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Rubrik: Wissenschaft

Treibstoff aus Meeresalgen: Forscher entwickeln Zuchtprogramme für Seetang

Mittwoch, 25. Oktober 2017, 07:21

Künftig könnten unsere Haushalte und Fahrzeuge mit Treibstoff aus Algen versorgt werden, die in großen Offshore-Farmen angebaut werden. Forscher der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) arbeiten daran, dieses Szenario mit Unterstützung des U. S. Department of Energy's Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) schneller zu verwirklichen

Saccharina latissima

Ein Zuchtprogramm für Zuckerseetang – Saccharina latissima, eine der kommerziell wichtigsten Spezies – wird mit Hilfe modernster Gensequenzierung und genomischer Ressourcen entwickelt, Foto: © David Bailey, WHOI

Das ARPA-E hat dem WHOI 5,7 Millionen US-Dollar für zwei Projekte zugesprochen, die Werkzeuge und Technologien entwickeln, um die Massenproduktion von Algen für Biokraftstoffe und biobasierte Chemikalien voranzutreiben.

Scott Lindell und Erin Fischell

Scott Lindell und Erin Fischell sind Teil eines WHOI-Teams, das daran arbeitet, die Massenproduktion von Meeresalgen voranzutreiben, Foto: © Tom Kleindinst, WHOI

„Die MARINER-Projektteams konzentrieren sich auf die technologischen Herausforderungen, die das Wachstum und die Ernte von Makroalgen mit sich bringen. Sie entwickeln die Instrumente, die wir brauchen, um diese Ressource voll und ganz in unsere Energiezukunft einzubringen", sagt Eric Rohlfing, geschäftsführender Direktor von ARPA-E.

„Unsere Wissenschaftler und Ingenieure zusammenzubringen, um innovative Lösungen für wichtige Probleme zu entwickeln, ist ein Markenzeichen des WHOI", ergänzt Mark Abbott, Präsident und Direktor des WHOI. „Wir freuen uns und fühlen uns geehrt, von ARPA-E ausgewählt worden zu sein, um an der Erschließung neuer erneuerbarer Energiequellen zu arbeiten.“

In den USA wird Seetang derzeit vor allem in der Nahrungs- und Futtermittelindustrie für Menschen und Tiere verwendet. Die Ausweitung der Algenzucht im eigenen Land entlastet die Wildbestände, schafft Arbeitsplätze und belebt die Gewässer. Letztendlich wird eine erweiterte und effizientere Produktion zu einer Ausweitung der Märkte führen, wozu auch Rohstoffe für Biokraftstoffe gehören. Die ARPA-E schätzt, dass in den USA die kombinierte Braun- und Rotalgenproduktion zusammen etwa 300 Millionen Tonnen pro Jahr liefern könnte.

autonomes Unterwasser-Beobachtungssystem

Ein Beispiel für das autonome Unterwasser-Beobachtungssystem, das das WHOI-Team für die Überwachung großer Algenfarmen entwickeln wird. Ein REMUS 100 (Remote Environmental Monitoring UnitS) mit akustischen, optischen und Umweltsensoren überwacht das Wachstum und die Gesundheit von Algen, den Zustand der Ausrüstung und die Eigenschaften der Wassersäule. In der Dockingstation kann sich das Fahrzeug aufladen und Daten übertragen, Grafik: © Natalie Renier, WHOI

Der Biologe Scott Lindell, der die Forschungsanstrengungen des WHOI leitet, erklärt die Herausforderungen: „Wie können wir den weltweit wachsenden Bedarf an Biokraftstoffen decken und auch den bis 2050 erwarteten Anstieg der Nahrungsmittelnachfrage um 50 bis 100 Prozent? Die Algenzucht vermeidet den zunehmenden Wettbewerb um fruchtbare Böden, energieintensive Düngemittel und Süßwasserressourcen, die mit der traditionellen Landwirtschaft verbunden sind.“

Lindell und sein Team von Seetang-Biologen, Genetikern und Unternehmern wollen ein Zuchtprogramm für Zucker-Kelp (Saccharina latissima) entwickeln, eine der kommerziell wichtigsten Spezies – unter Verwendung der neuesten Gensequenzierung und genomischen Ressourcen für eine schnellere, genauere und effizientere selektive Züchtung. Das Zuchtprogramm wird eine Bibliothek von genetischen Ressourcen aufbauen, die mit Pflanzeneigenschaften assoziiert sind und eine Verbesserung von 20 bis 30 Prozent gegenüber wild wachsenden Pflanzen bewirken.

Ein Team der Abteilung Angewandte Ozeanphysik und -technik werden ein autonomes Unterwasser-Beobachtungssystem entwickeln, mit dem große Algenfarmen über einen längeren Zeitraum ohne menschliches Eingreifen überwacht werden können.

Das WHOI-Team wird ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug mit akustischen, optischen und Umweltsensoren ausstatten, um das Wachstum und die Gesundheit von Meeresalgen, den Zustand der Ausrüstung und die Eigenschaften der Wassersäule – etwa den Nährstoffgehalt -, zu überwachen.

Die Forscher werden ein REMUS 100 (Remote Environmental Monitoring UnitS), ein kleines, am WHOI entwickeltes Roboterfahrzeug, einsetzen, um flache Küstengebiete zu vermessen. Eine REMUS-Dockingstation ist die Basis des Systems, die es dem Fahrzeug ermöglicht, sich wieder aufzuladen und Daten zu übertragen – dies ermöglicht einen langfristigen Betrieb.

Infos: www.whoi.edu.

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