Biotechnologische Energieumwandlung (eBook)

Gegenwärtige Situation, Chancen und künftiger Forschungsbedarf

Th. Bley (Herausgeber)

eBook Download: PDF

2010 | 2009
112 Seiten
Springer Berlin (Verlag)
978-3-642-01115-3 (ISBN)

Infos

Was kommt nach den fossilen Energieträgern? Wie ist der Einsatz von Biomasse für die Energiegewinnung zu bewerten? Der Band versammelt ausgewählte Diskussionsbeiträge eines von der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech) im Herbst 2008 veranstalteten Workshops. Im Mittelpunkt der Diskussion stehen die Energieträger Bioethanol und Biogas sowie Algen und Pflanzen als regenerative Energiequellen - insbesondere mit Blick auf den Beitrag, den die Biotechnologie leisten kann.

Inhalt

Table of Contents 5
VORWORT 9
1 POTENZIAL DER BIOTECHNOLOGISCHEN ENERGIEUMWANDLUNG IN DEUTSCHLAND 9
2 BIOTECHNOLOGISCHE ENERGIEUMWANDLUNG 10
3 DAS acatech PROJEKT 10
4 LITERATUR 11
BIOENERGIE IN DEUTSCHLAND 12
1 GRUNDLEGENDE ASPEKTE DER BIOENERGIE 12
1.1 PRIMÄRENERGIEVERBRAUCH UND ERNEUERBARE ENERGIEN 12
1.2 POTENZIALE UND POLITISCHE OPTIONEN 13
1.3 ALLGEMEINE BIOKRAFTSTOFFBEWERTUNG 15
2 BIOKRAFTSTOFFE DER 1. GENERATION 16
2.1 BIOETHANOL DER 1. GENERATION 17
2.1.1 TECHNISCHE ANFORDERUNGEN AN DEN BIOKRAFTSTOFF 17
2.1.2 BIOLOGISCH-CHEMISCHER HINTERGRUND VON BIOETHANOL 17
2.1.3 AKTUELLE SITUATION BIOETHANOL 17
2.2 BIODIESEL UND PFLANZENÖLKRAFTSTOFFE 18
2.2.1 TECHNISCHE ANFORDERUNGEN AN BIODIESEL 18
2.2.2 BIOLOGISCH-CHEMISCHER HINTERGRUND VON BIODIESEL 18
2.2.3 PFLANZENÖLKRAFTSTOFFE 19
2.2.4 AKTUELLE SITUATION BIODIESEL UND PFLANZENÖLKRAFTSTOFFE 19
3 BIOKRAFTSTOFFE DER 2. GENERATION 19
3.1 BIOETHANOL DER 2. GENERATION 20
3.2 BIOBUTANOL DER 2. GENERATION 22
3.4 BTL-KRAFTSTOFFE 22
4 BIOGENES METHAN 23
4.1 BIOGASERZEUGUNG – BIOLOGISCH-CHEMISCHER HINTERGRUND 23
4.2 BIOGASANLAGEN: VIELE VERSCHIEDENE VERFAHREN 24
4.3 AKTUELLE SITUATION BIOGAS 24
5 BIOWASSERSTOFF 26
5.1 ERZEUGUNG VON BIOWASSERSTOFF 26
5.2 FORSCHUNG AUF DEM GEBIET BIOWASSERSTOFF 27
5.3 FORSCHUNGSGRUPPEN AUF DEM GEBIET BIOWASSERSTOFF 28
6 ZUSAMMENFASSUNG 29
7 LITERATUR 31
ERFOLGSFAKTOREN DER BIOETHANOLPRODUKTION 35
1 BIOETHANOL ERGÄNZT UND ERSETZT BENZIN 35
2 ERFOLGSFAKTOREN 36
2.1 ROHSTOFFAUSWAHL 36
2.1.1 PFLANZENART UND BIOCHEMISCHE FAKTOREN 36
2.1.2 LANDWIRTSCHAFTLICHE FAKTOREN 38
2.1.3 LOGISTIKKOSTEN 38
2.1.4 BESTIMMUNG DES PRODUKTIONSPROZESSES 39
2.1.5 MÖGLICHE ENERGIEQUELLEN FÜR DIE PRODUKTIONSANLAGEN 40
2.1.6 ROHSTOFFBEDINGTE PRODUKTIONSKOSTEN 40
2.2 NIEDRIGE ENERGIEKOSTEN 41
2.3 MAXIMIERUNG DER RAUM-ZEIT-AUSBEUTE 42
2.3.1 MAXIMIERUNG DER RAUM-ZEIT-AUSBEUTE DURCH HEFE-RÜCKFÜHRUNG 42
2.4 PRODUKTVERBUND 43
2.5 ROBUSTHEIT DER FERMENTATION 45
2.5.1 REAKTIONSFÜHRUNG 46
2.5.2 WAHL DES PRODUKTIONSORGANISMUS 46
2.5.3 ANPASSUNG DES PRODUKTIONSORGANISMUS 46
2.6 FREIE MARKTGETRIEBENE NACHFRAGE 47
