(57)【要約】  本発明は、請求項１及び１１の上位概念部に記載された、光合成を利用して排気、特にＣＯ2を処理する方法並びに装置に関する。この場合特定の場所において、エネルギ発生又は燃料の調製によって発生するＣＯ2量を、その場所の近くで補償もしくは相殺するために、本発明によれば、ＣＯ2源として、燃焼プロセス又は化学的プロセスから発生した排気が働き、この排気を直接、又は圧力下で水中に、水中に溶けた炭酸を形成させながら、少なくとも部分的に閉鎖されたシステム内に導入し、該システム内において、光合成活性の成長の早いバイオマスを栽培し、該バイオマスを周期的に収穫し、残ったバイオマスからさらなるバイオマスを、自動的に繁殖させる。
2012504942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生態系に負担をかけずに生物を用いてＣＯ2を炭素と酸素とに分解する方法であって、
ＣＯ2源として、燃焼プロセス又は化学的プロセスから発生した排気が働き、この排気を直接、又は圧力下で水中に、水中に溶けた炭酸を形成させながら、少なくとも部分的に閉鎖されたシステム内に導入し、該システム内において、光合成活性の成長の早いバイオマスを栽培し、該バイオマスを周期的に収穫し、残ったバイオマスからさらなるバイオマスを、自動的に繁殖させるか、又は周期的に補充することを特徴とする、ＣＯ2を炭素と酸素とに分解する方法。
【請求項２】
収穫されたバイオマスの少なくとも一部を、エネルギ獲得（バイオガス、乾燥燃料、バイオエタノール、バイオディーゼル）のために、排気を発生するエネルギ獲得プロセス内に再循環させる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
排気によって富化された炭酸含有水を、バイオマスへの給水のために必要に応じて調整して供給し、この際に供給側における充填レベルを監視して、バイオマスによって吸収及び代謝されたのと正確に同じ量の調製された水を補充する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
バイオマスの少なくとも一部が、浅い槽において、導入された前記調製された水の上に浮いているアオウキクサから成っている、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
バイオマスの少なくとも一部が、浅い槽において、導入された前記調製された水の上に浮いている小麦、又はそれに類した穀類から成っている、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
バイオマスの少なくとも一部が、浅い槽において、導入された前記調製された水の上に浮いているクレソンから成っている、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
バイオマスの収穫は、面積を制限された各槽において増殖したバイオマスの個体数が、所定の成長時間後に、槽の低くなった縁部を越えて過剰のバイオマスが側部から落下するように、行われ、落下したバイオマスはコントロールされて搬送装置上に落ちて、後続の処理のために搬送される、請求項４から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
光合成のための十分な採光を保証しながら、槽は複数の層を成して互いに上下に配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
昼光を人工的に延長するために、暗い時に、植物に光、特にＵＶ光を供給する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
調製された富炭酸な水を撒くことに加えて又は撒く代わりに、このような水を低温霧充満法で、少なくとも部分的に閉された前記システム内に導入する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
地下に導入された又は地下において発生した排気又はＣＯ2をそこで捕集して、バイオマスによって満たされた人工的に照明された容器内に、光合成を利用したＣＯ2の代謝を目的として導入することによって、前記方法を、地下で坑道又は洞窟において使用する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法を実施するための、生物を用いてＣＯ2を炭素と酸素とに分解する装置であって、
部分的に閉鎖されたシステムが、複数の階層から成る温室として形成されていて、該温室内に成長の早い光合成活性のバイオマスが、浅い容器において栽培されており、ＣＯ2源として燃焼プロセス又は化学的プロセスから発生した排気が働き、該排気は蓄圧器を用いて水中に送り込まれ、これにより炭酸含有水が形成され、該炭酸含有水は、バイオマスによって吸収された水量だけ、調整装置を介して浅い容器に供給されることを特徴とする、ＣＯ2を炭素と酸素とに分解する装置。
【請求項１３】
各階層の層は、改善された均一な光供給のために、少なくとも部分的に互いにずらされて配置されている、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
