Рубрика | Україна

Водоросли возвращаются

«Никогда не апеллируй к лучшим качествам человека. Возможно, он ими не располагает. Надежней обращаться к его личному интересу».

(Роберт Энсон Хайнлайн, «Достаточно времени для любви, или Жизни Лазаруса Лонга»)

Топливный кризис 70-х заставил многие энергозависимые страны мира задуматься над своим энергетическим будущим и дал толчок целому ряду удивительных проектов – от получения «черного золота» из бытового мусора до производства бензина и дизеля из сине-зеленых водорослей. К счастью для нефтяников, разработанные тогда технологии оказались чересчур дорогостоящими, а затраты на развитие производства синтетического топлива – слишком высокими. Одиннадцать лет назад администрация президента Клинтона закрыла последнюю программу «необычной» направленности, заявив, что использование водорослей в качестве сырья для биотоплива будет экономически рентабельным при ценах на нефть свыше $60/барр. Когда стоимость последней раздумывала, не упасть ли ей ниже $10, водоросли считались гораздо большей экзотикой, чем $147/барр.

Сегодня непредсказуемые цены на «черное золото» вместе с достижениями современной биотехнологии вдохнули новую жизнь в заброшенные десятилетия назад исследования. В случае успеха грязно-зеленая живая тина, являющаяся одним из старейших организмов на земле, может оказаться настоящим благом для будущих потребностей мировой транспортной системы. Впрочем, стоит ли она выделки?

Под водорослями (лат. Algae) обычно подразумевают различные — в основном, водные организмы, содержащие хлорофилл и вырабатывающие органические вещества в процессе фотосинтеза. Хотя они бывают самых причудливых форм и размеров (от долей микрона до 40 м длиной), с «топливной» точки зрения наибольший интерес представляют микроводоросли, обитающие практически везде, где есть влага, и насчитывающие свыше ста тысяч видов. Для роста водорослям жизненно необходим солнечный свет, двуокись углерода и, конечно же, вода. В процессе фотосинтеза, благодаря которому солнечная энергия преобразуется в химическую, микроводоросли аккумулируют в клетках различные липиды и жирные кислоты. Если подсчитать, сколько масел содержится в «грязной тине» и «сухопутных» растениях, используемых в качестве сырья для биотоплива, окажется, что доли отличаются как минимум на порядок! Некоторые виды дают в 15 раз больше масла с гектара, чем традиционные культуры, такие как рапс, пальма или соя. Другие же растут настолько быстро, что по три-четыре раза в день удваивают свой размер.

Поиск наиболее подходящих для производства биотоплива растений все еще продолжается. Проблема заключается в том, что водоросли с высоким содержанием масла, как правило, растут медленнее остальных. Например, водоросли, содержащие до 80% липидов, делятся лишь раз в десять дней, в то время как содержащие 30% могут делиться трижды в день. Кроме того, виды, способные к производству большого количества липидов, делают это при недостатке питательных веществ. Однако такой недостаток замедляет их рост. Некоторые исследователи надеются генетически изменить водоросли таким образом, чтобы они давали больше масла. Другие идут иным путем – они создают желтые водоросли, которые позволяют солнечным лучам глубже проникать в воду и способствовать более равномерному росту.

Рассматривая микроводоросли в качестве топливного сырья, не следует забывать, что они являются единственной масленичной культурой, из которой не производится продовольствие, корма и другие сельскохозяйственные продукты. Со временем этот факт может стать определяющим, поскольку Комиссар ЕС по вопросам экологии Ставрос Димас уже признал, что, агитируя за биобензин и биодизель (в Германии, Франции, Австрии, Чехии под рапс уже отведено до 14% пашни), его ведомство не предполагало, к чему это приведет. Не секрет, что растущая популярность нетрадиционных видов топлива и требования ЕС, согласно которым доля их использования в структуре энергопотребления стран-членов Союза до конца 2010 г. должна достичь 5,75%, успела существенно повлиять на стоимость зерна и растительных масел. Перепрофилирование посевных площадей, снижение урожайности, рост потребления – все это способно спровоцировать глобальный кризис на рынке продовольствия. В случае его возникновения от голода может погибнуть более 1 млрд человек.  «Теперь мы ясно видим, что социальные и экологические проблемы, связанные с биотопливом, гораздо серьезнее, чем мы думали, – говорит Комиссар ЕС по вопросам экологии. – Нам необходимо ввести новые критерии, которые бы гарантировали стабильность в этих вопросах».

