Biogas aus Algenbiomasse

Von der Vielzahl an Mikroalgen gibt es einige, die sich aufgrund ihres hohen Proteinanteils besonders gut als Energiequelle eignen. Insbesondere marine Mikroalgen wie Nannochloropsis salina besitzen hohe Wachstumsraten und sind in Photobioreaktoren einfach zu produzieren. Ihr Salzgehalt, der robuste Zellwandaufbau und die unausgeglichene Nährstoffzusammensetzung können in der anaeroben Fermentation jedoch limitierend wirken. Der Einfluss dieser Faktoren und potentielle Optimierungsmöglichkeiten, wie verschiedene Aufschlussverfahren zur Zerstörung der Zellwand und die Ko-Fermentation zum Ausgleich der Nährstoffzusammensetzung, wurden in einem Forschungsprojekt mit Batch-Versuchen und kontinuierlichen Langzeitversuchen untersucht.

In einem Folgeprojekt wurde die Kaskadennutzung von Algenbiomasse untersucht. Zunächst wurden aus den marinen Mikroalgen Nannochloropsis salina und Pavlova lutheri mittels überkritischem Kohlendioxid Fettsäuren extrahiert, die für die Biodieselproduktion verwendet werden können. Anschließend wurde die Biogasproduktion der aufgeschlossenen Algenbiomasse mit Batch- und kontinuierlichen Versuchen untersucht. In einer abschließenden Ökobilanzierungen wurden einerseits die Algenkultivierungssysteme Raceway Pond und Photobioreaktor miteinander verglichen, andererseits die potentiellen Umweltauswirkungen einer Algenölproduktion in Deutschland ermittelt.

Ausgewählte Veröffentlichungen

  • Spielmann, E. (2019). Anaerobic digestion of algal residues from supercritical carbon dioxide extractions. Dissertation. Ruhr-Universität Bochum. https://doi.org/10.13154/294-6340
  • Spielmann, E.; Span, R.; Gerber, M. (2018): Anaerobic digestion of algal residues after a supercritical carbon dioxide extraction. Proceedings of the 26th European Biomass Conference & Exhibition, Kopenhagen, Denmark. 
  • Spielmann, E.; Span, R.; Jelen, E.; Lippemeier, S.; Gerber, M. (2018): Life cycle assessment of an algal oil extraction with a subsequent anaerobic digestion of the residues. Proceedings of the 4th International Conference on Anaerobic Digestion, Biogas Science, Torino, Italy.
  • Spielmann, E.; Lippemeier, S.; Jelen, E.; Gerber, M. (2018): ESAV – Algenfabrik. Energetische und stoffliche Algenverwertung. Abschlussbericht Verbundvorhaben, Förderkennzeichen: 22407712, Fachagentur nachwachsende Rohstoffe.
  • Schwede, S. (2014). Untersuchung und Optimierung des Biogasbildungspotentials der marinen Mikroalge Nannochloropsis salina. Dissertation. Ruhr-Universität Bochum.
  • Schwede, S.; Kowalczyk, A. A.; Gerber, M.; Span, R. (2013): Anaerobic co-digestion of the marine microalga Nannochloropsis salina with energy crops. Bioresource Technology, Vol. 148, 428-435. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.08.157
  • Schwede, S.; Rehman, Z.; Gerber, M.; Theiss, C.; Span, R. (2013): Effects of thermal pretreatment on anaerobic digestion of Nannochloropsis salina biomass. Bioresource Technology, Vol. 143, 505-511. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.06.043
  • Schwede, S.; Kowalczyk, A. A.; Gerber, M.; Span, R. (2011): Influence of different cell disruption techniques on mono digestion of algal biomass. Proceedings of the World Renewable Energy Congress, Vol. 1, Linköping, Schweden.