部分的に閉鎖されたシステムは、単数又は複数の弁装置又はフラップ装置を有していて、該弁装置又はフラップ装置を介して過剰の気体、つまり酸素と、代謝されなかった気体は、制御されて排出されることができる、請求項１２又は１３記載の装置。
【請求項１５】
屋根及び／又はすべての側壁がピラミッド又はピラミッド形状の部材として形成されている、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
夜間でも光、特にＵＶ光を供給するために、付加的な照明装置が設けられている、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
照明装置は、ソーラパワー又は残留熱利用によって獲得された電流をチャージされた蓄電池から、給電されている、請求項１２から１６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１８】
部分的に閉鎖されたシステムは、運搬可能なコンテナとして形成されていて、該コンテナは、少なくとも屋根側において光透過性の、特にＵＶ光透過性の材料から成っている、請求項１２から１７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１９】
コンテナ又は少なくとも光透過性の壁及び天井構成部分は、折り畳み可能な輸送コンテナとして該コンテナを運搬するために折り畳み可能であり、現場において規定通りの使用のために再び展開可能である、請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
エネルギ発生装置又はバイオガス発生装置又はバイオエタノール発生装置及び蓄圧器はそれぞれ、運搬可能なコンテナ内に収容されている、請求項１８又は１９記載の装置。
【請求項２１】
部分的に閉鎖されたシステムは、光透過性、特にＵＶ光透過性の定置の空間内に、可動の又は定置の温室として配置されている、請求項１２から１９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２２】
部分的に閉鎖されたシステム、つまり装置は、野外の地面を掘られた窪地に設置されていて、上から、光透過性、特にＵＶ光透過性の屋根、又は光透過性、特にＵＶ光透過性のシートによって被われている、請求項１２から１９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２３】
屋根はピラミッド形状に形成されている、請求項１２から１９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２４】
装置はＣＯ2又はＣＯ2含有の排気を処分するために、洞窟又は坑道に配置されている、請求項１２から２３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２５】
層は、軸線を中心にして回転可能な横断面多角形の部材として形成されていて、開放可能であり、かつ例えばアオウキクサであるバイオマスは、スクレーパによって採取可能である、請求項１２から２４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２６】
槽は内部に、光センサを備えていて、該光センサによって、バイオマスもしくはアオウキクサによって槽の表面が被われたことが検出可能であり、かつ収穫が開始可能である、請求項１２から２４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２７】
装置は、植物槽又は植物容器（５）を備えた温室（４）を有していて、該植物槽又は植物容器（５）ではバイオマスとして水生植物又は沼沢植物が栽培されており、水供給のために、温泉水（９）及び／又は工場排水（２）及び／又は清澄水（２）及び／又は坑内水（９）を供給する供給装置が設けられている、請求項１から２６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２８】
植物槽又は植物容器（５）は、多数の階層において棚システム又はラックシステムに配置されている、請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
温室（４）は、ガラス又は光透過性のシートを備えた中空の工場建物又は中空の高層建築物又は発電所の中空の冷却塔又は中空の貯水塔から成っている、請求項２７又は２８記載の装置。
【請求項３０】
温室（４）は、ガラス又は光透過性のシートを備えた円筒形の建物又は横断面多角形の建物から成っていて、風力発電所（１０）の塔（１１）を取り囲んでいる、請求項２７又は２８記載の装置。
【請求項３１】
装置は、熱源又は工場設備又は下水処理場又は坑道の直ぐ近くに配置されている、請求項２７記載の装置。
【請求項３２】
温室（４）は、ピラミッドとして又はピラミッド形状の建物として又は直方体として形成されている、請求項２７又は２８記載の装置。
【請求項３３】
バイオマスを自動的に収穫するために、スライドエレメント、又は「エアーブルーム」と呼ばれる空気ノズル装置が設けられており、該スライドエレメント又は空気ノズル装置は、槽又は植物容器からバイオマスを掻き取るもしくはすくい取る又は所望の圧力空気供給によって排出させて、バイオマスを搬送装置（７）に供給する、請求項１から３２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３４】
