After explaining the specifications of the both feedstocks, at first bio-methane production via anaerobic digestion is discussed. Then, hydrothermal liquefaction is explained as second promissing option for biofuel processing from algal or waste biomass. Additionally biohydrogen production from algae is shortly explained.

Organic waste

Organic (wet) wastes cannot easily be used in thermochemical convertion processes with subsequent Fischer-Tropsch synthesis like described in the previous chapter (2.3). Reasons are high water contents, low heating values, pollutants, high salt, ash and heavy metal concentrations. These properties are causing problems like slagging, incomplete conversion and complications with ash removal. Therefore, usually organic wastes are converted in gasous fuels (e.g. bio-methane) via anaerobic treatment. Bio-methane can then also be liquefied (liquefied gas). A further promissing option for fuel production from wet organic waste is hydrothermal liquefaction.

Algal biomass

After extraction and concentration of the respective raw materials from the algae biomass they can be processed like described in the previous chapters. The following processing routs are possible.

Macroalgae are mostly used for biogas production because they do not accumulate considerable amounts of lipids like microalgae. But they accumulate considerable amounts of carbohydrates like glucose or galactose macroalgae that can be converted into bioethanol or biobutanol via hydrolysis followed by fermentation.

Microalgae are more suitable for biodiesel

production because of their lipid accumulation capacity. For example fatty acid methyl ester (FAME) biodiesel or hydrocarbon-based renewable diesel can be derived from extracted algal lipids (see chapter 2.2).

Alternatively microalgae can be biochemically converted into biogas through anaerobic digestion (AD). Microalgae have a high energy content and low ash contents (<10%) which is advantagous for AD. Just their often low C:N ratio may make the process challenging. Subsequently, the biogas can be converted into liquid fuel via FT-synthesis (see chapter 2.3.2). Further they can be converted into bioethanol (general process see chapter 2.1), but this pathway is less investigated

).

Biomasse aus Algen

Nach der Extraktion und Aufkonzentrierung der jeweiligen Rohstoffe aus der Algenbiomasse können diese wie in den vorherigen Kapiteln beschrieben verarbeitet werden. Die folgenden Verarbeitungswege sind möglich.

Makroalgen werden meist für die Biogasproduktion verwendet, da sie keine nennenswerten Mengen an Lipiden wie Mikroalgen anreichern. Sie akkumulieren jedoch beträchtliche Mengen an Kohlenhydraten wie Glukose oder Galaktose Makroalgen, die durch Hydrolyse und anschließende Fermentation in Bioethanol oder Biobutanol umgewandelt werden können.

Mikroalgen sind aufgrund ihrer Fähigkeit zur Lipidanreicherung besser für die Biodieselproduktion geeignet. Zum Beispiel können Fettsäuremethylester (FAME) Biodiesel oder erneuerbarer Diesel auf Kohlenwasserstoffbasis aus extrahierten Algenlipiden gewonnen werden (siehe Kapitel 2.2).

Alternativ können Mikroalgen durch anaerobe Vergärung (AD) biochemisch in Biogas umgewandelt werden. Mikroalgen haben einen hohen Energiegehalt und niedrige Aschegehalte (<10%), was für AD vorteilhaft ist. Nur ihr oft niedriges C:N-Verhältnis kann den Prozess herausfordernd machen. Anschließend kann das Biogas über die FT-Synthese in flüssigen Kraftstoff umgewandelt werden (siehe Kapitel 2.3.2). Weiterhin können sie in Bioethanol umgewandelt werden (allgemeiner Prozess siehe Kapitel 2.1), aber dieser Weg ist weniger untersucht.