Integrierte marine Aquakultur mit Mikroalgen

Versuchslabor mit Mikroalgenkulturen
Photobioreaktor mit Mikroalgen

DBU Projekt AZ 28173: Nährstoffrecycling in landbasierten marinen Kreislaufanlagen durch integrierte Produktion von Mikroalgenbiomasse

Moderne Kreislaufsysteme für die Produktion von Fischen haben einen Wasserbedarf von weniger als einem Prozent des Systemvolumens. Die Stoffströme gelöster und partikulärer Substanzen können weitgehend voneinander getrennt und gezielt einem Recycling zugeführt werden. Ein nächster, entscheidender Schritt ist die Integration photoautotropher Verfahren, um die gelösten Nährstoffe aus dem primären Kreislauf in einem ressourcenschonenden Verfahren zurückzugewinnen und durch die Erzeugung von zusätzlicher Biomasse die Energiebilanz des gesamten Verfahrens zu verbessern. Die Anzucht in geschlossenen Systemen (Photobioreaktoren) ist mit dem primären Kreislauf technisch kompatibel. Erste Versuche mit Mikroalgen-Photobioreaktoren waren grundsätzlich erfolgreich, müssen nun jedoch in ein zuverlässiges Verfahren umgesetzt werden.

 

Grundsätzlich zeigen Mikroalgen eine gegenüber terrestrischen Pflanzen höhere Produktionsleistung pro Flächeneinheit. Über ihre großes Oberflächen/Volumen-Verhältnis sind Mikroalgen für eine effektive Nährstoffaufnahme besonders geeignet.

 

Die Integration von Photobioreaktoren bedeutet nicht nur, dass biologische Prozesse Teil der Verfahrenstechnik werden, sondern auch, dass periodische Prozesse, die Aufnahme von Kohlendioxid und Nitrat durch Mikroalgen ist lichtabhängig, prozesstechnisch integriert werden müssen. Das wird über die numerische Modellbildung und Implementierung der Algorithmen in die Regelungstechnik erreicht werden.  Die produzierten Mikroalgen haben vielfältige und vielversprechende Anwendungen, sodass zusätzlich eine verbesserte Wertschöpfung aus kreislaufgeführten Aquakulturen erwartet werden kann.