装置は、バイオガス発生装置又はバイオエタノール発生装置又は水素製造装置を有しており、該発生装置又は製造装置において、収穫されたバイオマスからエネルギ源もしくは燃料を生ぜしめることができ、排気及び／又は廃水及び／又は廃熱が再び温室（４）に戻し可能である、請求項１から３３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３５】
バイオガス発生装置又はバイオエタノール発生装置は、バイオマスを栽培する装置に直に組み込まれているか又は配設されている、請求項１から３４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３６】
バイオガス発生装置及び／又はバイオエタノール発生装置の排気は、バイオマスへの富ＣＯ2の空気施肥に加えて、排気戻し部を介して温室内に導入可能である、請求項３４又は３５記載の装置。
【請求項３７】
温室（４）の内部に単数又は複数の魚の養殖槽が配置されており、該養殖槽内に、最初に植物槽又は植物容器を通して導かれた水／廃水が、又はその逆に、供給可能である、請求項１から３６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３８】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法及び／又は請求項１２から３７までのいずれか１項記載の装置の使用であって、該方法又は装置が、下水処理設備の下水処理槽を運転するために使用されることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法及び／又は請求項１２から３７までのいずれか１項記載の装置の使用。
【請求項３９】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法及び／又は請求項１２から３７までのいずれか１項記載の装置の使用であって、該方法及び／又は装置が、坑道特に炭坑からのＣＯ2除去のために使用され、この場合発生するＣＯ2含有の排気が集められ、水中に、炭酸を形成しながら圧力下で混入され、そして炭酸含有水が施肥のために使用されることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法及び／又は請求項１２から３７までのいずれか１項記載の装置の使用。
【請求項４０】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法及び／又は請求項１２から３７までのいずれか１項記載の装置の使用であって、該方法及び／又は装置が、住宅用建物の暖房設備におけるＣＯ2含有の排気の発生時に使用され、この際に排気は圧力を加えられてかつ炭酸含有水が形成されるように水中に混入され、炭酸含有水は圧力管路を介して別の使用のために排出されることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法及び／又は請求項１２から３７までのいずれか１項記載の装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１及び１２の上位概念部に記載された、光合成を利用して排ガス、特にＣＯ2を処理する方法及び装置に関する。
【０００２】
エネルギ発生時におけるＣＯ2含有の排気を相殺するために、排出権が取引される、もしくは排出権の取引が望まれている。このことを考えた場合、世界的な規模で把握される放出源、例えば石炭による火力発電所は、エネルギ発生源の環境基準に関して、ＣＯ2ニュートラルなエネルギを生ぜしめる、例えば風力発電所やバイオマス発電所とは真逆である。全体として、生ぜしめられる電流の２５％を２０２０年までに再生エネルギから形成することが望まれている。言い換えれば、世界のどこかで生ぜしめられたＣＯ2は、大気によって運搬されねばならず、これによってＣＯ2は別の所で再生され、つまりバイオマスによって再び代謝されることができる。
【０００３】
このことは世界的な総数においては正しい。しかしながらより正確に考察すると、大気が、放出されたＣＯ2を運搬しなくてはならないことは明らかである。つまり大気はこの相殺されるＣＯ2考察においても負荷をかけられ、つまり少なくとも運搬のために大気は汚染される。そしてこのことは環境に対してネガティブな影響を与えることになる。
【０００４】
ＣＯ2含有の気体を肥料として植物栽培場に導入する方法及び装置が公知である。この場合ＣＯ2は土壌導入によって、植物生育を極度に高める作用を有していることが示されている。温室においてＣＯ2又はＣＯ2含有の気体によって空気施肥を行うことも公知であり、これも成長促進作用を有している。
【０００５】
また大量のＣＯ2が他のプロセスにおいて、例えばエネルギ発生の前段階において発生することも、同様に確認されている。さらにこれは、再生可能なエネルギの周辺においても認められる。バイオガスを利用する場合、一方では、バイオガスを５０〜５５％の比較的低いメタン含有量で燃焼させ、これによってエネルギを獲得することができる。他方では、バイオマスを何回も後処理すること、つまりメタン量を増やす（aufmethanisieren）ことが、技術的に益々重要になっている。すなわち５０％の本来のメタン含有量は、９６％にまで高められる。そのために公知の方法は使用される。
