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An: Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung, Technologie
Algen verstofflichen CO2 wesentlich effektiver als jede Landpflanze !
Hiermit bitte ich um möglicht viele Forschungsgelder für eine sinnvolle Nutzung von abgeschiedenem CO2 durch Algentechnologie, HTC ( Hydrothermale Karbonisierung) und andere CCU- Verfahren.
Eine konsequenten Zusammenführung von CO2 -Abscheidung und Algentechnologie könnte viele Vorteile mit sich bringen und ist für mich eine viel zu wenig beachtete Option, dem Klimawandel zu begegnen. Auch auf diesem Wege könnten negative Emmissionen erzeugt werden.
Worum geht es ?---Das Konzept im Einzelnen:
1---Die Techniken zur CO2- Abscheidung aus Verbrennungsgasen und nachfolgender Verflüssigung des CO2 funktionieren inzwischen gut. Die electro swing Abscheidungstechnik von Verdox , von BASF/ Linde/ RWE eingesetzten Amine, die Oxyfuel Abscheidungstechnik, die Ammoniakrückgewinnung von Innovator Energy, die Sorptionstechnik von Svante / Kanada oder ausgesprochene Membrantechniken, sind für einen großtechnischen Einsatz hinreichend entwickelt und in ausreichender Menge herstellbar. Dass es bei den hier angedachten Verbrennungsprozessen nicht um fossile Brennstoffe gehen kann, versteht sich von selbst.
Abscheidungstechniken direkt aus der Luft (z.B. climeworks, Lackner) sind ebenfalls hinreichend erprobt.
2---Das verflüssigte CO2, würde danach, soweit es nicht als Rohstoff in Deutschland für andere Produkte verbraucht werden kann, je nach gewünschtem Endprodukt, den entsprechenden Algen zur Photosynthese zugeführt ( vgl. auch: algaeplanet.com---mit Übersetzungsoption: Deutsch).
- Die Angaben im Internet über die zu erreichenden Volumina an Biomasse durch schnell wachsende Algen unterscheiden sich teilweise erheblich. Ich halte mindestens 200 t/ ha / Jahr inzwischen für realistisch. Bei einer Fläche von 375 km² =0,1% der Gesamtfläche BRD ergäben sich 7 500 000 t CO2 Umwandlung .
3---Die anfallende Biomasse, die z.B. nicht als Gründünger, Viehfutter, Plankton für die Fischzucht, Nahrungsergänzungsmittel, Carbonfasern, Biokraftstoff, Wasserstoffproduktion, usw., usw., Verwendung findet, wird nach dem Entzug / oder ohne Entzug der Nährstoffe, z.B. im HTC –Verfahren (Hydrothermalen Karbonisierung) umstrukturiert. Die oft genannten Probleme mit bestimmten Kohlenwasserstoffen in diesem Zusammenhang halte ich für gelöst.
Ein durchschnittlicher Wald filtert im Jahr 12 bis 15 Tonnen CO2 pro Hektar ( 10000 m²)- Ein HTC- Reaktor kannt in der gleichen Zeit die 70 bis 80-fache Menge auf rund 40 m² ( vgl. Pyrek-HTC / CO2 footprint) filtern.
Mit dieser Technik kann also in Form von Biokohle oder Synthesegas ein CO2-neutraler Grundlastträger erzeugt werden, bei dem sich das CO2 wiederum nach dem Verbrennungsprozess abscheiden und dem Kreislauf zuführen lässt. Eine effiziente, photobiologische Wasserstoffproduktion über Algen ist offensichtlich auch in Reichweite. Der Kohlenstoff kann mit diesem Verfahren außerdem ohne CCS ( im Sinne von Verpressung in geologischen Schichten) auf verschiedene Weise absolut sicher gelagert werden, z.B. in hohen Wällen für Pumpspeicherkraftwerke oder technischem Baustoff aus Kohlefasern mit Naturstein. Damit kann der Kohlenstoff ohne CCS langfristig fixiert werden.
Ein weiterer Aspekt ergibt sich durch die Erzeugung von pyrogenem Kohlenstoff.
Hier könnte neben einer zumindest langfristigen CO2 Fixierung auch eine erhebliche Wertschöpfung durch fruchtbare Erde / Humus entstehen. Auch wenn sich nicht jeder Boden für den Eintrag von pyrogenem Kohlenstoff eignet, so zählt er doch bei verschiedenen Anwendungen zum gesicherten Mehrwertprofil.
Warum ist das wichtig?
In den letzten Jahren gingen rund 5% des Waldes in Deutschland (durch Trockenheit / Klimawandel) verloren. Wenn nur ein geringer Teil der entstandenen Kalamitätsflächen ( 500 000 ha ) zur Algenproduktion genutzt würden, ergäbe sich unter anderem die Möglichkeit, speicherbare Brennstoffe zu erzeugen, bei dem das CO2 in einer Kreislaufwirschaft klimaneutral als Verbrennungsprodukt aber auch als Rohstoff Verwendung finden würde.
Die ( wünschenwerte) Verlagerung der Algenproduktion in absolut unfruchtbare Landstriche (Nordafrika) ist technisch machbar ( vgl. Algae World News 18.04 2017 oder Prof. Thomas Brück- TU München), ebenso der CO2 Transport dorthin mit Schiffen und der Rücktransport der Biokohle / des Synthesegases / Bio-fuels aus Algen. Die Wachstumsbedingungen in Deutschland ließen sich durch die Nutzung unserer durchaus vorhandenen geothermischen Möglichkeiten (Erdwärmepupen) und ganzjährigem Betrieb mit Gewächshauskonstruktionen wesentlich verbessern.
