211service.com
Uz aļģēm balstīta degviela, kas paredzēta ziedēšanai
Salīdzinoši augstās naftas cenas, tehnoloģiju attīstība un Buša administrācijas pastiprinātais uzsvars uz atjaunojamām degvielām izraisa jaunu interesi par potenciāli bagātīgu biodegvielas avotu: aļģēm. Vairāki jaunuzņēmumi šobrīd demonstrē jaunas tehnoloģijas un uzsāk lielus pētniecības pasākumus, kuru mērķis ir līdz 2010. gadam aizstāt simtiem miljonu galonu fosilā kurināmā un daudz ko citu nākotnē.
Dienvidrietumu tuksnešos, piemēram, šeit attēlotās, kultivētās mikroaļģes varētu izrādīties lielisks atjaunojamās degvielas avots.
Aļģes ražo eļļu dabiski. Neapstrādātas aļģes var apstrādāt, lai iegūtu biojēlvielu, atjaunojamo naftas ekvivalentu, un attīrītu, lai iegūtu benzīnu, dīzeļdegvielu, reaktīvo degvielu un ķīmiskās izejvielas plastmasai un narkotikām. Patiešām, to var apstrādāt esošajās naftas pārstrādes rūpnīcās, lai iegūtu gandrīz visu, ko var izgatavot no jēlnaftas. Šo pieeju izmanto jaunizveidotie uzņēmumi Solix Biofuels, kas atrodas Fortkolinsā, CO, un LiveFuels, kas atrodas Menlo Parkā, Kalifornijā.
Alternatīvi, aļģu celmus, kas ražo vairāk ogļhidrātu un mazāk eļļas, var apstrādāt un raudzēt, lai iegūtu etanolu, pārpalikušos proteīnus izmantojot dzīvnieku barībā. Šis ir viens no potenciālajiem aļģu izmantošanas veidiem, ko ražo startup GreenFuel Technologies Corporation, kas atrodas Kembridžā, MA.
Teorētiskais potenciāls ir skaidrs. Aļģes var audzēt atklātos dīķos vai noslēgt caurspīdīgās caurulēs, un tās var ražot daudz vairāk eļļas uz akru nekā sojas pupiņas, kas ir biodīzeļdegvielas eļļas avots. Aļģes var arī attīrīt atkritumus, apstrādājot slāpekli no notekūdeņiem un oglekļa dioksīdu no spēkstacijām. Turklāt to var audzēt marginālās zemēs, kas ir nederīgas parastajām kultūrām, un tajā var izmantot ūdeni no sālsūdens nesējslāņiem, kas nav noderīgs dzeršanai vai lauksaimniecībai. Aļģēm ir potenciāls saražot milzīgu daudzumu eļļas, saka Keita Endrjūsa-Kramera, Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM, biodegvielu un bioenerģijas programmu tehniskā vadošā pētniece. Mēs noteikti varētu aizstāt visu mūsu dīzeļdegvielu ar eļļām, kas iegūtas no aļģēm, un, iespējams, aizstāt daudz vairāk.
Protams, aļģu izmantošana šķidrā kurināmā ir plaši pētīta pagātnē, tostarp izmantojot programmu Nacionālajā atjaunojamās enerģijas laboratorijā (NREL), kas ilga gandrīz desmit gadus. Toreiz rezultāti nebija iepriecinoši. NREL programma tika pārtraukta 1996. gadā, galvenokārt tāpēc, ka tajā laikā jēlnaftas cenas bija pārāk zemas, lai aļģes varētu konkurēt.
Taču NREL zinātnieks Ēriks Džārviss saka, ka ir pietiekami daudz izmaiņu, ka NREL pētnieki plāno atsākt programmu nākamo sešu mēnešu līdz gada laikā. Kad programma tika atcelta 1996. gadā, naftas cenas bija salīdzinoši zemas. Šodienas augstākās naftas cenas atvieglos aļģu konkurenci. Tomēr Džārviss brīdina, ka jums ir jābūt uzmanīgiem, jo šobrīd ir daudz ažiotāžu.