【０００６】
本来のバイオガスにおいて残留ガスはその多くの部分がＣＯ2から成っているので、残留ガスはもちろんメタン化の際に、つまりバイオガスを調製する場合に大量に発生する。このようにして調製されたバイオガスは最終的に確かに９６％のメタン値を有しており、つまり天然ガスと同じ品質を有しているが、しかしながらこのようなメタン値を得るまでに上記のようにＣＯ2が発生する。
【０００７】
別の観点としては、肥料価格の高騰傾向が挙げられる。エネルギ発生のためのバイオマス栽培に関して、肥料価格の高騰によって、バイオマス植物のいわゆるエネルギ栽培の価格を上昇させるコストが高くなる。
【０００８】
ＷＯ／２００７／０１２３１３に基づいて公知の温室では、複数の階層が設けられている。この公知の構成では、下側の階層にいわゆる苗代面が設けられていて、これらの苗代面には若い植物が植えられる。そして後で、成長した若い植物は上の階層へと移動させられる。新しい植物の植え付けに関しては、このことは有利であるが、他の使用例のためには適切ではない。なぜならば、階層の移動又は置き換えは機能の点でもエネルギの点においても多くの手間及び高いコストを要するからである。
【０００９】
上に述べた公知のコンセプトは、温室における最適化された成長条件に対して適用されている。しかしながらこの場合個々の処理方法は、最終結果において最適化されたＣＯ2除去を達成するということを問題にした場合に、役に立たないもしくは使用不能である。
【００１０】
ゆえに本発明の課題は、特定のある場所においてエネルギ発生によって又はエネルギ源もしくは燃料の調製によって発生するＣＯ2量を、その場所の近くで補償もしくは相殺することができる方法及び装置を提供することである。
【００１１】
この課題を解決するために本発明の方法では、請求項１記載のように、すなわち、生態系に負担をかけずに生物を用いてＣＯ2を炭素と酸素とに分解する方法において、ＣＯ2源として、燃焼プロセス又は化学的プロセスから発生した排気が働き、この排気を直接、又は圧力下で水中に、水中に溶けた炭酸を形成させながら、少なくとも部分的に閉鎖されたシステム内に導入し、該システム内において、光合成活性の成長の早いバイオマスを栽培し、該バイオマスを周期的に収穫し、残ったバイオマスからさらなるバイオマスを、自動的に繁殖させるか、又は周期的に補充するようにした。
【００１２】
本発明による方法の別の有利な形態は、従属請求項である請求項２〜１１に記載されている。
【００１３】
また前記課題を解決するために本発明の装置では、請求項１２記載のように、すなわち、生物を用いてＣＯ2を炭素と酸素とに分解する装置において、部分的に閉鎖されたシステムが、複数の階層から成る温室として形成されていて、該温室内に成長の早い光合成活性のバイオマスが、浅い容器において栽培されており、ＣＯ2源として燃焼プロセス又は化学的プロセスから発生した排気が働き、該排気は蓄圧器を用いて水中に送り込まれ、これにより炭酸含有水が形成され、該炭酸含有水は、バイオマスによって吸収された水量だけ、調整装置を介して浅い容器に供給されるようにした。
【００１４】
本発明による装置の別の構成は、その他の従属請求項に記載されている。
【００１５】
本発明による方法の有利な形態では、収穫されたバイオマスの少なくとも一部を、エネルギ獲得（バイオガス、乾燥燃料、バイオエタノール、バイオディーゼル）のために、排気を発生するエネルギ獲得プロセス内に再循環させる。これによって閉鎖された物質サイクルが生じ、しかもこの物質サイクルは、エネルギ発生時に生じるＣＯ2をも一緒に利用する。
【００１６】
別の有利な方法では、排気によって富化された炭酸含有水を、バイオマスへの給水のために必要に応じて調整して供給し、この際に供給側における充填レベルを監視して、バイオマスによって吸収及び代謝されたのと正確に同じ量の、炭酸によって及び場合によっては養分によって調製された水を補充する。このようにすると、成長の促進を最適化することができ、しかもバイオマスの収穫可能性をコントロールすることができる。
【００１７】
本発明の別の有利な方法では、バイオマスの少なくとも一部が、浅い槽において、導入された前記調製された水の上に浮いているアオウキクサから成っている。アオウキクサは極めて丈夫で成長が早く、従って短時間のうちに大量のバイオマスを生ぜしめる。そしてアオウキクサはこのようにしてＣＯ2を極めて良好に代謝もしくは物質変換する。
【００１８】
択一的に又は付加的にバイオマスは、浅い槽において、導入された前記調製された水の上に浮いている小麦又はそれに類した穀類から成っていてもよい。この場合には、細かい根をしっかりとつかまえておくために、特殊なフリースを使用することができる。
【００１９】
アオウキクサや穀類の新芽は、つまり短時間のうちに収穫することができる。
【００２０】
これらの植物は、エネルギ利用又は化学的な利用の代わりに、飼料目的のために後処理することも可能である。
【００２１】
従って全体として、多量のＣＯ2を代謝できるのみならず、例えば乾燥及び直接燃焼時又はバイオガス発生のための物質として最適なガス化率が生ぜしめられるような、成分スペクトルを有する植物が使用されている。
【００２２】
これによって、一方ではバイオマスが大量のＣＯ2を受容しかつ他方では富エネルギのバイオマスを生ぜしめるという、機能的な相乗作用が得られる。
