Brauereien beginnen, Kohlenstoff abzuscheiden – aus Bier

Oct 18, 2023

AUSTIN – Der frische, teigige Duft rund um die konischen Gärtanks bei Austin Beerworks ist ein Zeichen dafür, dass Billionen Hefezellen die zuckerhaltige, hopfige Flüssigkeit im Inneren in Bier umwandeln.

Aber es gibt noch ein weiteres Nebenprodukt: Kohlendioxid.

Bei der Gärung wird CO2 freigesetzt, da die Hefe Zucker zu Alkohol abbaut. In den meisten Weingütern und Brauereien wird es in die Atmosphäre abgegeben. Aber immer mehr Handwerksbrauereien beginnen, dieses Gas zu sammeln und so nicht nur den CO2-Ausstoß zu reduzieren – wenn auch nur in winzigen Mengen –, sondern es auch wiederzuverwenden, um dem Bier seinen charakteristischen weißen Schaum zu verleihen.

Bis vor Kurzem musste Clinton Mack, der Kellermeister von Austin Beerworks, Kohlendioxid in Tanks zu je 10.000 Pfund transportieren. Doch jetzt nutzt er von der NASA entwickelte Techniken, um das natürlich produzierte CO2 einzufangen und die Moleküle in seinen Bieren aufzulösen.

„Die Technologie ist nicht einfach“, sagte Mack, „aber es stellt sich die Frage: Warum nutzen wir sie nicht?“

Die Maschine, mit der Mack CO2 aus den Tanks von Austin Beerworks auffangen kann, hat die Größe eines großen Doppeltürkühlschranks. Mit dem Spitznamen CiCi – kurz für „Carbon Capture“ – nimmt es CO2 auf, das aus den Fermentern durch Rohre fließt, die sich um die Brauerei schlängeln, filtert es auf eine Reinheit von über 99 Prozent und kondensiert es zu Flüssigkeit.

Anschließend speichert die Maschine das entstehende kondensierte Gas zur anderweitigen Verwendung, beispielsweise zur Karbonisierung von Bier. Mack sagte, die Installation der Technologie des in Austin ansässigen Unternehmens Earthly Labs sei eine Selbstverständlichkeit gewesen. Die durchschnittliche Charge setzt etwa ein Drittel Pfund CO2 pro Gallone Bier frei, was bei einer Brauerei wie Austin Beerworks etwa 210.800 Pfund pro Jahr entspricht. Das ist ungefähr so ​​viel CO2, wie 21 Autos mit Benzinantrieb in einem durchschnittlichen Jahr ausstoßen.

Die Vermeidung der Freisetzung von Fermentationsemissionen in die Luft sei zwar ein Plus, sagte Mack, es sei aber auch eine kostensparende Maßnahme für die Brauerei.

CO2 selbst ist ein wertvoller Bestandteil bei der Bierherstellung. Die sprudelnden weißen Blasen in Ihren Lieblings-Super-Bowl-Werbespots sind technisch gesehen CO2-Emissionen. Genießen Sie eine Dose oder eine Flasche Bier? Zur Verpackung wurde vermutlich CO2 verwendet. Bevorzugen Sie Bier vom Fass? Ihre Nachbarschaftsbar nutzt CO2-Druck, um Bier aus einem Fass in Ihr Glas zu drücken.

Und immer mehr Brauer versuchen, neue Wege zu finden, das Gas, das sie bereits produzieren, zu nutzen, um Geld zu sparen, sagt Chuck Skypeck, technischer Leiter für Brauprojekte bei der Brewers Association, dem Handelsverband unabhängiger Brauereien in den Vereinigten Staaten.

Die Kosten für alle wichtigen Brauzutaten – einschließlich CO2 – seien höher als die Verbraucherpreise für Bier, sagte er. „CO2 ist nicht nur ein Prozesselement im Bier, es ist eine Zutat“, sagte Skypeck. „Es ist so kritisch.“

Brad Farbstein ist dabei, die Technologie von Earthly Labs in seine Brauerei in Blanco, Texas, etwa eine Autostunde westlich von Austin, einzubauen. Er hofft, den CO2-Einkauf von Real Ale Brewing bis Mitte des Jahres zu halbieren und den kommerziellen CO2-Einkauf bis Ende 2023 vollständig einzustellen.

Die Food and Drug Administration regelt den Reinheitsgrad von CO2, das in Getränken wie Bier und Limonade verwendet wird, es kann jedoch aus verschiedenen Quellen stammen. Das meiste CO2 in Getränkequalität ist ein Nebenprodukt der chemischen Industrie, unter anderem bei der Herstellung von Ethanol, Erdgas und Düngemitteln.

„Es ist gut, auf jede erdenkliche Weise unsere Finger aus der Erdölindustrie herauszuholen“, sagte Farbstein.

