Koolstofdioxide gebruiken als voedsel voor een klimaatsysteem? Bizar? Nee, een logisch gevolg van een continue zoektocht naar duurzaamheid. We weten al jaren dat systemen die zonwerend en lichtregulerend een bijdrage kunnen leveren aan het terugdringen van het energieverbruik van een gebouw. Hoe mooi zou het zijn als we diezelfde systemen ook nog kunnen voorzien van eigenschappen waarmee we in de resterende energiebehoefte van het gebouw kunnen voorzien? Colt International, Arup en SSC (Strategic Science Consult) ontwikkelden samen een techniek waarbij micro-algen worden toegepast in een zogenaamde bio-adaptieve façade.

Colt heeft op de Material Xperience 2013 van 4-9 februari in de Jaarbeurs in Utrecht een model van de bioreactor opgesteld. Bovendien zal vandaag om 13.00 uur Jan Wurm van Arup Berlin hierover een lezing geven: The Algae energy generating façade (Engelstalig).

Op dit moment wordt in Hamburg het eerste (wereldwijd) huis gebouwd dat zichzelf van energie voorziet: het BIQ, dat gepresenteerd wordt op de Internationale Bauaustellung (IBA) 2013. Daarbij wordt een façade met glazen zonwerende panelen, gevuld met micro-algen, waarmee duurzaam energie opgewekt wordt.

Micro-algen techniek
Zonne-energie, opgeslagen in Biomassa, heeft als voordeel dat er vrijwel geen energie verloren gaat door de opslag. Biomassa heeft een vaste vorm (brandhout, houtpellets), vloeibare (biodiesel) of gasvorm (biogas). Bio-energie is een vorm van duurzame energie die in de toekomst een steeds groter aandeel in het totale energieverbruik zal innemen. Niet in de laatste plaats omdat de energetische waarde van biomassa CO₂-neutraal is.

Net als alle planten gebruiken algen zonlicht als energiebron en in combinatie met het toevoegen van CO₂ en voedingsstoffen (stikstof en fosfor) wordt de aanmaak van biomassa gestimuleerd (groei). Dit proces van fotosynthese werkt bij algen uiterst efficiënt omdat algen eencellig zijn en in iedere cel fotosynthese plaatsvindt. Onder de juiste omstandigheden groeien algen uitstekend onder invloed van de zon. Micro-algen kunnen in bio-reactoren gekweekt worden.

Bio-adaptieve façade
Het algenhuis BIQ is het eerste huis met een bioreactor façade. In de glazen panelen aan de zuidwest en zuidoostgevel worden micro-algen gekweekt die biomassa en warmte produceren. De glaspanelen gevuld met microalgen vormen niet alleen een ideaal zonweringsysteem, maar meer zonlicht betekent ook meer algen, meer fotosynthese, meer schaduwwerking! Daarbij wordt een deel van de biomassa omgezet in biogas (methaan, hoogwaardige energie). Met behulp van een wisselaar kan de thermische warmte van de vloeistof in het systeem direct worden gebruikt of opgeslagen. Beide duurzame energiebronnen worden gebruikt om in de energiebehoefte van een gebouw te voorzien.

De bioreactor zelf bestaat uit een transparant, hol, paneel dat als houder voor de algenkultuur dient. De reactoren zijn 2,60 meter hoog, 70 centimeter breed en ca. 2 centimeter dik. De holle ruimte bevat zo’n 24 liter “kweekmedium” waarin de algen verblijven. Iedere bioreactor heeft een eigen toevoer en afvoer, alle reactoren kunnen met elkaar verbonden worden in een circulerend systeem.

Duurzaam bouwen
Voor wie duurzaam bouwen belangrijk vindt, zijn de eigenschappen van een gevel met bioreactoren, gevuld met micro-algen, zeer waardevol:

• in de biomassa wordt CO₂ opgeslagen
• de biomassa kan omgezet worden in Mehaan (biogas) of waterstof als duurzame energiebron
• zoals bij een zonnecollector kan ook hiermee warmte gewonnen worden die in het gebouw gebruikt kan worden
• de bioreactoren kunnen als multifunctioneel gevelelement ook dienen voor lichtwering, warmte/koude wering en geluiddemping
• de bioreactoren kunnen voor natuurlijke ventilatiesystemen in een gebouw geplaatst worden als afsluitsectie.  

Blikvanger
De eisen aan de bioreactoren zijn hoog. Zowel op functioneel gebied als esthetisch. De panelen moeten zodanig geïnstalleerd worden dat maximaal van het zonlicht gebruik gemaakt kan worden. Dat betekent dus aan de buitenzijde van het gebouw. Hiermee zijn de bioreactoren gelijkertijd ook de blikvanger van het gebouw. Door kanalen wordt continu CO₂ in de reactor ingebracht om de groei van de algen te bevorderen. Doordat duidelijk zichtbaar is hoe dit gas naar boven stroomt en de algenkultuur in beweging zet, geeft dit een extra optische dimensie aan de reactoren  

Bron: Colt