【００２３】
このようにして、このような本発明による装置をＣＯ2排気の発生箇所の近くに配置することによって大きな利点が得られ、この利点は、まさにバイオマスの利用に基づいている。結果として本発明による方法及び装置もしくはシステムは、ほぼ持続的なＣＯ2ニュートラル化（ＣＯ2-Neutralisierung）が可能な閉鎖されたエネルギ発生プロセスである。
【００２４】
別の有利な方法では、バイオマスの少なくとも一部が、浅い槽において、導入された前記調製された水の上に浮いている、もしくは前記フリース材料に植えられたクレソン（Kresse）から成っている。
【００２５】
本発明の別の有利な方法では、バイオマスの収穫は、面積を制限された各槽において増殖したバイオマスの個体数が、所定の成長時間後に、槽の低くなった縁部を越えて過剰のバイオマスが側部から落下するように、行われ、落下したバイオマスはコントロールされて搬送装置上に落ちて、後続の処理のために搬送される。このようにして簡単に、バイオマスの「コントロールされた増殖」が利用される。この際に自動的な収穫を得るために、槽は簡単に傾斜させられ、流出する水と一緒に相応な量のバイオマス、例えばアオウキクサも流出して、コンベヤベルト上に落下し、そしてシステムから外に搬出される。
【００２６】
別の有利な方法では、光合成のための十分な採光を保証しながら、槽は複数の層を成して互いに上下に配置されている。このようになっていると、所定の空間においてＣＯ2の最大の代謝が行われ、かつ面積に最適化された量の利用可能なバイオマスが発生する、コンパクトな構造形態が得られる。
【００２７】
観察結果によると、アオウキクサは５０ルックスで既に増殖する。言い換えれば、５０ルックスの照度／光度においてさえ、増殖はもはや０ではない。上限値は約３５００ルックスである。あまり高い照度では、アオウキクサは燃えてしまう。
【００２８】
本発明の別の有利な方法では、昼光を人工的に延長するために、暗い時に、植物に光、特にＵＶ光を供給する。この場合、約４５０ナノメータ〜７００ナノメータの波長をもった光スペクトルが最適であり、この光スペクトルは最適な光合成のために重要なすべての波長成分を有している。これによって成長段階ひいてはＣＯ2活性の代謝段階は、夜の時間帯にも延長され、これによってこのような方法及び装置の効果を著しく高めることができる。
【００２９】
本発明の別の有利な方法では、調製された富炭酸な水を撒くことに加えて又は撒く代わりに、このような水を低温霧充満法（Kaltnebelverfahren）で、少なくとも部分的に閉された前記システム内に導入する。炭酸成分を増加された水、つまり富炭酸水が弛緩された状態で、部分的に閉鎖されたシステムの液体内にではなく、ガス室内に導入される。このようにすると、バイオマス植物の葉からも同様にＣＯ2が吸収される。
【００３０】
部分的に閉鎖されたシステムというのはこの場合、植物を取り囲む空間は確かに全面的に特に光透過性の又は光活性の壁によって取り囲まれているが、気体もしくはガスがコントロールされて流出することができる、システムのことを意味している。すなわち、一方では代謝されなかった過剰のＣＯ2が、しかしながらまた植物から光合成によって生ぜしめられた酸素も、例えば制御可能な弁又はフラップを介して、コントロールされて逃げることができる。
【００３１】
本発明のさらに別の方法では、地下に導入された又は地下において発生した排気又はＣＯ2をそこで捕集して、バイオマスによって満たされた人工的に照明された容器内に、光合成を利用したＣＯ2の代謝を目的として導入することによって、前記方法を、地下で坑道又は洞窟において使用する。この有利な方法は、地中への導入によってＣＯ2を除去もしくは処理するという今日行われている技術に関した、特殊な問題に対応している。ＣＯ2を含有する排気又は排気から得られたＣＯ2を地中に導入するという昨今の試みには、次のようなリスクが隠れている。すなわちこのような試みでは、閉じ込められたＣＯ2が地熱の影響によって又は地震の影響によって、断続的にかつ大量に解放されてしまうおそれがある。このような構成では、ＣＯ2をポンプによって導入された貯蔵所の近くにおいて、そこに存在する洞窟や坑道のような空間において、そこで常に上昇するＣＯ2が、バイオマスによって代謝され、ひいてはバイオマスと持続的に結び付けられる。このようにＣＯ2によって施肥されて発生するバイオマスは、地上に向かって運ばれ、地上でタンパク質源等として又はバイオガス材料としてさらに処理される。このようなエネルギ獲得によって、光合成のための地下における照明を運転することができる。このようにしてこのエネルギ消費もＣＯ2ニュートラルであり、これにより装置は、原料及び／又は過剰エネルギによってそれ自体を賄うことができる。
【００３２】
装置に関して言えば、本発明による装置の核心は、既に述べたように、部分的に閉鎖されたシステムが、複数の階層から成る温室として形成されていて、該温室内に成長の早い光合成活性のバイオマスが、浅い容器において栽培されており、ＣＯ2源として燃焼プロセス又は化学的プロセスから発生した排気が働き、該排気は蓄圧器を用いて水中に送り込まれ、これにより炭酸含有水が形成され、該炭酸含有水は、バイオマスによって吸収された水量だけ、調整装置を介して浅い容器に供給されることにある。
