuition des Entwicklers und dem Glauben an die Nützlichkeit einer Innovation ab, sondern auch (und Andere würden sogar sagen „vor allem“) von den existierenden wirtschaftlichen Rahmenbedingungen.

Der Fakt, dass sich ein immer besserer Handel für „Verschmutzungszertifikate“ für Kohlenstoffdioxid entwickelt und dadurch die Produktion von CO2 mit wirtschaftlichen Kosten verbunden ist, führt auch dazu, dass über neue Nutzungskonzepte für CO2 nachgedacht werden kann. Das ist ökonomisch interessant und gesellschaftlich relevant (Klimaschutz).

Energetische und stoffliche Nutzung von CO2

Das bei der Oxidation von organischer Substanz entstehende CO2 enthält abhängig von Temperatur und Druck kaum noch nutzbare Energie (Exergie), so dass ökonomisch sinnvolle Konzepte zur weiteren energetischen Nutzung und Umwandlung des Gases meines Wissens nicht existierten.

Da CO2 ein natürlicher Grundbaustein von Biomasse ist, sieht es bei der stofflichen Nutzung von Kohlenstoffdioxid schon anders aus und es gibt zunehmend Ideen die Abgase weiter zu nutzen. Dadurch wird der Zustand von Kohlenstoffdioxid als freies Gas so kurz wie möglich gehalten und möglichst direkt in eine fixierte Kohlenstoff-Form umgewandelt. Zwei Arten von Anwendungsmöglichkeiten zur Herstellung von Kohlenstoffsenken innerhalb der Biomassebranche möchte ich kurz vorstellen.

Gewächshäuser und BHKWs

Zuerst ein Konzept, welches zwar schon einige Jahre alt ist, aber erst durch die Verbreitung der Blockheizkraftwerkstechnologie (BHKW) zunehmende Verbreitung findet.

Der natürliche Anteil von Kohlenstoffdioxid in der Umgebungsluft beträgt ca. 350 ppm. Es wurde jedoch wissenschaftlich untersucht, dass viele Pflanzen für ihr Wachstum einen höheren CO2 Gehalt von um die 800 – 1000 ppm als Optima haben.

Durch die Düngung mit CO2 über das künstliche Einbringen in Gewächshäuser wird der Kohlenstoffdioxid-Anteil für das Pflanzenwachstum optimiert und die Chance auf eine zeitweise Limitierung durch diesen Parameter verringert.

Die Abgase eines BHKWs, welche bei der Verstromung von Biogas und Erdgas entstehen, enthalten um die 6% CO2. Diese Emissionen können über einige Aufbereitungsschritte in das Gewächshaus eingebracht werden, wo das CO2 eine weitere Wertschöpfung erreichen kann.

Mikroben und CO2

Eine Größenordnung kleiner sollen nun auch verstärkt Mikroorganismen zum Einsatz kommen. So planen RWE Power und das Unternehmen B.R.A.I.N die Methoden der weißen Biotechnologie mit den Zielen der Stromerzeugung und des Klimaschutzes zu verbinden.

Als weiße Biotechnologie bezeichnet man biotechnologische Verfahren, die für das Optimieren industrieller Prozesse angewandt werden. Dafür wird vor allem auf den Einsatz von Mikroorganismen oder Enzymen zurückgegriffen.

Das Ziel des konkreten Projekts ist, Mikroorganismen so zu designen, dass sie CO2 effizienter umwandeln und dadurch die Wachstumsrate der Mikroben erhöht wird. Es findet in einem kleinen Maßstab eine Kohlendioxidreduzierung in der Atmosphäre statt, wobei der Kohlenstoff gleichzeitig als Biomasse fixiert wird. Diese Biomasse kann zur Stromproduktion oder stofflichen Verwertung genutzt werden.

Das Designen von Mikroorganismen hört sich auf der einen Seite nach einem sehr starken Eingriff in die natürlichen Prozesse der Natur ein, bei dem (zumindest bei mir) viele Warnsignale angehen. Auf der anderen Seite entspricht dieses Vorgehen „nur“ einer beschleunigten Züchtung, um gezielt gewünschte Entwicklungspräferenzen auf genetischer Ebene zu fördern. Dieses Vorgehen ist sicherlich gewöhnungsbedürftig.

Bisher wurde in der Landwirtschaft vor allem Tier- und Pflanzenzucht betrieben. Die Möglichkeit der Nutzung (ich weiß nicht ob man von Zusammenarbeit sprechen kann) von Mikroorganismen erscheint mir deshalb naheliegend.

Photo: Thanks to emergenz