Die von diesen Brauereien verwendete Technologie wurde erstmals im Johnson Space Center der NASA in Houston entwickelt. Seit der Apollo-Ära haben NASA-Wissenschaftler in ihrer Abteilung für In-Situ-Ressourcennutzung untersucht, wie Ressourcen für das Leben und Arbeiten von Menschen in außerirdischen Umgebungen wie dem Mond und dem Mars generiert werden können.

Damit zukünftige Astronauten beispielsweise auf dem Mars atmen können, haben Ingenieure ein System entwickelt, das die CO2-reiche Marsatmosphäre einfängt, reinigt und durch Entfernung des Kohlenstoffs atmungsaktive Luft erzeugt. Die NASA lizenzierte die Technologie dann an Unternehmen, die sie für den Einsatz auf der Erde anpassen konnten.

Eines dieser Unternehmen war Earthly Labs, das zunächst versuchte, es zur Reinigung der Luft in Häusern oder in der Nähe großer, gewerblicher Heizkessel einzusetzen.

Als Amy George, Präsidentin von Earthly Labs, Daten aus einem großen Kessel in einer anderen Brauerei in Austin sammelte, sah sie sprudelnde Gärung am Werk. Die CO2-Rückgewinnungstechnologie war bereits verfügbar, insbesondere für große Unternehmen wie AB InBev und Molson Coors, war jedoch für die meisten unabhängigen Brauereien zu sperrig und zu teuer.

„Niemand hatte auf eine Erfassung in kleinem Maßstab geachtet“, sagte sie.

CiCi gibt es mittlerweile in 70 Brauereien in mindestens 25 Bundesstaaten, dem Vereinigten Königreich, Kanada und Neuseeland, und mindestens 20 weitere warten auf die Installation, sagte George.

Mehrere andere Unternehmen produzieren ähnliche Produkte zur CO2-Abscheidung, darunter Pentair, ein in Großbritannien ansässiges Unternehmen, das in größerem Maßstab arbeitet, Hypro Group, das seinen Sitz in Indien hat und mit dem Verkauf kleiner Einheiten in den Vereinigten Staaten begonnen hat, und Dalum Beverage Equipment, ein dänisches Unternehmen, das in Europa CO2-Abscheidung in kleinem Maßstab durchführt, aber kürzlich in den US-Markt eingestiegen ist.

Aber Earthly Labs gehörte zu den ersten Unternehmen, die ein System entwickelten, das für kleine Brauereien in den USA erschwinglich und verkleinerbar war, sagte Skypeck. Eine CiCi-Einheit von der Größe der bei Austin Beerworks, die jedes Jahr etwa 620.000 Gallonen Bier produziert, kostet 120.000 US-Dollar.

Angesichts der relativ geringen CO2-Mengen, die bei der Gärung freigesetzt werden, sind die Aussichten einer CO2-Abscheidungstechnologie für Bier gering. Und sofern Brauereien keine erneuerbaren Energien nutzen, verursacht der Betrieb der CiCi-Maschine, die mit Strom betrieben wird, zusätzliche Emissionen.

Mark Jacobson, Direktor des Atmosphären-/Energieprogramms der Stanford University, sagte, ähnliche Bemühungen hätten sich auf lange Sicht als CO2-negativ erwiesen. „Sie machen nichts besser oder schlechter, sie behalten alles beim Alten, außer dass sie Geld sparen, indem sie keinen Aufschlag auf den CO2-Ausstoß zahlen müssen“, sagte er. „Also keine CO2-Einsparungen, aber sie sparen Geld.“

Das ist bei der Alchemist Brewery in Stowe, Vt., nicht der Fall, die eine CiCi-Einheit verwendet. Eine Prüfung durch Efficiency Vermont, eine unabhängige gemeinnützige Gruppe, die CO2-Emissionen untersucht, ergab, dass die CiCi-Einheit der Brauerei genug Strom verbrauchte, um 9.680 Pfund CO2-Emissionen pro Jahr zu erzeugen. Aber dieser Strom wurde durch die 26.000 Pfund CO2, die es im gleichen Zeitraum einfing, bei weitem ausgeglichen – genug, um den Bedarf der Brauerei an kommerziell hergestelltem Gas vollständig zu decken.

Das ist eine Nettoreduzierung des CO2-Verbrauchs um 268 Prozent, selbst wenn man die Energie berücksichtigt, die für den Betrieb des CiCi-Systems benötigt wurde, sagte Patrick Haller, der leitende technische Berater von Efficiency Vermont.

„Alchemist könnte wahrscheinlich mehr CO2 zurückgewinnen, als sie benötigt hätten“, sagte er.

Ein zusätzlicher Vorteil: Eingefangenes CO2 sorgt für eine stärkere Kohlensäure und ein klareres Geschmacksprofil, sagte Skypeck. Das kann zu einem besser schmeckenden Bier führen.

„Sie können eine CO2-Quelle ändern und den Geschmack Ihres Bieres ändern“, sagte Skypeck.