【００３３】
上記本発明の有利な構成では、各階層の層は、改善された均一な光供給のために、少なくとも部分的に互いにずらされて配置されている。このように構成されていることによって、多数の階層を互いに上下に位置させることができ、しかも多数の階層に最適な照明を行うことができ、光合成を最悪な場合でもなお活性状態に保つことができる。
【００３４】
別の有利な構成では、部分的に閉鎖されたシステムは、単数又は複数の弁装置又はフラップ装置を有していて、該弁装置又はフラップ装置を介して過剰の気体、つまり酸素と、代謝されなかった気体は、コントロールされて排出されることができる。これによって、光合成によって生産された酸素をも逃がすことができる、という事実が考慮される。同様に可能な限り、代謝されないＣＯ2の量を少なくすることができる。これによって一方では、植物のために有害な圧力の発生が阻止され、かつ他方ではこのように形成された温室内において、植物の成長及び代謝のために最適な高いＣＯ2成分が得られる。
【００３５】
本発明の別の有利な構成では、屋根及び／又はすべての側壁がピラミッドとして又はピラミッド形状の部材として形成されている。これによって一方では単純な構造形状が得られ、かつ他方では採光面積を最大にすることができる。このようにして、各階層に槽を配置することによって、底面積を最適に利用することができ、かつ他方では昼光のための最適な採光面積が得られる。さらに光を通すピラミッドは、特に調和して景観に溶け込む。さらにすべての側において衝突する風は最適に滑り流れ、このことは、このような高いピラミッド構造におけるバランスのために有利である。
【００３６】
ピラミッド形状の他に、もちろん、良好な採光を保証する他の構造形状も可能である。例えば円錐形の屋根を備えた丸い底面や、相応に先細に伸びる屋根を備えた楕円形の底面も可能である。
【００３７】
別の有利な構成では、夜間でも光、特にＵＶ光を供給するために、付加的な照明装置が設けられている。これによって成長サイクルが、ひいては収穫高やサイクル時間が、植物の自発的な増殖と共に最適化される。
【００３８】
別の有利な構成では、照明装置は、ソーラパワー又は残留熱利用によって獲得された電流をチャージされた蓄電池から、給電されている。このように構成されていると、バイオマスの成長を助成する人工光運転をも、ＣＯ2ニュートラルに保つことができる。
【００３９】
別の有利な構成では、部分的に閉鎖されたシステムは、運搬可能なコンテナとして形成されていて、該コンテナは、少なくとも屋根側において光透過性の、特にＵＶ光透過性の材料から成っている。
【００４０】
補足的に述べると、光透過性又はＵＶ光透過性という定義は、波長が４５０〜７００ナノメータのスペクトルをも考慮している。
【００４１】
別の有利な構成では、コンテナ又は少なくとも光透過性の壁及び天井構成部分は、折り畳み可能な輸送コンテナとして該コンテナを運搬するために折り畳み可能であり、現場において規定通りの使用のために再び展開可能である。
【００４２】
本発明の別の有利な構成では、エネルギ発生装置又はバイオガス発生装置又はバイオエタノール発生装置及び蓄圧器はそれぞれ、運搬可能なコンテナ内に収容されている。
【００４３】
別の有利な構成では、部分的に閉鎖されたシステムは、光透過性、特にＵＶ光透過性の定置の空間内に、可動の又は定置の温室として配置されている。
【００４４】
別の有利な構成では、部分的に閉鎖されたシステム、つまり装置は、野外の地面を掘られた窪地に設置されていて、上から、光透過性、特にＵＶ光透過性の屋根、又は光透過性、特にＵＶ光透過性のシートによって被われている。
【００４５】
別の有利な構成では、屋根はピラミッド形状に形成されている。
【００４６】
本発明による装置の別の有利な構成では、装置はＣＯ2又はＣＯ2含有の排気を処分するために、洞窟又は坑道に配置されている。これによって請求項１１記載の方法が実施される。
【００４７】
さらに別の構成では、層は、軸線を中心にして回転可能な横断面多角形の部材として形成されていて、開放可能であり、かつ例えばアオウキクサであるバイオマスは、スクレーパによって採取可能である。またパネル形状の中空体も形成されることができ、この場合には遠心力が利用され、成長したアオウキクサは回転後に側壁に付着し、スクレーパによって掻き取ることができる。
【００４８】
別の有利な構成では、槽は内部に、光センサを備えていて、該光センサによって、バイオマスもしくはアオウキクサによって槽の表面が被われたことが検出可能であり、かつ収穫が開始可能である。すなわち、アオウキクサが表面全体を覆って、さらなる増殖が妨げられていることを、つまり成長の低下を、センサは監視している。
【００４９】
本発明の特殊な構成では、装置は、植物槽又は植物容器を備えた温室を有していて、該植物槽又は植物容器ではバイオマスとして水生植物又は沼沢植物が栽培されており、水供給のために、温泉水及び／又は工場排水及び／又は清澄水及び／又は坑内水を供給する供給装置が設けられている。このような水の供給によって、一方では熱エネルギが供給され、かつ他方では利用可能な化学物質も供給される。アオウキクサの使用時及びいわゆる「廃水（Abfallwaesser）」の供給時には、自動的に肥料が供給される。さらに、熱エネルギをも一緒にもたらす水によって、年間を通しての成長サイクルが得られ、ひいては年間を通して水生植物からバイオマス収量が得られる。
