Weltpremiere: Energie aus Algen-Bioreaktor-Fassade

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Algenreaktor von SSC GmbH / BIQ

In Hamburg Wilhelmsburg feiert ein innovatives Gebäudekonzept Weltpremiere. Algen in Photobioreaktoren an der Fassade liefern Energie und Wärme für den Betrieb des Hauses.

Mikroalgen zur Energiegewinnung wird ein großes Potenzial zugeschrieben. In speziellen Bioreaktoren vermehren sich die drei bis fünf Mikrometer kleinen Einzeller sehr schnell und können große Mengen Energie erzeugen. Aus Algenbiomasse lässt sich Synthesegas und daraus Methan gewinnen. Im Rahmen der internationalen Bauausstellung (IBA) Hamburg wurde nun der Grundstein gelegt für BIQ, das weltweit erste Gebäude mit integrierter Bioreaktorfassade. In Glaselementen werden Mikroalgen gezüchtet, die unter Sonneneinstrahlung und unter Zugabe von CO2 und Flüssignährstoffen Biomasse und Wärme für die Beheizung der Innenräume liefern. Die Algenfassade ist weltweit die erste ihrer Art. Die Investoren Otto Wulff Bauunternehmung GmbH und SSC Strategic Science Consult GmbH präsentieren damit ein Konzept zur intelligenten Verknüpfung von Wohnungsbau mit Biomaterialien.

Wie funktionierte die Bioreaktorfassade?

Die Algen in den an den Hauswänden installierten Bioreaktoren wandeln durch Photosynthese energieärmere Stoffe in energiereiche Biomasse um. Auf der sonnenzugewandten Vorderseite des Hauses sind lichtdurchlässige, plattenförmige Kollektoren installiert. In Hohlräumen zirkuliert für die Algenzucht notwendiges Kulturmedium. Die Kollektorelemente sind drei Meter hoch und 60 Zentimeter breit und zu Clustern zusammengeschaltet. Über einen Wasserkreislauf werden die Algen kontinuierlich mit Nährstoffen und CO2 versorgt. Große Luftblasen wirbeln das Wasser auf. Geerntet werden die Algen in einem Technikraum im Inneren des BIQ. Die breiige Algenbiomasse wird dann in einer externen Biogasanlage in Biogas umgewandelt. Die Umsetzung zu Methan erfolgt mit einem Wirkungsgrad von 70 bis 80 Prozent. Zum Vergleich: Mit Braun- und Steinkohlekraftwerken lassen sich trotz modernster Technologie nur maximal 50 Prozent Effizienz erreichen.

Visualisierung BIQ-großDie „lebende Biohaut“ übernimmt zusätzlich multifunktionale Aufgaben. Die Bioreaktoren dienen der Lichtsteuerung und Beschattung, isolieren Wärme und Kälte und bieten Schallschutz. Das von den Algen nicht genutzte Licht wird von der Fassade absorbiert, dadurch wird wie in einer Solarthermieanlage Wärme produziert, die direkt für die Warmwasserbereitstellung und die Heizungsanlage verwendet oder im Erdboden zwischengespeichert werden kann.

Breites Anwendungspotenzial

Die Bioreaktorfassade eignet sich für die Anwendung an unterschiedlichsten Gebäudetypen, insbesondere großflächigen Industrie- und Gewerbebauten. Anfallendes CO2 kann dort gleich durch die Mikroalgen abgebaut werden. Auch Hochhäuser, einfache Wohngebäude oder Bauten der öffentlichen Infrastruktur wie Flughäfen oder Bahnhöfe können mit der Lebendfassade überzogen werden. Im Wohnungsbau kann das Bioreaktorkonzept bei der Realisierung von Plusenergiehäusern helfen. Bestehende Gebäude lassen sich im Rahmen von Sanierungsmaßnahmen gestalterisch aufgewertet. Am Grünton der Fassade ist die Produktionsrate der Algen, und damit die CO2-Aufnahme ersichtlich. Das setzt interessante farbliche Akzente und kann zugleich Imageaufwertend sein, versinnbildlicht es doch sichtbar die CO2-Bindung und damit die Bemühungen um ein klimaverträgliches Auftreten.

Das kubische, fünfgeschossige Passivhaus BIQ in Hamburg Wilhelmsburg nach einem Entwurf von Splitterwerk Architekten aus Graz hat zwei unterschiedliche Fassaden. An der Südwest- und Südostseite sind Glaspaneele für die Algenzucht angebracht, während die Nordwest- und Nordostfassade eine Putzfassade einnimmt. Im Haus wurde das Konzept schaltbarer Räume, also nutzungsflexiblen Wohnens weiterentwickelt. Die Räume sind nicht miteinander verschränkt, Funktionen oder ganze Bestandteile lassen sich on demand zu- oder wegschalten. BIQ ist zudem ein Smart Material House, das heißt es werden Materialen verwendet die sich, im Unterschied zu herkömmlichen Baustoffen, nicht statisch sondern dynamisch verhalten. Die Bauausstellung (IBA) Hamburg will Antworten darauf geben, wie Menschen im 21. wohnen und leben. Integriert in den Park der Internationalen Gartenschau igs 2013, entstehen insgesamt vier Wohnungsbaumodelle für die Zukunft der Metropole.

Josephin Lehnert

 

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