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Institut für Bio- und Geowissenschaften

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Projekt OptimAL

Optimierte Algen für nachhaltige Luftfahrt
Algenzüchtungstechnologien werden entwickelt und die genetische Vielfalt der Algen wird genutzt, Produktionsleistungen zu verbessern.

Laufzeit: 01.02.2014 bis 31.01.2017

Algen bilden eine bisher weitgehend ungenutzte Quelle für Treibstoffe, Plattformchemikalien und Baustoffe. Im Vergleich zu höheren Landpflanzen weist Phytoplankton ein erheblich höheres Potential zur Produktion von Biomasse sowie eine außerordentliche Fähigkeit auf, auch hohe CO2-Konzentrationen zu nutzen. Als möglicher Beitrag zur Erzeugung von Biomasse bei gleichzeitiger Vermeidung von Konkurrenz um die Nutzung von Agrarflächen für die Nahrungsmittelproduktion käme daher auch direkte Nutzung von CO2 aus hoch konzentrierten CO2-Quellen nahe der Erzeugung ohne (vorübergehende) Freisetzung in die Atmosphäre in Betracht.

Von Interesse ist dabei insbesondere auch, dass Mikroalgen im Vergleich zu Raps oder Mais eine bis zu 20-fach höhere Biomasseproduktion bzw. eine bis zu 75-fach höhere Produktivität von Lipiden pro Hektar haben können. Steigende Treibstoffpreise, der weltweit ansteigende Bedarf an nachwachsenden Rohstoffen sowie die Diskussion über den Flächenbedarf von Energiepflanzen bringen Mikroalgen derzeit weltweit verstärkt in die Diskussion
Eine besonders interessante Anwendung für Algen in großtechnischem Maßstab wäre die Produktion von Biokerosin, da für die Luftfahrt auf absehbare Zeit nur flüssige Kohlenwasserstoffe als Kraftstoffe in Betracht kommen .

Trotz guter Voraussetzungen heutiger Algen in Bezug auf Produktivität, Wassernutzungseffizienz und Zusammensetzung ist hierfür eine deutliche Steigerung der Produktivität notwendig.
Die Produktionsbedingungen die in modernen Photobioreaktoren vorliegen sind sehr weit von den Umweltbedingungen entfernt, die in den natürlichen Habitaten der Algen herrschen. OptimAL zielt deshalb darauf ab, mit Hilfe von gezielter Modifikation (1) und gerichteter Evolution (2) Algenstämme für den Einsatz in unterschiedlichen Photobioreaktor-Designs zu optimieren.

So wird die Bereitstellung von Grundlagen (OptimAL) mit einer nachhaltigen Produktion und Konversion zur industriellen Produktion von Biokerosin (AUFWIND) verknüpft. OptimAL konzentriert sich auf die Entwicklung innovative Wege im essentiellen ersten Schritt, der optimierten Produktion von Algenbiomasse. AUFWIND evaluiert die gesamte Kette von der Produktion der Algenbiomasse bis zum Kerosin v.a. auf Basis heute verfügbarer Systeme in technischer Hinsicht und mit einer LCA kritischer Pfade. Das Gesamtkonzept führt zur Technologieintegration auf Basis fundierter Vergleiche. Erfahrungen aus Bewertungs- und Auswahlprozessen der Technologien und Nutzungskonzepte können auf andere Stoffströme & Wertschöpfungsketten übertragen werden.

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