【００５０】
このようにして全体として、廃水からエネルギ的にも化学的にも価値の高いバイオマスが得られる。
【００５１】
別の有利な構成では、植物槽又は植物容器は、多数の階層において棚システム又はラックシステムに配置されている。これによって、有効栽培面積は温室の底面積の数倍になる。
【００５２】
別の有利な構成では、温室は、ガラス又は光透過性のシートを備えた中空の工場建物又は中空の高層建築物又は発電所の中空の冷却塔又は中空の貯水塔から成っている。このようにすると、存在している廃工場の中身を空っぽにして、高価値の新たな使用のために利用することができる。
【００５３】
別の有利な構成では、温室は、ガラス又は光透過性のシートを備えた円筒形の建物又は横断面多角形の建物から成っていて、風力発電所の塔を取り囲んでいる。このような構成では、風力発電所の高くそびえ立つ塔は、この塔に沿って本発明による温室を高く設置することによって、高効率で利用される。
【００５４】
この場合には小さな底面しか必要ない。この場合得られる高さによる容積は、基準を満たしている。しかも周囲に位置する耕地には何ら負荷がかからない。風力発電所によって利用可能な再生可能なエネルギはこの場合、一部は、この塔に組み合わせられた温室におけるバイオマスの自動的な収穫運転及び調製運転のために利用することができる。
【００５５】
別の有利な構成では、装置は、熱源又は工場設備又は下水処理場又は坑道の直ぐ近くに配置されている。このような場所においては、前記したような水が近くで得られる。
【００５６】
別の有利な構成では、温室は、ピラミッドとして又はピラミッド形状の建物として又は直方体として形成されている。
【００５７】
さらに別の有利な構成では、バイオマスを自動的に収穫するために、スライドエレメント、又は「エアーブルーム」と呼ばれる空気ノズル装置が設けられており、該スライドエレメント又は空気ノズル装置は、槽又は植物容器からバイオマスを掻き取るもしくはすくい取る又は所望の圧力空気供給によって排出させて、バイオマスを搬送装置に供給するようになっている。
【００５８】
別の有利な構成では、装置は、バイオガス発生装置又はバイオエタノール発生装置又は水素製造装置を有しており、該発生装置又は製造装置において、収穫されたバイオマスからエネルギ源もしくは燃料を生ぜしめることができ、排気及び／又は廃水及び／又は廃熱が再び温室に戻し可能である。
【００５９】
別の有利な構成では、バイオガス発生装置又はバイオエタノール発生装置は、バイオマスを栽培する装置に直に組み込まれているか又は配設されている。
【００６０】
別の有利な構成では、バイオガス発生装置及び／又はバイオエタノール発生装置の排気は、バイオマスへの富ＣＯ2の空気施肥に加えて、排気戻し部を介して温室内に導入可能である。
【００６１】
別の有利な構成では、温室の内部に単数又は複数の魚の養殖槽が配置されており、該養殖槽内に、最初に植物槽又は植物容器を通して導かれた水／廃水が、又はその逆に、供給可能である。
【００６２】
上記本発明による方法及び／又は装置の使用に関して言えば、該方法又は装置は、下水処理設備の下水処理槽を運転するために使用される。このようになっていると、例えば下水処理槽、撹拌槽及び沈殿槽において発生するＣＯ2は、直ちに生物学的にアオウキクサもしくはバイオマスに取り込まれる。
【００６３】
別の使用形態では、本発明による方法及び／又は装置が、ＣＯ2が押し込まれる坑道又は地下の洞窟において使用され、すなわち該方法及び／又は装置が、坑道特に炭坑からのＣＯ2除去のために使用され、この場合発生するＣＯ2含有の排気が集められ、水中に、炭酸を形成しながら圧力下で混入され、そして炭酸含有水が施肥のために使用される。
【００６４】
さらに別の使用形態は、住居におけるＣＯ2処理に関しており、すなわち本発明による方法及び／又は装置が、住宅用建物の暖房設備におけるＣＯ2含有の排気の発生時に使用され、この際に排気は圧力を加えられてかつ炭酸含有水が形成されるように水中に混入され、炭酸含有水は圧力管路を介して別の使用のために排出される。
【００６５】
次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】原理的な構造を示す図である。
【図２】運搬可能なシステムとして使用できる実施形態を示す図である。
【図３】窪地において使用できる実施形態を示す図である。
【図４】風力発電所のタワーの周囲に設けられた温室タワーを示す図である。
【００６７】
基本的には、水中にＣＯ2を加圧して導入すると、ほぼＨ2Ｏ内に溶けた炭酸、つまりＨ2ＣＯ3が水中において生じるということは、上に述べたことに対しても言える。このようにＣＯ2を圧力下で水中に導入すると、ＣＯ2は溶けた炭酸になる。
【００６８】
本発明によれば富炭酸の水を生ぜしめるために、排気からの二酸化炭素が使用され、これによってバイオマスの施肥を行うことができる。
【００６９】
アオウキクサ（Wasserlinse）やしかしながらまたいわゆる水魔女（ドイツ国でWasserhexeと呼ばれる水生植物）の使用時には、定期的に収穫が得られる。アオウキクサの場合にはこれは５〜１４日かかる。
【００７０】
