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Photosynthese

COPYRIGHT TEXT & BILDER: Michael Bockhorst

vereinfachend die Synthese von Kohlendioxid (CO2) und Wasser zum unter Lichteinwirkung zu ,,Pflanzenmaterial`` - dabei wird Sauerstoff freigegeben. Dieser Prozeß verschafft Pflanzen energetische und ,,strukturelle`` Nahrung, die sie zu ihrem Wachstum und zu ihrer Fortpflanzung benötigen. Nachts, wenn kein Licht vorhanden ist, verbrauchen Pflanzen in der Bilanz Sauerstoff, tagsüber produzieren sie ihn in der Bilanz.

Allerdings erzeugen Pflanzen unter dem Strich mehr Sauerstoff, als sie verbrauchen und in stellen mehr gebundene chemische Energie her, als sie zum Eigenbedarf benötigen. Sie werden in der Biologie daher auch als Produzenten bezeichnet, im Gegensatz zu den tierischen Lebewesen, zu denen auch der Mensch in biologischer Hinsicht gerechnet werden muß, die als Konsumenten bezeichnet werden. Diese Konsumenten leben allesamt - teilweise über eine längere Nahrungskette, teilweise direkt - von dem, was Pflanzen produzieren.

Zur Gewinnung verwertbarer chemischer Energie wird die Photosynthese indirekt seit vielen Jahrtausenden von den Menschen genutzt, indem sie Holz und andere Biomassearten zum Kochen und Heizen verbrennen.

In neuerer Zeit werden weitere Möglichkeiten der Biomasse-Nutzung erwogenund teilweise schon durchgeführt, z.B. die Nutzung als Biogas, Rapsölprodukte oder Bioethanol, bei der die ursprüngliche Biomasse in von Maschinen besser verwertbare Stoffe umgesetzt wird.

Die Photosynthese ist allerdings ein vielschrittiger Prozeß von hoher Komplexität, dessen detaillierte Aufklärung sich über viele Jahrzehnte hingezogen hat und immer noch nicht abgeschlossen ist.

Eine weitere Nutzungsmöglichkeit könnte durch die Modellierung des Photosyntheseprozesses mit hohem Wirkungsgrad über chemische oder mikrobiologische Prozeßketten eröffnet werden: Eine direkte Herstellung vom Menschen nutzbarer chemischer Energieträger über Photosynthese aus Sonnenenergie wäre ein Traumziel, welches sicher noch in weiter Ferne liegt. Der Vorteil einer solchen Lösung im Vergleich zur Stromerzeugung über Sonnenenergie läge darin, daß die so gewonnenen Energieträger - wie vielleicht Ethanol - problemlos gespeichert und transportiert werden könnten und nicht mehr erst über einen industriellen Prozeß aus der Rohbiomasse erzeugt werden müßten.

Eine Umwandlung der Sonnenenergie in energiereiche, direkt nutzbare Endenergieträger über solche mikrobiologische Prozeßketten läßt eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades von Sonnenlichteinstrahlung bis hin zum Endenergieträger erhoffen. Damit würde der Flächenbedarf reduziert.

Ein Zwischenschritt könnte die Nutzung von Mikroalgen sein. Wenn es gelingt, Mikroalgen in kontrollierten Umgebungen zur Produktion direkt verwertbarer oder leicht konvertierbarer Bioenergieträger zu bringen, ist eine Energieproduktion mit bis zu 10 Prozent Energieeffizienz möglich. Damit wäre dieser Herstellungsweg biogener Energieträger um den Faktor 20-40 effizienter als die Verwendung von Landpflanzen.


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