Es entstünde keine Notwendigkeit, Flächen der bisherigen Nahrungsmittelproduktion in Anspruch zu nehmen.---Die Dimension dieser Möglichkeit entspräche von der Größenordnung her nicht nur der Dimension des CO2 -Problems, sondern auch der Möglichkeit, die inzwischen äußerst vielfältigen Produkte der Algentechnologie einer wachsenden Bevölkerung zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich entstünden zahllose Arbeitsplätze, die in unmittelbarer Beziehung zum Agrarbereich den Hunger in der Welt reduzieren könnten.
Die technischen Möglichkeiten Altplastik im großen Maßstab zu recyclen sind genauso vorhanden, wie aus CO2 Polycarbonat herzustellen. In Verbindung mit Glas bestünde somit die Möglichkeit, ohne aufwendige Forschung und Zeitverzug, großflächig Algenzucht zu betreiben.
Ferner dürfte es gut möglich sein, aus recycletem Kunststoff Pipelinerohre für die Wasserversorgung ( Meerwasser) für eine Algenproduktion in einiger Entfernung von der Küste herzustellen.
Zu zahlreichen möglichen Produkten aus der gewonnen Biomasse zählten z.B. auch gut zu transportierende Pallets. Die produzierten Algenpallets ( natürlich nur unter CO2- Abscheidung verbrannt) hätten ungefähr den Brennwert von Braunkohle und wären auf Grund ihrer Lager-und Transportfähigkeit eine gute Ergänzung zu volatilen Stromquellen wie Sonne oder Wind .
Warum kein CCS ? ---Der im CO2 enthaltenen Sauerstoff, der den größten Teil des Moleküls ausmacht, sollte der Biosphäre jetzt und nicht evtl. irgendwann zurück gegeben werden. Die schätzungsweise bis jetzt verpressten 25 Millionen Tonnen CO2 bestanden zu rund 3/4 aus Sauerstoff und 1/4 aus Kohlenstoff. Diesen Sauerstoff irgendwo zu verpressen, anstatt ihn den zahllosen notleidenden Meeresgebieten zurück zu geben halte ich absolut für falsch. Es fehlt hier der Platz, um sich mit den geologischen Unwägbarkeiten und den Besonderheiten von überkritischem Kohlendioxid auseinanderzusetzen. Aber es steht jedem frei, sich zu informieren.
Schiffe, die zum Transport des CO2 von Deutschland für die CO2 - Verpressung nach Norwegen unter dem Meeresboden gedacht sind, gibt es bereits. Warum sollten diese Schiffe nicht so konstruiert werden können, dass sie gleichzeitig in der Lage wären, die oben angedachten Energieträger zurück zu transportieren, nachdem sie vorher das verflüssigte CO2 und die Nährstoffe für die Algen und weitere Produkte zum Verarbeitungsort nach Südeuropa oder Nordafrika gebracht haben.
Von kleineren Kernkraftwerken, wie sie z. Zt. überall auf der Welt entstehen oder geplant sind, halte ich genau so wenig, wie auf das Warten auf funktionierende Fusionsreaktoren. Abgesehen von den immer heruntergerechneten Kosten, ist mir bis jetzt noch keine wirkliche Lösung der Atommüllproblematik bekannt.
Die anvisierte Wasserstoffwirtschaft scheint die sauberste Lösung bereit zu halten. Allerdings zeigt die Erfahrung, dass reiner Wasserstoff als Energieträger nicht so einfach zu handhaben ist. Ganz besonders der Transport und die notwendige Bereitstellung von sehr gefragten, relativ seltenen Metallen in Zusammenhang mit dessen Nutzung, sind äußerst anspruchsvoll und kostenintensiv und damit auch in Vergleich zu anderen Techniken zu setzen. -Anders beurteile ich die Lage z.B. bei E-fuels, die ich in einigen Punkten für die bessere Option halte, den z.B. mit Sonnernenergie erzeugten und chemisch integrierten Wasserstoff, als Energieträger zu transportieren und zu nutzen.
Im Zusammenhang mit der Wasserstofftechnik wird oft argumentiert, dass die Effizienz der photosynthetischen Energieumwandlung mit geschätzten 7% deutlich unter dem Wert der Solarzellen mit rund 20% und mehr liegt. Abgesehen davon, dass nur bestenfalls 85% dieser Energie dann in Wasserstoff umgewandelt werden kann, haben organische Wertstoffe aber einen wenig vergleichbaren Eigenwert.
Genau diesen Eigenwert besitzt auch der rückgewonnene Sauerstoff, der sich in der Abluft von Algenreaktoren / Open Ponds befindet und meiner Meinung nach auch entsprechend bewertet / vergütet werden sollte.
Das Thema CO2 -Abscheidung hat in den vergangenen Jahren immer mehr an Fahrt gewonnen. ---Natürlich bisher meist in Verbindung mit CCS.--- Die Entwicklung bei den Katalysatoren als Schlüsseltechnologie zeigt aber, dass auch im Bereich der CO2 Nutzung Recycling Möglichkeiten bestehen, die zu Recht CO2 als Rohstoff beschreiben und CCS eher als schon wieder veraltete Technik erscheinen lassen .
Ich gehe davon aus, dass sich in absehbarer Zeit auch bei Verbrennungsmotoren eine CO2- Abscheidung , mit danach verflüssigtem CO2, allgemein bekannt werden wird. Diese Technik ließe sich schnell in das bestehende Tankstellensystem integrieren.
Die Frage, was der schnellste Weg ist, den CO2 -Gehalt der Atmosphäre zu senken, müsste dann evtl. neu diskutiert werden.
I
Wie die Unterschriften übergeben werden
persönlich übergeben