図１は第１実施形態の原理を示す図である。排気装置もしくは工場施設１の排気は、煙突を通して排出されるのではなく、最初に気体洗浄器２を通して送られる。その後、ＣＯ2含有の排気は蓄圧器３内に送られ、この蓄圧器３において、約１〜１０バールの圧力下で水が一緒に加えられ、これによって水中に炭酸が形成される。この際に水１リットル当たり０.０５〜０.５グラムのＣＯ2成分が調節される。それというのは、このような値範囲は、肥料として最適な効果を有していて、かつ同時にバイオマスの過酸性化（Uebersaeuerung）を排除するからである。
【００７１】
排気から得られる炭酸含有水は、管路系６を介して槽５に導かれる。この場合充填レベルは、消費され、蒸発し、かつ場合によっては植物によって代謝されたのと同じ量の水が常に補充されるように、調整される。槽はこの場合部分的に閉鎖されたシステム内に配置されており、このシステムは光透過性の壁４から成っている。このシステムはこの場合図示のように例えばピラミッド形状に形成されており、その結果光合成のために最適な光作用表面が生ぜしめられている。同時に炭酸含有水もまたこのシステムの内部において弛緩するので、炭酸が再びＣＯ2として気化し（なぜならばこの動作は可逆であるから）、バイオマスによって満たされたこの空間内において、付加的にＣＯ2の空気肥料が提供される。槽５はこの場合例えば旋回可能であり、このようになっていると、槽５の表面が例えばアオウキクサによって完全に被われた場合に、アオウキクサを旋回によって部分的に排除することができる。そのために槽５の底部にはそれぞれ光センサが配置されており、これらの光センサは、槽５の表面が完全に被われて、収穫されねばならない場合には、ほぼ完全に暗くなっている。
【００７２】
下には搬送装置７が設けられており、これによって排除されたアオウキクサは自動的に集められて、さらなる処理へと搬送されることができる。
【００７３】
部分的に閉鎖されたシステムであるピラミッド形状の装置の上には、流出フラップ８又は流出弁が配置されており、これによって過剰のガス、つまり光合成によっても形成される酸素を上部において排出することができる。
【００７４】
また工場施設１の排水を使用することも可能であり、場合によってはフィルタ２において予備濾過され、かつ場合によっては必須ではないが、新鮮水３が添加混合されて、温室内の植物槽５に供給される。この供給は管路系６を介して行われる。
【００７５】
同様に坑道からの温熱水又は坑内水を供給することも可能である。このように水を運び込むのみならず、この場合にはもちろん熱の供給も行われる。なぜならば前記水を温度調整することができるからである。
【００７６】
数日の規定の成長時間経過後に発生するバイオマスは、この場合スクレーパ又はエアブルーム（Luftbesen）を介して収穫されることができ、バイオマスはこの場合コンベヤベルト７に落下する。
【００７７】
図２に示された実施形態では、いわば生物学的なＣＯ2排気触媒コンバータとして働くシステムが、コンテナ、特に運搬可能なコンテナとして形成されている。これは移動可能な使用のために働く。
【００７８】
コンテナはこの場合折り畳み可能な壁エレメントから成っていることができる。この場合においても発生した成長の速いバイオマス（アオウキクサ）が取り出される。排気はこの場合、定置の又は移動可能な排気発生装置から得ることができる。
【００７９】
図３に示された実施形態では、本発明による方法は窪地又は湖において使用される。この場合バイオマス１２は主として、水面に発生するアオウキクサから生ぜしめられ、縁部においては芦のような植物１１において取り囲まれている。本発明のように形成された炭酸含有水はこの場合、湖に供給され、上に述べた部分的に閉鎖されたシステムにおけるように、放圧によって同様に脱気し、そして成長を促進させる。この場合湖もしくは窪地は、（上に述べたように）光透過性のシート１０によって被われており、これによって部分的に閉鎖されたシステムを得ることができる。この構成は、ビオトープの特徴を有していて、成長の早いバイオマスによって一方では排気からＣＯ2を凝集し、かつ他方では発生したバイオマスはこの実施形態でも短い時間サイクルにおいて収穫することができ、つまり相応な形式でさらに加工処理されることができる。
【００８０】
特にこの構成は、既に述べたように浄化装置もしくは浄水場における浄化槽においても使用することができる。
【００８１】
図４に示された実施形態では、本発明による温室は、風力発電所１００のタワー１１０の周囲に建てられている。この場合温室４は高く延びていて、その中において上下の階層に位置するように植物容器又は植物槽が配置されている。この場合には比較的僅かな床面積しか必要でなく、しかも利用可能な大きな容積が得られる。採光の点でも、このような高く伸びる構造形態は最適である。そして光を最適に利用できることによって、最適な成長が得られる。
【符号の説明】
【００８２】
１  工場施設、  ２  気体洗浄器、  ３  蓄圧器、  ４  壁、  ５  槽、  ６  管路系、  ７  搬送装置、  ８  流出フラップ、  ９  坑内水又は温熱水からの供給装置、  １０  シート、  １１  植物、  １２  アオウキクサ、  １００  風力発電所、  １１０  タワー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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