Енергетска транзиција Со алги кон чиста енергија - спектар на наука
Биоенергија: Достигнете ја целта со гориво од алги
Во ноември 2011 година, авион на Јунајтед ерлајнс полета од Хјустон до Чикаго. Посебното нешто во врска со тоа: Во вашиот резервоар имаше мешавина која се состоеше само од 60 проценти конвенционално гориво. Останатите 40 проценти доаѓале од гориво од алги. Таканаречената куќа од алги е во Хамбург од 2013 година. Микро алгите, кои би требало да произведуваат енергија за жителите, се размножуваат во про transparentирните био модули кои ја формираат фасадата на зградата. Куќи од алги и гориво од алги се само два примери за тоа како истражувачите и корпорациите веќе користат мали водни организми за да го зголемат создавањето на еколошка енергија. Експертите се убедени: Потенцијалот на „зелено злато“ е огромен.
„Идејата за добивање енергија од алгите е импресивна“, вели Олаф Крузе, раководител на Одделот за алги и технологија за биоенергија на универзитетот Билефелд. Наместо да ги согорува конечните резерви на јаглен и нафта и со тоа да се ослободи CO2 штетен на климата, едноклеточните зелени алги ветуваат обновлива, чиста енергија. И, исто така, цијанобактериите, кои биолозите ги сметаа меѓу алгите како сино-зелени алги, можат - не само благодарение на нивната способност за фотосинтезирање - да дадат свој придонес во животниот живот.
Едноклеточните зелени алги ветуваат обновлива, чиста енергија
Идејата секако не е целосно нова - со семе од репка, соја и пченка тие сакаа да ја започнат енергетската револуција. Но, одгледувањето на овие постројки за производство на гориво е контроверзно низ целиот свет: Бидејќи полињата што произведуваат гориво не произведуваат никаква храна. Микроалгите ќе бидат излез од оваа дилема на резервоарот. За разлика од копнените растенија, не им треба вредно обработливо земјиште за одгледување, тие се размножуваат многу побрзо и соодветно произведуваат значително поголема биомаса по површина: До 100 тони сува материја на хектар и годишно во споредба со 17 тони за шеќерна трска или 3,5 тони за пченица . Ниту тие имаат големи побарувања за вода и се задоволни со солена, солена или отпадна вода.
Курсот за енергија на алгите е поставен
Инвестициите ги прават и компаниите за минерално масло и авијацијата и автомобилската индустрија. Курсот е поставен и политички: Според прописите на ЕУ, најмалку десет проценти од потрошувачката на енергија во транспортот мора да биде покриена со обновливи извори на енергија до 2020 година. Неодамна донесената реформа го замрзна процентот на биогорива од прва генерација на седум проценти. Останатите три проценти треба да доаѓаат од биогорива од втора генерација: талог од отпадни води, слама или алги.
Во суштина, не е потребно многу за одгледување алги. Светлината, водата, топлината и СО2 се во голема мера доволни за нивно множење. Меѓутоа, ако сакате да добиете максимален можен принос и тоа во голем обем, работите стануваат посложени. Факторите како што се температурата, интензитетот на светлината, хранливите материи и концентрацијата на СО2 мора да бидат прилагодени и исто така зависат од видот на алгите и локацијата на системот. Сè уште има мал договор за тоа како најефективно да се произведе зелено злато и како најдобро да се искористи за енергија.
Некои растат алги на отворени базени, други во фото-биореактори, т.е. затворени системи кои обично се состојат од про transparentирни пластични цевки или плочи. Вторите имаат предност што можат да се градат без оглед на локацијата и алгите растат под контролирани услови. Сепак, фото-биореаторите обично се високо технички и затоа се скапи за купување и одржување.
Бербата е поврзана и со трошоци: за да се дојде до вредното масло или етанол во алгите, течната суспензија од алги треба да се оддели во нејзините цврсти и течни компоненти, потоа да се исуши и да се извлечат вредните материи. „Сепак, сушењето троши многу енергија“, вели Мајкл Крегер од германскиот центар за истражување биомаса во Лајпциг.
