Best-Practice-Beispiel -

CO2 aus der Rotweinproduktion für die Algenzucht nutzen, um Kosmetika und Nahrungsmittel herzustellen

Einleitung

Bei der Produktion von Rotwein entsteht Gärgas, das überwiegend aus CO2 besteht. Damit dieses nicht einfach emittiert wird, wird es aufgefangen und für die Algenzucht nutzbar gemacht. Mittels biotechnologischer Verfahren werden daraus Produkte für die Kosmetik- und Nahrungsmittelindustrie hergestellt.

Bioökonomie-Faktoren

  • Treibhausgasausstoß wird gesenkt: um 2.000 kg für die Testanlage (berechnet nach der Leistung der CO2 Verflüssigung)
  • Fossile Rohstoffe werden durch biobasierte Rohstoffe ersetzt.
    Verringerung des Verbrauchs fossiler Rohstoffe um: 40 - 59 % (geschätzt)
  • Nutzung biobasierter Rohstoffe
  • Nutzung CO2
  • Die Ressourceneffizienz wird durch Abfallvermeidung oder -verwertung gesteigert.
    Abfallvermeidung um: 40 - 59 % (geschätzt)
    Abfallverwertung um: 60 - 79 %
  • Schaffung zusätzlicher Wertschöpfung und Generieren neuer Arbeitsplätze
    Kosteneinsparungen um: 20 -29 %
    Schaffung neuer Arbeitsplätze: 2 - 5

Während der Weinproduktion fällt das Treibhausgas CO2 als Gärgas an. Um die CO2-Bilanz der Produktion zu verbessern, wurde daher ein System zur Nutzbarmachung des Gärgases entwickelt – biogenes Carbon Capture and Utilization (CCU). Dieses sieht die Angliederung einer Algenzucht vor. Die angegliederte Algenzucht steht unmittelbar neben dem Gelände der Weinproduktion. Das verflüssigte CO2 wird in Flaschenbündeln gelagert. Im Umlaufverfahren werden die Flaschenbündel an die Algenzucht transportiert und dort wieder gasifiziert und den Zuchtbecken zugeführt. Die Algen können dann zu hochwertigen Grundstoffen für Nahrungsmittel und Kosmetika verarbeitet werden. Um die geforderte Produktqualität zu erreichen, wurden neue Messverfahren (Sensor-Array) entwickelt, die Menge und Qualität des CO2 überwachen. Sowohl die CO2-Gewinnung als auch das Sensor-Array können automatisiert gesteuert werden. Damit wird zusätzlich zur Senkung des CO2-Ausstoßes auch die Optimierung der Weinqualität möglich. Durch die Algenproduktion kann zudem die wirtschaftliche Rentabilität der Weinproduktion gesteigert werden.

Für eine optimale Verwertung wird überschüssiges CO2, welches nicht für die Algenzucht genutzt werden kann, für weitere Prozesse der Weinproduktion verwendet (etwa zur Produktion von Perlwein oder zur Weinkühlung).

Wertschöpfungsstufe(n)

  • Verarbeitung von Rohstoffen zu Zwischenprodukten
  • Verarbeitung von Zwischenprodukten zu Verbraucherprodukten
  • Enabler: Prozessentwicklung
  • Enabler: Apparate- und Anlagenbau

Rohstoff/Ausgangsmaterial

  • Biomasse (unspezifisch)
  • Mikroalgen
  • Sonstige: Trauben

Anwendungsbereich des Endprodukts

  • Nahrungsmittel und Futtermittel
  • Getränke

Technologiereifegrad (TRL)

  • Demonstration eines System-Prototyps im realen Einsatz (TRL 7).

Derzeitige Produktionskapazität (Titel bitte leer lassen)

(Derzeitige) Produktionskapazität

  • Die Technikumsanlage ist ausgelegt auf eine Produktionskapazität von 15 kg flüssigem CO2/Stunde.
    Eine Großanlage an der gleichen Stelle kann bis zu 500 kg pro Stunde produzieren, diese Anlage ist aber noch nicht projektiert.

Details zur Wertschöpfungskette (Titel bitte leer lassen)

Details zur Wertschöpfungskette

Keine Angabe

Wesentliche Herausforderungen für die Umsetzung bzw. Skalierung der Produkte

Den Sprung für die Algenzucht von der Vorindustrie auf den industriellen Maßstab zu schaffen. Für die Weinbauunternehmen ist die begleitende Algenzucht ein neues Geschäftsfeld. Damit ein solches Geschäftsfeld ertragswirksam umgesetzt werden kann, benötigt es a) einfache und einfach zu bedienende Anlagen, b) einen garantierten Absatzweg für die produzierten Algen – ein solcher ist in Vorbereitung.

Förderungen

Das Pilotprojekt wird gefördert im Rahmen der EU aus Mitteln der CBE JU (Circular Based Economy - Joint Undertaking)

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