Biotehnoloģijas sasniegumi pēdējo desmit gadu laikā varētu palīdzēt. Jaunās genoma un proteomikas tehnoloģijas ļauj daudz vieglāk izprast aļģu eļļas ražošanā iesaistītos mehānismus. Viens no izaicinājumiem, ar kuriem saskārušies pētnieki, ir tas, ka, lai gan daži aļģu veidi var ražot lielu daudzumu eļļas – pat 60 procentus no to svara – tie to dara tikai tad, kad tām trūkst barības vielu. Bet, kad viņiem trūkst barības vielu, viņi zaudē vēl vienu no savām pievilcīgajām īpašībām: spēju ātri augt un vairoties. Pētnieki cer izprast molekulāros slēdžus, kas izraisa palielinātu naftas ieguvi, ar papildu cerību to iedarbināt, neizbadinot aļģes. Tas varētu ievērojami palielināt naftas ieguvi un samazināt cenas.
Labāka bioloģijas izpratne var palīdzēt pētniekiem risināt citu problēmu. Lētākais aļģu audzēšanas veids ir atklātos dīķos. Bet atklātie dīķi, kas pilni ar barības vielām, aicina citas sugas pārņemt varu, konkurējot ar aļģēm un samazinot ražošanu. Uzņēmums LiveFuels, kas finansē un koordinē pētījumus gan savā laboratorijā, gan Sandijas un NREL laboratorijās, cer izveidot aļģu ekosistēmas, kas pretojas šādiem iebrucējiem, nodrošinot, ka visas barības vielas tiek pārveidotas formās, ko aļģes var viegli izmantot, saka Deivids Kingsberijs. , uzņēmuma zinātniskās konsultatīvās padomes priekšsēdētājs.
Nesenie uz aļģēm balstītas sistēmas testi, ko izstrādājusi GreenFuel, kas atšķirībā no LiveFuels izstrādā slēgtus bioreaktorus, parādīja, ka tā varētu uztvert aptuveni 80 procentus no spēkstacijas dienas laikā izdalītā oglekļa dioksīda, kad ir pieejama saules gaisma. Lai gan šis oglekļa dioksīds vēlāk izdalīsies, kad degviela tiks sadedzināta transportlīdzekļos, oglekļa dioksīds tik un tā būtu nokļuvis atmosfērā. Atkārtoti izmantojot to atjaunojamajā šķidrajā kurināmajā, iespējams novērst oglekļa dioksīda izdalīšanos no fosilā kurināmā, tādējādi samazinot kopējās emisijas.
Pieaugošā interese par oglekļa dioksīda emisiju regulēšanu varētu būt arī labums aļģu degvielai. Jarvis saka, ka, ja pastāv oglekļa nodoklis vai cits veids, kā būtībā pelnīt naudu, uztverot oglekļa dioksīdu, tas noteikti varētu ietekmēt ekonomiku. Taču GreenFuel procesu attīstības viceprezidents Džons Levards saka, ka uzņēmums domā, ka tas var sasniegt konkurētspējīgas cenas bez oglekļa nodokļiem.
Taču pagaidām izmaksu samazināšana nozīmēs daudzu tehnisku šķēršļu pārvarēšanu. Skaidrs, ka [degvielu ražot no aļģēm] var izdarīt, saka Lissa Morgenthaler Jones, LiveFuels izpilddirektore. Jautājums tikai, vai mēs to varam izdarīt lēti. Un vienīgais veids, kā mēs to uzzināsim, ir, ja mēs to darām — ja mēs patiešām izejam, iztērēsim dažus miljonus un panāksim to.
Mūsdienās ir daudz federālo interešu. Savā uzrunā par stāvokli Savienībā prezidents Bušs izvirzīja ambiciozu mērķi līdz 2017. gadam aizstāt 20 procentus no benzīna patēriņa Amerikas Savienotajās Valstīs, galvenokārt saražojot 35 miljardus galonu atjaunojamās degvielas. Šo mērķu sasniegšana būs izaicinājums. Šobrīd biodegvielas nāk no pārtikas kultūrām, piemēram, sojas pupiņām un kukurūzas; jau tagad pieprasījums pēc kukurūzas etanola ražošanai paaugstina pārtikas produktu cenas un veicina protestus Meksikā. Viena no alternatīvām pārtikas avotiem ir celulozes materiāli, piemēram, skaidas, zāle un kukurūzas kāti, kas ir bagātāki nekā kukurūzas graudi. Taču tām ir vajadzīgas īpašas apstrādes metodes, un, lai gan dažas no šīm metodēm ir demonstrētas mazās rūpnīcās, tās vēl ir jāpierāda komerciāli.