Algenbasierter Biotreibstoff in Massenfertigung ab 2018

Der japanische Schwerindustrie- und Mischkonzern IHI plant mit dem Beginn der Massenfertigung von Biotreibstoff für die Luftfahrt auf der Grundlage von Mikroalgen. Mit etwa einem Zehntel der derzeitigen Durchschnittspreise für Biotreibstoffe soll bereits ab 2018 in Südostasien mit der Produktion begonnen werden.

Allgemein wird für die Luftfahrtindustrie künftig mit einem enormen Bedarfszuwachs an Biotreibstoffen gerechnet. Der stete Anstieg des Bedarfs an fossilen Brennstoffen für die Luftfahrt sorgt für steigende Treibstoffkosten, die bereits um die 40% der Kosten im Lufttransport ausmachen. Nach Branchenstandards kann Biotreibstoff bis zu 50% fossilen Treibstoffen beigemengt werden und verspricht somit höhere Gewinne für Luftfahrtunternehmen und ebenso einen verringerten CO2-Ausstoß, auch wird an eine spätere Verwendung für Kfz-Treibstoffe gedacht.

Mit der für die kommenden 20 Jahre vorhergesagten Verdopplung der derzeitigen Flugzeuganzahl und dem einhergenden Anstieg des Treibstoffbedarfs sind deutliche Preissteigerungen zu erwarten und kostengünstige Lösungen wie Biotreibstoffe zunehmend gefordert. Für deren Herstellung kamen bislang als Ausgangsrohstoffe vor allem Mais, Zuckerrohr u.a. stärkeliefernde Pflanzen über den Umweg Ethanol zum Einsatz – dies bewirkte neben einem Preisanstieg bei Getreide auch die Ausweitung von Ackerflächen zu ungunsten wichtiger Waldbestände. Auch die Treibstoffgewinnung aus Algen wird seit einiger Zeit beforscht, doch galt die Massenproduktion bislang als schwierig.

Senkung der Herstellungskosten

IHI kündigte den Start der Massenproduktion nun für 2018 an. Anfang 2012 berechnete IHI die Produktionskosten für 1 Liter Algentreibstoff mit 1000 JPY (einschließlich Kosten wie Bodengrundstücke u.a.), doch müssen diese Kosten für einen rentablen Einsatz auf die für Erdöl veranschlagten 100 JPY pro Liter auf etwa ein Zehntel reduziert werden. Verbliebene Aufgaben hierfür sind vor allem die erfolgreiche Ausweitung der Produktion zur Massenfertigung, effizientere und damit günstigere Extraktion des Treibstoffs sowie die Rückständeentsorgung und Wiederverwertung von Abwässern. Darüberhinaus bedarf es einer leistungsfähigeren Alge als rohstofflichen Ausgangspunkt.

Die Produktionskosten konnten bereits auf etwa 500 JPY pro Liter und damit auf etwa die Hälfte der Herstellungskosten normalen Biotreibstoffs gesenkt werden. Um auf die anvisierten 100 JPY/l zu kommen, soll die Massenfertigung in Südostasien oder Australien stattfinden, auch weil die für die Photosynthese der Algen benötigte Lichteinfalldauer recht hoch ist. Das benötigte CO2 hingegen ließe sich leicht aus Fabriken oder Kraftwerken beschaffen. Nach 2020 soll die Produktion auf ca. 300 Mio. Liter pro Jahr mit einem Umsatzvolumen von etwa 30 Mrd. JPY (derzeit ca. 230 Mio. EUR) ausgeweitet werden. IHI selbst rechnet unter Einschluß des Treibstoffmarkts für Kfz mit einem Markt von 800 Mrd. JPY (6 Mrd. EUR) pro Jahr nach 2020.

Neue Algensorten sind verlangt

Derzeit sind auf dem Gebiet der Biotreibstoffe vor allem US-Firmen führend, doch in Japan beschäftigen sich bereits Firmen wie die JX Nippon Oil & Energy Corporation, die in Japan die weit verbreitete Tankstellenkette ENEOS betreibt, Hitachi und der zur Toyota-Gruppe gehörige Automobilteilhersteller DENSO Corporation u.a. mit dem Thema und begannen mit ähnlichen Erprobungsverfahren.

Bereits im Juli 2011 wurden von der Firma Gene & Gene Technology, einem Venture-Unternehmen der Universität Kobe bekanntgegeben, daß man mit der nach Professor Enomoto von der Universität Kobe als Enomoto-Alge (Enomoto-mo) benannten Mikroalge die Algensorte ausfindig gemacht hätte, die für die Biotreibstoffproduktion am geeignetsen sei und hat deren Leistung durch besondere Kultivierung weiterhin verbessern können. Es handelt sich dabei um eine Art der Mikroalge Botryococcus braunii, die als Sorte bereits seit den 80er Jahren im Fokus der Forschung zu alternativen Energieträgern steht und bei der sich in der Trockenmasse ein erheblicher Teil Kohlenwasserstoffe findet.

Betrug bei herkömmlichen Sorten das Wachsum eines Monats 1:4 (1 Algenzelle konnte zu 4 Zellen vermehrt werden), gelang es bei der Enomoto-Alge, aus einer Zelle innerhalb eines Monats 4000 Zellen zu kultivieren, wobei davon ausgegangen wird, daß etwa 50% der Trockenmasse als Treibstoff nutzbar sind. Zudem lasse sich die neue Sorte wesentlich leichter als bisherige Varianten in Habitaten kultivieren, die Bakterien und Keimen ausgesetzt sind und macht die Gewinnung eines schwefelfreien Treibstoffs möglich.

Zusammen mit G&GT und dem Neo Morgan Laboratory (NML), einem Experten für Biotechnologien und reich an Erfahrungen bei Produktionsprojekten für auf Mikroorganismen beruhenden Medikamenten, Chemikalien und Lebensmitteln, hat IHI für das Treibstoffprojekt bereits im August 2011 die IHI NeoG Algae LLC ins Leben gerufen, die derzeit mit einem Kapital von 545,8 Mio. JPY (ca. 4,2 Mio. EUR) ausgestattet ist.

Für das rohstoffarme Japan wäre eine autarke Energiequelle eine Stärkung internationaler Wettbewerbsfähigkeit und im Hinblick auf die Entwicklung einer nachhaltig wirtschaftenden Gesellschaft eine willkommene Option, auch vor dem Hintergrund der energietechnischen Probleme, vor die sich das Land mittelfristig gestellt sieht.

Quellen:

1. Nihon Keizai Shinbun, 15.07.2013, S.1
   Firmenzeitschrift IHI, Vol.52, No.1/2012

Links:

1. IHI
   http://www.ihi.co.jp/en/ (Englisch)
2. Neo Morgan Laboratory (NML)
   http://www.neo-morgan.com/En/top.html (Englisch)
3. IHI NeoG Algae
   http://www.neo-morgan.com/INeoG/index.html (Japanisch)