Die erneuerbaren Energien - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 168

Abb. 6.11 Die Fotosynthe-
seraten in Abhängigkeit von
dem Kohlendioxidgehalt der
Erdatmosphäre ( a )undvon
der Lichtintensität ( b ). Die
Fotosyntheserate lässt sich er-
höhen, wenn das Licht nicht
kontinuierlich, sondern gepulst
eingestrahlt wird

a b

gepulst

kontinuierlich

CO −Gehalt
2

Lichtintensität

oder das Erdöl, wobei letzteres durch ersteres ersetzt werden muss, wenn die Erdölquellen
in Zukunt versiegen werden. In diesem Sinn verstehen wir unter den Abfällen alle orga-
nischen und anorganischen Reststoffe, die am Ende einer Versorgungskette entstehen, an
derem Anfang die Biomasse oder Produkte der Petrochemie standen. Zu letzteren zählen
z.B. Kunststoffe, die ebenfalls Träger von chemischer Energie sind.
Zunächst aber wollen wir uns die physikalischen Grundlagen der Fotosynthese an-
schauen. Mithilfe der Fotosynthese wird die Solarenergie in chemische Energie umgewan-
delt, die in der Biomasse gespeichert ist. Dieser Prozess ist auch verantwortlich für die
Schaffungder fossilbiogenenEnergieträger ,dienichtsanderessindalsdieüberMillionen
von Jahren gespeicherte Biomasse. Die Fotosynthese war und ist für uns immer noch der
wichtigste Energiewandlungsprozess überhaupt. Trotzdem sind bis heute nicht alle Einzel-
heiten dieses Prozesses, der in den Pflanzen abläut, verstanden.
Prinzipiell werden zur Fotosynthese die Moleküle Wasser (H O) und Kohlendioxid
(CO ) benötigt, die sich unter dem Einfluss des Lichts in Kohlenwasserstoffe und Sauer-
stoffmoleküle verwandeln. Dabei wirkt das Chlorophyll in den Pflanzen als Katalysator ,
der auch dafür verantwortlich ist, dass die Anzahl n der Kohlenstoffatome in den Kohlen-
wasserstoffen größer als eins wird:

n H O+ n CO + xW Photon →(CH O) n + n O . (6.21)

Zum Beispiel entsteht für n = die Glukose C H O und gleichzeitig werden 6 Sauer-
stoffmoleküle (O ) von der Pflanze freigesetzt. Die Energie des Lichts ist gequantelt,

hc
λ ,

W Photon = hν = (6.22)

wobei ν die Frequenz des Lichts ist. Dass damit nicht alle Bedingungen für die Erzeugung
von Biomasse genannt sind, erkennt man schon daran, dass Pflanzen zur Durchführung
der Fotosynthese auch Phosphor (P) und Stickstoff (N) benötigen, die ihnen im Dünger
zugeführt werden.
Nach ( 6.21 ) sieht es so aus, als ob Pflanzen beliebige Mengen des Kohlendioxids in Koh-
lenwasserstoffe und Sauerstoff verwandeln könnten. Sie wären dann ideal geeignet, um