2.7 NACHHALTIGKEIT 49
3 ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNG 50
3.1 BIOETHANOL IST BEREITS EIN ERFOLGREICHER OTTOKRAFTSTOFF 50
3.2 POTENZIAL FÜR DEUTSCHLAND 51
4 LITERATUR 51
BIOETHANOL DER 2. GENERATION 55
1 EINLEITUNG 55
2 POTENZIALE EINER ENERGIEPOLITIK AUF BASIS NACHWACHSENDER ROHSTOFFE 55
3 POLITISCHE INITIATIVEN UND ERFORDERNISSE FÜR EINE FÖRDERUNG VON BIOKRAFTSTOFFEN DER 2. GENERATION 56
4 FAZIT 57
VERBESSERUNG DER EFFIZIENZ UND UMWELTVER- TRÄGLICHKEIT VON BIOGASANLAGEN 58
1 EINLEITUNG 58
2 AKTUELLER ENTWICKLUNGSSTAND UND GEGENWÄRTIGE PROBLEME 60
3 ZUKÜNFTIGE ENTWICKLUNGEN 62
3.1 SUBSTRATE 62
3.2 GÄRPROZESS 64
3.3 ANLAGENTECHNIK 64
3.4 GASVERWERTUNG 65
3.5 GÄRRESTVERWERTUNG 66
4 FORSCHUNGSBEDARF 66
5 FAZIT 66
6 LITERATUR 67
BRENNSTOFFZELLEN FÜR BIOGAS: AUFBAU UND BETRIEB EINES SOFC-SYSTEMS 69
1 EINLEITUNG 69
2 MOTIVATION UND ZIELSETZUNG 69
3 SYSTEMKONZEPT UND KONSTRUKTIVE UMSETZUNG 71
4 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 74
5 AUSBLICK UND WEITERES VORGEHEN 76
6 WIRTSCHAFTLICHE UMSETZUNG 76
7 ZUSAMMENFASSUNG 77
8 LITERATUR 78
BIOMASSE HOLZ 79
1 AUSGANGSSITUATION UND PROBLEMSTELLUNG 79
2 POTENZIALE UND LÖSUNGSANSÄTZE 79
3 FAZIT 80
4 LITERATUR 81
MIKROALGEN ALS ENERGIETRÄGER DER ZUKUNFT 82
1 EINLEITUNG 82
2 MIKROALGEN 82
3 BIOTECHNOLOGISCHE NUTZUNG 84
4 INDUSTRIELLE PRODUKTION VON TREIBSTOFFEN 86
4.1 ALGENKULTIVIERUNGSSYSTEME 86
4.2 NEUE SYSTEME IN DER ERPROBUNGSPHASE 88
5 AKTUELLER STAND DER TECHNIK 90
6 FAZIT 90
„BIOMASSENUTZUNG IN MITTELDEUTSCHLAND“: EIN PROJEKT DER SÄCHSISCHEN AKADEMIE DER WISSENSCHAFTEN 91
1 ZIELE DES PROJEKTNETZWERKES 91
2 HANDLUNGSBEDARF UND POTENZIALE 91
3 KOOPERATIONEN UND REGIONALE VERANKERUNG DES PROJEKTNETZWERKES 92
4 ZUKUNFTSWEISENDE FRAGESTELLUNGEN 93
POTENZIAL DER BIOTECHNOLOGISCHEN ENERGIE- UMWANDLUNG IN DEUTSCHLAND: EIN RESÜMEE DER DISKUSSION 94
LITERATUR 96
AUTORENVERZEICHNIS 98
acatech – DEUTSCHE AKADEMIE DER TECHNIKWISSENSCHAFTEN 103
acatech DISKUTIERT 103
BISHER SIND IN DER REIHE „acatech DISKUTIERT“ FOLGENDE BÄNDE ERSCHIENEN: 104

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 3.4.2010
• Reihe/Serie: acatech DISKUTIERT
• Reihe/Serie: acatech DISKUTIERT
• Zusatzinfo: 112 S.
• Verlagsort: Berlin
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Sachbuch/Ratgeber ► Natur / Technik ► Natur / Ökologie
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Biologie ► Genetik / Molekularbiologie
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie
• Themenwelt: Technik
• Themenwelt: Wirtschaft
• Schlagworte: Bioethanolproduktion • Biogas • Biogasanlagen • Biomasse • Biotechnologie • Energiegewinnung • Energiepflanzen • Energiequelle • Energieträger • Mikroalgen • SOFC-System
• ISBN-10: 3-642-01115-2 / 3642011152
• ISBN-13: 978-3-642-01115-3 / 9783642011153