Метанот е направен од алги
Затоа, некои работни групи ја претвораат влажната биомаса директно во гас. Научниците од Институтот Пол Шерер (ПСИ) во Швајцарија ја разградуваат биомасата во нејзините одделни компоненти во таканаречената суперкритична вода, т.е. на високи температури и под висок притисок. Крајниот резултат е метан, гас што лесно може да се внесе во мрежата на природен гас. Енергетскиот биланс е добар: "Постигнуваме скоро целосна конверзија на биомасата и добиваме од 65 до 75 проценти од енергијата содржана во биомасата како гориво. Денешните биотехнолошки процеси се полоши за фактор од два до три", вели Кристијан Лудвиг, раководител на проектот во PSI Според Лудвиг, вистинската убавина на системот е обидот да се затвори хранливиот циклус: тој и неговите колеги враќаат вредни минерали, а исто така и водата во која се одгледувале алгите. И двете повторно се ставени на располагање на следната популација на алги. Идеално, би требало да се работи со фарми со алги во близина на електрани со јаглен: на алгите им треба СО2 за да растат и би можеле да ги црпат хранливите материи од издувните гасови. Наместо да избега во атмосферата, СО2 би бил фиксиран во биомасата.
За разлика од фосилните горива, енергијата од обновливи суровини се смета за неутрална СО2: Ако биодизелот изгори во моторот, се ослободува иста количина на СО2 што претходно беше апсорбирана за фотосинтеза. Меѓутоа, со алгите е можно повеќе CO2 да се извлече од атмосферата: Ако остатоците од ферментацијата завршат на полињата како ѓубриво, пченицата и слично го вклучуваат јаглеродот што го содржи. „За целосна рамнотежа на СО2, има уште повеќе што треба да се разгледа. Дали на крајот е позитивно, останува да видиме“, вели инженерот за животна средина Менди Гербер од универзитетот Рур во Бохум, кој работи на балансот.
„Технологијата сè уште не е подготвена да генерира енергија од алги рентабилно“ (Олаф Крузе)
Балансот на енергија и СО2 се несомнено важни за проценка на потенцијалот на енергијата на алгите. Но, главното прашање е друго: Колку чини да се произведе еден литар гориво од алги? Ако литарот чини повеќе отколку што носи на крајот, тој не работи. „Технологијата сè уште не е зрела за исплатливо производство на енергија од алги“, вели Крузе, „потребно е само време. Средствата за истражување што досега се слеаја се маргинални во споредба со другите истражувачки области, но притисокот на очекувањата е огромен“. Крегер наоѓа и јасни зборови: "Луѓето земјоделуваат 10 000 години. Потребни беа милениуми да се најдат растенија што вреди да се одгледуваат и да се оптимизираат. Со алгите не се разликува. Можеме по четири Не очекувајте совршена технологија до пет децении истражување “.
Да бидат работите уште полоши, енергијата е ефтин производ кој не смее да чини скоро ништо. "Сепак, технологијата ќе продолжи да се развива. И ако тогаш се зголеми цената на нафтата, што експертите предвидуваат, картичките повторно ќе се мешаат", рече Крузе.
Голем профит во прехранбената индустрија
Алгите веќе остваруваат висок профит денес: во индустријата за храна и добиточна храна. Тие произведуваат суровини со висока цена, како што се пигменти и протеини. На пример, црвениот агенс за боење астаксантин, што го прави одгледуваниот лосос да светне толку убаво розово на плочата. „Цената на светскиот пазар за еден литар е над 1000 евра. Високо чистото омега-3 масло носи околу 120 евра за литар“, вели Јохан Мервалд, управен директор на „Екодуна“, австриска компанија која произведува омега-3 масни киселини од алги. Производителите на биоенергија исто така би можеле да имаат корист од скапоцените суровини: "Ние сакаме да го комбинираме производството на енергија со профитабилно вадење на вредни материјали. Нашите колеги од Институтот Фраунхофер УМСИХТ во Оберхаузен ги извлекуваат омега-3 масните киселини и ја ферментираме преостанатата биомаса на алги во биогас", објаснува Гербер фон на Рурскиот универзитет Бохум, заедничкиот проект.
Американската компанија Алгенол користи сосема поинаков концепт. Компанијата не користи биомаса, но алгите директно го произведуваат посакуваниот производ: биоетанол. "Нашите алги содржат гени кои гарантираат дека тие повеќе не можат да произведуваат шеќер за нивниот раст. Наместо тоа, тие произведуваат етанол", вели Дирк Раџински, управен директор на гранките на Алгенол во Германија и Швајцарија. Во Алгенол нема да најдете скапи биореактори на фотографии: Пластичните кеси го прават истото. Алгите ослободуваат етанол во нив 30 дена. Потоа, вработените ја собираат смесата, го прочистуваат етанолот и ја преработуваат преостанатата биомаса во бензин, дизел и керозин. На нивната веб-страница, Алгенол рекламира дека можат да произведат галон гориво - без разлика дали е бензин или дизел - за помалку од едно евро.