211service.com
Paliva na bázi řas nastavena na květ
Relativně vysoké ceny ropy, technologický pokrok a zvýšený důraz Bushovy administrativy na obnovitelná paliva přitahují nový zájem o potenciálně bohatý zdroj biopaliv: řasy. Řada startupů nyní demonstruje nové technologie a zahajuje velké výzkumné úsilí zaměřené na nahrazení stovek milionů galonů fosilních paliv do roku 2010 a mnohem více v budoucnu.
Mikrořasy kultivované v jihozápadních pouštích, jako jsou ty na obrázku, by se mohly ukázat jako skvělý zdroj obnovitelného paliva.
Řasy vytvářejí olej přirozeně. Surové řasy lze zpracovat na biosurovinu, obnovitelný ekvivalent ropy, a rafinovat na benzin, naftu, tryskové palivo a chemické suroviny pro plasty a léky. Ve skutečnosti ji lze zpracovat ve stávajících ropných rafinériích a vyrobit téměř cokoliv, co lze vyrobit ze surové ropy. To je přístup, který uplatňují startupy Solix Biofuels se sídlem ve Fort Collins, CO a LiveFuels se sídlem v Menlo Park, CA.
Alternativně mohou být kmeny řas, které produkují více sacharidů a méně oleje, zpracovány a fermentovány za účelem výroby etanolu se zbytkovými bílkovinami používanými jako krmivo pro zvířata. Toto je jedno z potenciálních využití řas produkovaných startupem GreenFuel Technologies Corporation se sídlem v Cambridge, MA.
Teoretický potenciál je jasný. Řasy lze pěstovat v otevřených rybnících nebo je lze uzavřít v průhledných trubkách a mohou produkovat mnohem více ropy na akr než sójové boby, které jsou zdrojem oleje pro bionaftu. Řasy mohou také čistit odpad zpracováním dusíku z odpadních vod a oxidu uhličitého z elektráren. Navíc se dá pěstovat na okrajových pozemcích nepoužitelných pro běžné plodiny a může využívat vodu ze solných akviferů, která není užitečná pro pití ani pro zemědělství. Řasy mají potenciál produkovat obrovské množství ropy, říká Kathe Andrews-Cramer, vedoucí technický výzkumník pro biopaliva a bioenergetické programy v Sandia National Laboratories v Albuquerque, NM. Určitě bychom mohli nahradit veškerou naši motorovou naftu oleji získanými z řas a možná nahradit mnohem více než to.
Jistě, využití řas pro kapalná paliva bylo v minulosti rozsáhle studováno, včetně programu v Národní laboratoři pro obnovitelné zdroje energie (NREL), který probíhal téměř deset let. V té době nebyly výsledky povzbudivé. Program NREL byl ukončen v roce 1996, především proto, že v té době byly ceny ropy příliš nízké na to, aby mohly řasy konkurovat.
Ale Eric Jarvis, vědec NREL, říká, že se změnilo dost, že výzkumníci NREL očekávají restart programu během příštích šesti měsíců až jednoho roku. Když byl program v roce 1996 zrušen, ceny ropy byly relativně nízké. Dnešní vyšší ceny ropy usnadní konkurenci řas. Přesto Jarvis varuje, že musíte být opatrní, protože je tam teď spousta humbuku.
Pomoci by mohl biotechnologický pokrok v posledním desetiletí. Nové genomické a proteomické technologie výrazně usnadňují pochopení mechanismů podílejících se na produkci řasového oleje. Jednou z výzev, kterým výzkumníci čelili, je, že zatímco některé druhy řas mohou produkovat velké množství oleje – až 60 procent své hmotnosti – dělají to pouze tehdy, když hladoví o živiny. Když však hladoví po živinách, ztrácejí další ze svých atraktivních rysů: schopnost rychle růst a rozmnožovat se. Výzkumníci doufají, že porozumí molekulárním spínačům, které způsobují zvýšenou produkci ropy, s dodatečnou nadějí, že ji spustí bez vyhladovění řas. To by mohlo dramaticky zvýšit produkci ropy a snížit ceny.
Lepší pochopení biologie může výzkumníkům pomoci vyřešit další problém. Nejlevnější způsob pěstování řas je v otevřených rybnících. Ale otevřené rybníky plné živin vyzývají jiné druhy, aby se ujaly, soutěží s řasami a omezují produkci. Společnost LiveFuels, která financuje a koordinuje výzkum ve své vlastní laboratoři a v laboratořích Sandia a NREL, doufá, že vytvoří ekosystémy řas, které odolají takovým vetřelcům tím, že zajistí, aby se všechny živiny přeměnily na formy, které mohou řasy snadno využít, říká David Kingsbury. , předseda vědeckého poradního sboru společnosti.
Nedávné testy systému založeného na řasách vyvinutého společností GreenFuel, která na rozdíl od LiveFuels vyvíjí uzavřené bioreaktory, ukázaly, že dokáže zachytit asi 80 procent oxidu uhličitého vypouštěného z elektrárny během dne, kdy je k dispozici sluneční světlo. Ačkoli se tento oxid uhličitý později uvolní při spalování paliva ve vozidlech, oxid uhličitý by se do atmosféry dostal tak jako tak. Jeho opětovné použití v obnovitelných kapalných palivech umožňuje zabránit uvolňování oxidu uhličitého z fosilních paliv, a tím snížit celkové emise.
Rostoucí zájem o regulaci emisí oxidu uhličitého by mohl být také přínosem pro paliva z řas. Pokud existuje uhlíková daň nebo jiný způsob, jak v podstatě vydělat peníze zachycováním oxidu uhličitého, mohlo by to rozhodně ovlivnit ekonomiku, říká Jarvis. John Lewnard z GreenFuel, viceprezident pro vývoj procesů, ale říká, že společnost si myslí, že může dosáhnout konkurenceschopných cen bez uhlíkových daní.
Ale prozatím bude snížení nákladů znamenat překonání mnoha technických překážek. Je jasné, že [produkovat palivo z řas] lze, říká Lissa Morgenthaler Jones, generální ředitelka LiveFuels. Jedinou otázkou je, zda to dokážeme levně. A jediný způsob, jak to zjistíme, je, když to uděláme – pokud to skutečně vyrazíme, projdeme to, utratíme za to nějaké miliony a zrealizujeme to.
V těchto dnech je velký federální zájem. Prezident Bush ve svém projevu o stavu Unie stanovil ambiciózní cíl nahradit 20 procent spotřeby benzínu ve Spojených státech do roku 2017, převážně výrobou 35 miliard galonů obnovitelných paliv. Splnění těchto cílů bude výzvou. Právě teď pocházejí biopaliva z potravinářských plodin, jako jsou sójové boby a kukuřice; již poptávka po kukuřici k výrobě etanolu zvyšuje ceny základních potravin a podněcuje protesty v Mexiku. Jednou z alternativ potravinových zdrojů jsou celulózové materiály, jako jsou dřevěné štěpky, tráva a kukuřičná stébla, které jsou hojnější než kukuřičné zrno. Ty však vyžadují speciální metody zpracování, a přestože některé z těchto technik byly demonstrovány na malých závodech, musí být ještě komerčně ověřeny.