Abgase aus Stahlindustrie Bakterien produzieren aus CO2 Biodiesel

Abgase in Kraftstoff verwandeln, das soll US-Forschern gelungen sein. Das Verfahren setzt auf Bakterien und Hefepilze - noch funktioniert es aber nur im Labor.

Gut geeignet sind Abgase aus der Stahlindustrie
DPA/ Greenpeace

Gut geeignet sind Abgase aus der Stahlindustrie


Bio boomt, das ist sogar im Kraftstoffbereich so. Doch das Problem war bisher vor allem der große Bedarf an natürlichen Rohstoffen wie Mais, Soja oder Palmöl, um Biokraftstoff zu produzieren.

Ein neues Verfahren könnte in ferner Zukunft Abhilfe schaffen: Dann soll Biodiesel aus Abgasen entstehen - mithilfe von Mikroorganismen. Forschern ist es nun nach eigenen Angaben zumindest mit kleinen Mengen im experimentellen Laborversuch gelungen, auf diese Weise Kraftstoff herzustellen. Dabei soll sogar das Treibhausgas CO2 verarbeitet werden.

Der Prozess binde doppelt so viel Kohlendioxid wie er produziere und trage zur Senkung der Treibhausgas-Emissionen bei, berichten Gregory Stephanopoulos und sein Team vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge in den "Proceedings" der US-Nationalen Akademie der Wissenschaften ("PNAS").

Noch sind die Mengen, die bei dem Verfahren gewonnen werden können, gering. Aber die Wissenschaftler geben an, dass es sich zur großtechnischen Anwendung eigne. Vor allem aus den Abgasen, wie sie in der Stahlindustrie entstehen, soll Kraftstoff hergestellt werden.

"Hohe Kosten für zuckerhaltiges Ausgangsmaterial"

Bei den bisherigen biotechnologischen Verfahren zur Herstellung von Biodiesel werden große Mengen an natürlichen Rohstoffen benötigt. "Ein Hauptproblem dieses Ansatzes waren die relativ hohen Kosten für das zuckerhaltige Ausgangsmaterial." Deshalb wählte das Team einen Ansatz mit kohlendioxidhaltigem Gas - als Futterstoff für die Mikroorganismen.

Das Verfahren besteht aus zwei Schritten: Zunächst stellen im Bioreaktor Bakterien der Art Moorella thermoacetica unter Ausschluss von Sauerstoff Essigsäure her. Gefüttert werden sie mit einer Mischung aus Kohlendioxid (CO2) und Kohlenmonoxid (CO) oder Wasserstoff (H2). Die Forscher stellten fest, dass für die Vermehrung der Bakterien eine Mischung aus CO2 und CO am effektivsten war. Wenn sie nach einigen Tagen auf eine Mischung aus CO2 und Wasserstoff umstellten, erhielten sie einen höheren Ertrag an Essigsäure.

In der zweiten Phase kommt die Essigsäure als Futter für den Hefepilz Yarrowia lipolytica zum Einsatz. Unter Verbrauch von Sauerstoff produzieren die Hefezellen ölige Substanzen, die anschließend mit bekannten Verfahren in Biodiesel umgewandelt werden. Mit Filtern werden die Produkte regelmäßig den Bioreaktoren entnommen. Auch die Mikroorganismen werden herausgefiltert und gelangen dann wieder in den Bioreaktor.

Die Gesamtproduktivität des Prozesses liegt zwar bei nur 0,19 Gramm öliger Substanzen pro Liter und Stunde. Dennoch sind die Forscher zuversichtlich, dass ihr Verfahren verbessert werden kann.

Zur Herstellung von Biokraftstoff wurde in den vergangenen Jahren in der Landwirtschaft große Flächen verwendet. In den USA sind den Bundesstaaten Iowa, Minnesota, Nebraska, North Dakota und South Dakota zwischen 2006 und 2011 rund 5300 Quadratkilometer Grünflächen verloren gegangen, weil dort Mais oder Soja angebaut wurde. Die Fläche entspricht etwa der doppelten Größe des Saarlandes. Dafür sind mehr als 99 Prozent der ursprünglichen Prärieflächen bereits verschwunden.

joe/dpa

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