Brennstoff aus Mikroorganismen

Joule
CO2-Vermeidung und -Umwandlung sind Ansätze, die derzeit in aller Munde sind. Dazu muss das CO2 aus einem Prozess abgetrennt und einer Verpressung (CCS) oder Verwendung zugeführt werden. Einen Ansatz zur CO2-Verwendung verfolgt die Firma Joule. Die ZKG hat bei Bill Sims, Präsident und Geschäftsführer von Joule, einmal genauer nachgefragt.

 

ZKG: Mr. Sims, können Sie kurz zusammenfassen, wie die Technologie funktioniert?
Bill Sims: Im Gegensatz zu erneuerbaren Brennstoffen aus Biomasse haben wir eine Plattform für die direkte Einschrittproduktion von flüssigen Brennstoffen und Chemikalien aus CO2 als Abfall und Sonnenlicht entwickelt. Diese, Helioculture genannte (s. Kasten) Plattform, hilft Brennstoffengpässe, die komplexe Verarbeitung und die Ausbeutung natürlicher Rohstoffe zu vermeiden, was derzeitig die Herausforderungen der Industrie der Biobrennstoffe sind. Teil des Prozesses sind von uns entwickelte und patentierte Mikroorganismen, die als Katalysator ­wirken, um direkt und kontinuierlich Brennstoff- oder chemische Produkte zu erzeugen und abzusondern. Der gesamte Prozess findet in unserer modularen Solar­Converter Anlage statt, die lediglich auf nicht-anbaufähigem Land errichtet und für die nicht-trinkbares Wasser verwendet werden kann und das bei Produktivitätsraten, die bis zu 100 mal größer geschätzt werden als bei Prozessen, die von Biomasse abhängen. Für die Zementindustrie bietet dies die einmalige Möglichkeit, mit Joule eine Partnerschaft einzugehen und problematische CO2-Emissionen in wertvolle und erneuerbare Produkte sowie Erlöse umzuwandeln.  

 

ZKG: Ist die Technologie schon im industriellen Maßstab verfügbar?
Bill Sims: Unser Verfahren wird nun schon fast zwei Jahre im Versuchsmaßstab erprobt (Bild 1), und gegenwärtig bauen wir eine Anlage zur Demonstration auf dem Weg zur kommerziellen Produktion. Diese Anlage wird den Betrieb in diesem Sommer aufnehmen. Wir erwarten, die kommerzielle Produktion 2013 beginnen zu können, und suchen aktiv Lieferanten von CO2 innerhalb und außerhalb der Vereinigten Staaten. Wir sehen große Möglichkeiten, Anlagen in Europa einzusetzen, wo es bereits Bestimmungen hinsichtlich CO2 gibt. Wir bieten eine kostengünstigere Lösung für industrielle Emittenten von CO2 (wie Zementanlagen), die CO2 eher aufwertet, als es im Boden zu sequestrieren.

 

ZKG: Wie sieht die Gesamtenergiebilanz des Systems aus, wie viel Energie muss eingesetzt werden, um den Brennstoff bzw. das Produkt zu erhalten?
Bill Sims: Unser Verfahren ist positiv bezüglich der Nettoenergie, d. h. wir produzieren mehr Energie als die Menge an fossiler Energie, die wir verbrauchen. Das Verfahren unterscheidet sich von energieintensiven Verfahren, die mit dem Anbau, Ernten und Umwandeln von Biomasse in Brennstoff verbunden sind. Es führt direkt vom CO2 als Abfall und Sonnenlicht zu Brennstoff.

 

ZKG: Welche Arten von Produkten können hergestellt?
Bill Sims: Unsere ersten Produkte, die auf Kommerzialisierung ausgerichtet sind, sind Ethanol und Kohlenwasserstoffdiesel (im Gegensatz zu Biodiesel, der chemisch aus Fettacylester besteht). Wir besitzen auch die Fähigkeit, eine Reihe von Chemikalien herzustellen, die konventionell aus Erdöl hergestellt werden.

 

ZKG: Für welche industrielle Anwendung kann das Produkt eingesetzt werden?
Bill Sims: Unser primäres Ziel ist der Markt für Transportbrennstoffe, wo infrastrukturkompatible Alternativen zu fossilen Brennstoffen zunehmend gefragt sind. Mit Einrechnung der gewährten Subventionen erwarten wir, Ethanol und Diesel zu den hochkonkurrenzfähigen Preisen von 0,60 US$/Gallone (3,785 l) bzw. 20 US$/Barrel (119,23 l) liefern zu können.

 

ZKG: Zu welchen Bedingungen und bei welchen Änderungen im Anlagendesign könnten diese Berennstoffe in einem Zementwerk eingesetzt werden?
Bill Sims: Wir beabsichtigen, die CO2-Emissionen von ­Zementwerken zu nutzen. Unser Verfahren berührt jedoch das Design solcher Anlagen nicht. Wir brauchen nur eine Methode zum Abscheiden und Transport von CO2 anzuwenden. Die Qualität des Rauchgases hängt von dem im Ofen eingesetzten Brennstoff ab. Wir sind jedoch generell der Meinung, dass wir es ohne zusätzliches Waschen verwenden können. Aus Transportgründen würden wir es vorziehen, unsere Anlagen in angemessener Nähe zu den CO2-ausstoßenden Anlagen aufzubauen.

 

ZKG: Zu welchen Bedingungen kann dieses Verfahren eingesetzt werden?
Bill Sims: Wir untersuchen mehrere Formen von Partnerschaften, so wie wir Standorte für Produktionsanlagen von Joule suchen. Die Bedingungen hängen vom jeweiligen Projekt ab. Da unsere Anlage modular ist und stark vergrößert werden kann, haben wir die Möglichkeit, mit kleinen Projekten anzufangen (250 Acre - gut 100 000 m²) und sie schnell auf 1000 Acre oder mehr (gut 400 000 m²) zu erweitern. Wir können nicht anbaufähiges Land sowie Brack- und Abwasser nutzen, und da CO2 und Sonnenlicht reichlich vorhanden sind, können wir unsere Anlage in vielen Regionen der Welt errichten. Da die Zementindustrie für ca. 5 % der weltweiten anthropogenen CO2‑Emissionen verantwortlich ist, sind wir der Ansicht, dass das ein ideales Gebiet für Joule ist, um Partnerschaften zum gegenseitigen Nutzen zu bilden.

 

ZKG: Danke für das Gespräch.
Das Helioculture-Verfahren (Erläuterung Schritt für Schritt, Bild 2)

» Jedes Modul der SolarConverter Anlage enthält von Joule entwickelte Mikroorganismen, nicht trinkbares Wasser und Spurennährstoffe.

» Von einem industriellen Emittenten, z.B. einem Zementwerk, wird CO2 als Abfall reingepumpt.

» Das CO2 hält die Mikroorganismen in Bewegung, so dass sie maximal dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, um eine Photosynthese voranzutreiben. Die vom Sonnenlicht aufgeladenen Mikroorganismen verbrauchen das CO2 und produzieren kontinuierlich die Brennstoff- oder chemischen Moleküle und scheiden sie in das Medium aus.

» Das Medium läuft durch einen Abscheider, der das Endprodukt extrahiert, das zur endgültigen Abscheidung und Lagerung zu einer zen­tralen Anlage befördert wird.

» Der Prozess verläuft bis zu 8 Wochen kontinuierliche, bis das Modul gespült und versetzt neu beimpft wird. 

Sehen Sie Joule in Aktion: www.jouleunlimited.com/video/story.html

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