«Преступлением против человечности» назвал докладчик ООН по праву на продовольствие Жан Зиглер, получающую все большее распространение практику выращивания урожаев энергетических культур. В свою очередь, в докладе «Биоэнергия, не наносящая ущерб окружающей среде» эксперты ООН сходятся во мнении, что до увеличения доли биотоплива в энергетическом балансе необходимо продумать систему выращивания и восстановления пищевых культур.

Впрочем, столь печальное, на первый взгляд, положение вещей можно изменить, используя для производства того же биодизеля масла, получаемые из микроводорослей. Дело за малым – научиться эффективно перерабатывать влажную биомассу в продукт, пригодный для заполнения топливных баков автомобилей.

В настоящее время существует два основных метода выращивания водорослей. В первом используется ряд последовательно расположенных резервуаров-хранилищ, связанных между собой прозрачными трубами на опорах. Водоросли и воду прокачивают через трубы, обеспечивая максимальное воздействие на них солнечного света. Закачиваемый в установку углекислый газ питает водоросли. Риск загрязнения водорослей весьма мал, поскольку они растут в условиях, близких к лабораторным. Урожайность также высока, и оборудование занимает небольшую площадь, хотя его стоимость достаточно велика (для промышленного производства необходимо несколько километров труб), существенны и расходы по обслуживанию труб.

Альтернативный метод заключается в прокачивании воды по замкнутому открытому каналу. На действующих «водорослевых фермах» в таком канале циркулирует примерно столько воды, сколько в 50-метровом плавательном бассейне. Открытые водоемы дешевле замкнутых систем, но и у них есть недостатки: солнечный свет достигает только водорослей, находящихся у поверхности, вода легко испаряется, труднее управлять температурой (особенно если ночью она значительно ниже, чем днем). Выше и риск загрязнения, тем более что в открытые водоемы часто попадают организмы, питающиеся водорослями, которых, по словам профессора Уэльского университета Питера Вильямса, «можно сравнить с псом в мясной лавке; они размножаются и побеждают».

Еще одной проблемой для обеих систем является большое количество задействованной воды, которую необходимо обновлять ежедневно, предварительно выдерживая в темноте. «Это похоже на любую сельскохозяйственную систему, но работающую с очень высокой интенсивностью», – говорит Ян Арчибальд из Shell Global Solutions Int.

Сбор водорослей и получение из них масла – это еще одно техническое и денежное препятствие. Крошечные растения имеют диаметр в 1/10 диаметра человеческого волоса – то есть слишком малы для сбора путем фильтрации воды. На промышленных предприятиях, выращивающих водоросли для фармацевтической промышленности, используются иные способы, такие как введение химикатов, способствующих склеиванию водорослей, или центрифугирование с целью отделения воды от водорослей. Оба эти метода оказываются дорогостоящими при использовании их в крупномасштабном промышленном производстве. Исследователи ищут наилучший способ из многочисленных вариантов решения этой проблемы.

Существуют также различные методы выделения липидов и их обработки с целью получения биодизельного топлива. Обычные методы получения масла из водорослей заключается в выдавливании его из высушенных водорослей или в добавлении химикатов, удаляющих масло. Однако растительное масло должно пройти обработку перед тем, как его будут использовать в качестве топлива. Дизельный двигатель может работать на растительном масле, однако при этом в нем образуются вязкие отложения, и само топливо затвердевает при низких температурах. Стандартная обработка масла, получаемого из сельскохозяйственных культур, может быть использована и для масла из водорослей. Реакция переэтерификации разрывает его углеродные цепочки и при избытке метанола позволяет извлечь масло, которое можно смешивать с обычным дизельным топливом. В дизельные смеси можно добавлять до 10% обработанного масла из водорослей. В альтернативном методе, называемом гидроочисткой, вместо метанола используется водород и катализаторы для ускорения химической реакции. Хотя такой подход позволяет получить топливо, идентичное углеводородному, он более сложный и дорогостоящий.

