Bachelorarbeit, 2009
27 Seiten, Note: 2
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Biokraftstoffe der ersten Generation
1.3 Biokraftstoffe der zweiten Generation
1.4 Vergleich von Biokraftstoffen der ersten mit der zweiten Generation
1.5 Verwendung von Biokraftstoff aus Algen für kommerzielle Systeme
2 Technische Realisierungsmöglichkeiten
2.1 Algenarten zur Biokraftstoffgewinnung
2.2 Massenproduktion von Mikroalgen
2.3 Biodieselherstellung aus Mikroalgen
3 Innovationspotenzial
3.1 Innovationsspezifische Einflussgrößen
3.1.1 Relative Vorteilhaftigkeit der Innovation
3.1.2 Kompatibilität der Innovation
3.1.3 Komplexität der Innovation
3.1.4 Beobachtbarkeit der Innovation
3.1.5 Reifegrad der Innovation
3.2 Innovationsmerkmale
3.2.1 Unsicherheit
3.2.2 Komplexität
3.2.3 Konfliktgehalt
3.2.4 Neuheitsgrad
4 Persönliches Resümee
5 Literaturverzeichnis
Die Arbeit untersucht die technischen Möglichkeiten der Biokraftstoffgewinnung aus Algen, um deren Innovationspotenzial basierend auf spezifischen Einflussgrößen und Innovationsmerkmalen zu bewerten.
2.2 Massenproduktion von Mikroalgen
Mikroalgen stellen durch Photosynthese regenerative Energie her und sind somit eine ökologisch, wie ökonomisch nachhaltige Alternative zum Verbrauch von fossilen Rohstoffen. Entscheidend hierfür ist, wie kostengünstig Mikroalgen in Massen produziert werden können. Dafür werden Photobioreaktoren benötigt, die mit der Ausnutzung von Sonnenenergie, hohe Biomassekonzentrationen, bei gleichzeitig hoher Produktivität, erreichen. Nur für eine geringe Anzahl von Mikroalgen können offene Becken und Kanäle für die Massenanzucht verwendet werden, da sie unter extremen Bedingungen wachsen. Der Großteil der Wertstoffproduzenten sind Photobioreaktoren, die für eine axenische, also keimfreie, Massenkultur nötig sind. So wurden Airlift-, Blasensäulen- und Röhrenreaktoren unterschiedlichster Bauart entwickelt, die aber alle nur eine Kontrolle von verschiedenen Prozessparametern (pH-Wert, Temperatur, Durchmischung), mit untergeordneter Bedeutung, erlauben.
Die wichtigsten Faktoren sind jedoch Lichtverfügbarkeit und Lichtintensität. Ohne diese findet keine Biomasseproduktivität statt. Da die Lichtintensität mit steigendem Abstand zur Reaktoroberfläche abnimmt, trifft dies vor allem bei Kulturen mit hoher Zelldichte zu. In Photobioreaktoren sind Algenzellen an der Reaktoroberfläche hohen Lichtintensitäten ausgesetzt, die wiederum Photoinhibition, also eine Überbelichtung, bewirken können, während Algenzellen mit steigendem Abstand zur Reaktoroberfläche nur geringe Lichtintensitäten erhalten, die wachstumslimitierend sind. Da hohe Zellkonzentrationen wichtigster Parameter für eine wirtschaftliche Algenproduktion sind, muss die Zelle in optimal beleuchteter Reaktorzone gehalten werden. Dies erfolgt durch gezielten Transport, der mittels geeigneter Frequenzen die Zellen durch die unterschiedlichen Lichtzonen des Reaktors führt. Ziel ist eine homogene, optimale Lichtausnutzung des Reaktors. Somit hängt die Ausbeute der Biomasseproduktivität von einem lichtoptimalen Transport der Algenzellen ab.
1 Einleitung: Diese Einführung erläutert den Bedarf an alternativen Biokraftstoffen aufgrund steigender Rohölpreise und beschreibt das Ziel, das Innovationspotenzial von Algenkraftstoffen technisch zu bewerten.
2 Technische Realisierungsmöglichkeiten: Dieses Kapitel behandelt die biologischen Grundlagen der Algenarten sowie die technischen Herausforderungen bei der Massenproduktion und der Biodieselherstellung.
3 Innovationspotenzial: Hier erfolgt eine tiefgreifende Bewertung des Potenzials von Algenkraftstoffen anhand von Kriterien wie Vorteilhaftigkeit, Kompatibilität, Komplexität, Reifegrad sowie allgemeiner Innovationsmerkmale.
4 Persönliches Resümee: Das Kapitel fasst die zentralen Erkenntnisse der Untersuchung zusammen und stellt fest, dass Algen ein hohes Innovationspotenzial besitzen, jedoch weitere Forschung zur Optimierung der Kernprozesse erforderlich ist.
5 Literaturverzeichnis: Zusammenstellung der verwendeten Quellen aus Büchern, Fachzeitschriften, Internetquellen und sonstigen persönlichen Mitteilungen.
Biokraftstoff, Algen, Mikroalgen, Innovationspotenzial, Photobioreaktoren, Photosynthese, Biomasse, Biodiesel, Innovationsmerkmale, Prozessparameter, Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, technische Realisierung, CO2-Bilanz
Die Arbeit beschäftigt sich mit der technischen Analyse von Biokraftstoffen, die aus Mikroalgen gewonnen werden, und untersucht deren Eignung als innovative und ökologische Energiequelle.
Die Schwerpunkte liegen auf den technischen Produktionsmethoden, der Effizienz im Vergleich zu Biokraftstoffen der ersten Generation sowie einer theoretischen Bewertung des Innovationspotenzials.
Das Ziel ist die objektive Abschätzung des Innovationspotenzials von Biokraftstoff aus Algen unter Ausschluss einer wirtschaftlichen Detailbetrachtung.
Der Autor nutzt innovationsspezifische Einflussgrößen wie relative Vorteilhaftigkeit und Kompatibilität sowie das Modell der Innovationsmerkmale nach Norbert Thom.
Der Hauptteil gliedert sich in die technischen Rahmenbedingungen, wie Algenarten und Reaktordesigns, und eine analytische Bewertung, warum diese Technologie als Innovation betrachtet werden kann.
Die zentralen Begriffe sind Mikroalgen, Photobioreaktoren, Innovationsmanagement, Biomasseausbeute und technische Realisierungsmöglichkeit.
Sie konkurrieren nicht direkt mit Nahrungsmitteln, bieten höhere Biomasseerträge pro Hektar und weisen eine deutlich bessere CO2-Bilanz auf.
Die größte Hürde ist die Lichtsteuerung in Photobioreaktoren, um eine homogene Lichtausnutzung zu erreichen und die Zellen optimal durch verschiedene Lichtzonen zu transportieren.
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