Zeitschrift für Erdöl- und Umweltbiotechnologie

Abstrakt

Neue Wege der Bioenergieproduktion aus Pflanzen: Grüne Alternativen zum Erdöl

Chandrashekhar P. Joshi und Akula Nookaraju

Die Erschöpfung der fossilen Brennstoffreserven und der steigende Energiebedarf haben eine erneute Suche nach alternativen Energiequellen wie Pflanzen und Algen erforderlich gemacht. Die Biokraftstoffe der ersten Generation wurden aus Stärke und Zucker (Bioethanol) und aus Samenölen (Biodiesel) hergestellt. Diese wurden jedoch bald mit Problemen wie der Konkurrenz zur Nahrungsmittelversorgung, erheblichen Landnutzungsänderungen und vielen anderen ethischen Problemen in Verbindung gebracht. Die Herstellung von Biokraftstoffen der zweiten Generation aus lignozellulosehaltigen Materialien aus Gräsern und Bäumen erfordert aufwendige Technologien, die umfangreiche Vorbehandlungen und teure zellulolytische Enzyme beinhalten, was die hohen Kosten von Bioethanol der zweiten Generation weiter erhöht. In jüngster Zeit haben Biokraftstoffe der dritten Generation aus Mikroalgen aufgrund ihres schnellen Wachstums, ihrer hohen Fähigkeit zur CO2-Fixierung und ihrer hohen Produktionskapazität die Aufmerksamkeit von Pflanzenbiologen und Industriellen auf sich gezogen. Jetzt zeichnet sich auch eine vielversprechende vierte Generation von Biokraftstoffen am Horizont ab, die die Stoffwechseltechnik von Pflanzen und Algen mit Eigenschaften wie hohem Biomasseertrag, verbesserter Rohstoffqualität und hoher CO2-Fixierung beinhaltet. Verschiedene neuartige Verfahren wie Vergasung, Pyrolyse und Torrefizierung werden ebenfalls verfolgt, um den Gesamtenergieertrag aus Pflanzenbiomasse zu verbessern. Aktuelle Untersuchungen im Bereich Biokraftstoffe zielen auf die Entwicklung von Pflanzen mit verbesserter Rohstoffqualität, die Entwicklung rekombinanter Enzyme für einen schnellen Zellwandabbau, die Verbesserung der Kapazität von Mikroorganismen für eine effiziente Fermentation und die Entdeckung neuartiger Methoden zur effizienten Nutzung von Pflanzen und Algen zur Herstellung von Biokraftstoffen ab.