В общем, скептицизма в «водорослевом» вопросе почти столько же, сколько и оптимизма. Главная цель, стоящая сегодня перед исследователями, – снижение себестоимости производства биотоплива из водорослей. Результат можно будет считать удовлетворительным при достижении уровня $0,5/л. Основные (и до конца нерешенные) проблемы заключаются в обеспечении стабильного ежедневного прироста биомассы и возможности доведения технологии получения топлива до коммерчески приемлемого уровня. С другой стороны, здесь непаханое поле деятельности для биоконструкторов – «лучше бы они приложили свои силы здесь, чем клонировать колбасу» (выражение Владимира Романченко). Кстати, о клонировании.

Из пресс-релиза центра по клонированию: «Сегодня мы увеличили количество наших клиентов на 300%».

Автор:

(Всего статей: 526)

Заместитель директора по специальным проектамСвязаться с автором

Если вы нашли в статье ошибку, выделите ее,
нажмите Ctrl+Enter и предложите исправление

РЕКЛАМА

РЕКЛАМА

РЕКЛАМА

  • Для отображения содержимого включите AdobeFlashPlayer по ссылке

    Get Adobe Flash player

  • Для отображения содержимого включите AdobeFlashPlayer по ссылке

    Get Adobe Flash player

  • Для отображения содержимого включите AdobeFlashPlayer по ссылке

    Get Adobe Flash player

  • Для отображения содержимого включите AdobeFlashPlayer по ссылке

    Get Adobe Flash player

  • Для отображения содержимого включите AdobeFlashPlayer по ссылке

    Get Adobe Flash player

Дискуссия

  • Європейська комісія рекомендувала російському ПАТ «Газпром» укласти довгостроковий транзитний контракт із новим оператором української газотранспортної системи.

    Про це повідомила пресслужба НАК » Нафтогаз України» Facebook.

    «Єврокомісія рекомендувала Газпрому заключити довгостроковий контракт на значний обсяг за європейськими правилами і з новим українським оператором ГТС, бо це відповідає комерційним інтересам усіх сторін та забезпечує енергетичну безпеку Європи. Це правда», — написали у Нафтогазі.

    НАК наголошує, що російські державні ЗМІ натомість вдаються до фейків.

    «Спроби російських державних ЗМІ переконати когось у тому, що ЄС підтримує прагнення Росії отримати контракт за допомогою політичного тиску — неправда… Будьте обережні, перевіряйте інформацію і її джерела. Такого в найближчі місяці буде багато», — зазначили у Нафтогазі.

    Українська компанія також додала, що Єврокомісія не підтримує прагнення Газпрому за допомогою політичного шантажу уникнути виконання законного арбітражного рішення в Стокгольмі.

    «Термінал» писав, транзитний контракт з Газпромом може бути підписаний за умов повного виконання Україною європейських правил з відділення оператора ГТС. Про це під час п’ятого Українського газового форуму сказав міністр енергетики та захисту довкілля Олексій Оржель.

    Читать все: Анекдоти, Енергетика, Компанії, Метан, Офіціоз, Торгівля

  • Китай продает СПГ уже и Японии
  • Энергосистемы Латвии и Эстонии свяжет новый «энергомост»
  • Нельзя помочь тому
  • Он любил курить на рабочем месте

Архивы

РЕКЛАМА

Использование материалов «http://oilreview.kiev.ua» разрешается при условии ссылки на «Терминал».

Для интернет-изданий обязательна прямая, открытая для поисковых систем, гиперссылка в первом абзаце на конкретный материал.


Please leave this field empty.

Ваши Имя Фамилия (обязательно):

Ваш контактный телефон:

Ваш E-Mail (обязательно):

Ваше сообщение:

Исправить это! :)

Ошибка:

Как правильно: