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Biokraftstoffe aus Salzwasserpflanzen
Ein Projekt im Nahen Osten zielt darauf ab, Kerosin aus salzwassertoleranten Pflanzen herzustellen, die in der Wüste angebaut werden. Forscher des Masdar-Instituts in den Vereinigten Arabischen Emiraten starten eine zwei Quadratkilometer große Demonstrationsfarm, die Fisch- und Garnelenzucht mit dem Anbau von Mangrovenbäumen und Salicornia, einer Pflanze mit ölreichen Samen, die in Treibstoff umgewandelt werden können, kombinieren wird.
Brennstoff Ernte: Ein Feld mit Salicornia, einer salzwassertoleranten Pflanze, auf einer Testparzelle im nordafrikanischen Land Eritrea.
Das Ziel ist die Herstellung von Biokraftstoffen, ohne dass Land von Nahrungspflanzen weggenommen oder große Mengen an Süßwasser verbraucht werden, was zwei der größten Mängel konventioneller Biokraftstoffe sind, sagt Scott Kennedy, außerordentlicher Professor am Masdar Institute, der das Projekt leitet. Das Projekt wird von mehreren großen Unternehmen unterstützt: Boeing, Etihad Airways (die nationale Fluggesellschaft der Vereinigten Arabischen Emirate) und UOP Honeywell, die Technologien zur Umwandlung der Biomasse in chemische Vorläufer und Treibstoffe liefern werden. Das Masdar Institute ist Teil einer emissionsfreien Stadt, die in Abu Dhabi, dem größten Emirat der VAE, gebaut wird.
Kennedy und seine Kollegen werden eine Technik verfeinern, die als integrierte Meerwasserlandwirtschaft bezeichnet wird. Es beginnt damit, einen Kanal aus dem Meer zu graben. Dieser Kanal versorgt mehrere Stufen des Systems mit Wasser. Zunächst pumpen die Forscher Salzwasser in Teiche oder fließen an Käfigen vorbei, in denen Garnelen oder Fische gezüchtet werden. Normalerweise ist eine solche Aquakultur eine Umweltkatastrophe, sagt Kennedy. Der Abfluss enthält große Mengen an Fäkalien, die zum Beispiel gefährliche Algenblüten verursachen können. Aber im Masdar-System werden die Forscher dieses Abwasser stromabwärts verwenden, um Salicornia zu düngen.
Die Salicornia wird auf mit Salzwasser bewässerten Feldern angebaut und kann wie andere Nutzpflanzen wie Weizen oder Reis geerntet werden. Der Abfluss dieser Bewässerung, der jetzt salziger ist und immer noch etwas Abfluss von den Fischen und Garnelen enthält, zusammen mit mehr Wasser aus dem Kanal, wird als nächstes einer Reihe gepflanzter Mangrovenbäume zugeführt, die in diesem salzigeren Wasser wachsen können. Der Mangrovenwald stellt eine Barriere dar, damit kein verschmutztes Wasser aus der Fischfarm ins Meer zurückfließt. Die Blätter können auch als Futter für die Fische verwendet werden.
Die ölreichen Samen der Salicornia lassen sich mit einer ähnlichen Verarbeitung wie bei anderen Ölsaaten, beispielsweise Sonnenblumen, pressen. Dieses Öl kann dann durch einen proprietären UOP Honeywell-Prozess modifiziert werden, der es für die Beimischung in Düsentreibstoff geeignet macht. Der Rest der Anlage kann dann zur Herstellung flüssiger Brennstoffe weiterverwendet oder zu Dampf zur Stromerzeugung verbrannt werden.
Die Fischfarmen stellen sowohl eine Einkommensquelle als auch eine Düngemittelquelle dar, wodurch die Gesamtkohlenstoffemissionen reduziert werden, da die Produktion und Verwendung von Düngemitteln normalerweise eine Hauptquelle von Kohlenstoffemissionen bei der Herstellung von Biokraftstoffen ist. Der Mangrovenwald bindet auch Kohlendioxid in seinem Wurzelsystem. Die meisten Biokraftstoffe sind bestenfalls CO2-neutral und stoßen bei ihrer Herstellung und Verbrennung so viel Kohlendioxid aus, wie die Biokraftstoffe während ihres Wachstums aufnehmen. Einer der Kernpunkte des Masdar-Forschungsprojekts ist die Bestimmung, wie viel Kohlenstoff wirtschaftlich abgeschieden werden kann.
Eine Version des Systems wurde bereits im nordafrikanischen Eritrea von Carl Hodges, dem Gründer und Vorsitzenden der Meerwasserstiftung . (Er fungiert als Sonderberater des Masdar-Projekts.) Bei diesem Projekt wurden die Salicornia und die Blätter der Mangroven als Tierfutter verwendet und ein Teil des Öls aus den Samen wurde in Biodiesel umgewandelt. Dieses Projekt endete als Folge der politischen Unruhen in diesem Land, sagt Hodges, aber es habe gezeigt, dass der integrierte Ansatz funktionieren könnte.
Die Bemühungen, die Verwendung von Süßwasser und Land, das für Lebensmittel verwendet wird, zu vermeiden, sollten begrüßt werden, sagt Mark Schrock , Professor für Bio- und Agrartechnik an der Kansas State University. Aber er sagt, es sei wichtig, schnell eine mechanisierte Methode zur Ernte der Salicornia zu entwickeln. Dies könnte eine Herausforderung darstellen, da die Pflanze zwar mit vorhandener Ausrüstung geerntet werden kann, jedoch einen hohen Salzgehalt aufweist, der diese Maschinen beschädigen könnte, sagt Wayne Coates , Professor am Office of Arid Land Studies an der University of Arizona.
Es muss auch mit anderen Biokraftstoffpflanzen konkurrieren . Die Ölerträge pro Hektar liegen auf dem Niveau von Sojabohnen (die einen zusätzlichen wirtschaftlichen Wert aus Nicht-Öl-Produkten bieten), betragen jedoch nur ein Achtel der Ausbeute von Palmöl. Das Salzwassersystem hat jedoch den Vorteil, dass kein teures Land und Wasser benötigt wird und es seinen eigenen Dünger produziert. Kennedy sagt, dass erste Schätzungen darauf hindeuten, dass aus Salicornia hergestellter Kraftstoff mit Kraftstoffen auf Erdölbasis konkurrenzfähig sein könnte, warnt jedoch davor, dass noch detaillierte Studien durchgeführt werden müssen.