Биотопливо
Водоросли — это универсальные организмы, которые не имеют настоящей корневой системы или листьев. В отличие от растений, водоросли не потребляют воду и питательные вещества через корни, и не высвобождают их через испарение листьями. В закрытой системе водоросли нуждаются на 99% меньше воды, чем другие культуры. Благодаря тому, что водные растения не имеют прочного стебля и корней и накапливают питательные вещества всей своей поверхностью, водоросли способны намного быстрее наращивать биомассу, чем любые сельскохозяйственные растения. Одной из наиболее положительных качеств водорослей является то, что они могут расти с использованием диоксида углерода. Водоросли растут на 30 процентов быстрее, когда они потребляют выбросы диоксида углерода, образованные от сжигания ископаемого топлива. Большие бури микроводоросли растут очень быстро и легко используются в качестве биотоплива. Они не содержат лигнина и целлюлозы, улучшает процесс преобразования сырья в биотопливо. Водоросли можно использовать для производства метана путем анаэробного сбраживания или этанола путем брожения. Но наибольшее их потенциальная ценность заключается в том, что они могут использоваться в качестве сырья для производства биодизельного топлива. Биодизель из микроводорослей имеет два основных преимущества по сравнению с производством биодизельного топлива из растительных масел. Во-первых, они содержат большое количество полиненасыщенных жирных кислот, которые позволяют биодизеля не терять качества топлива при низких температурах, из-за чего дизельные двигатели на этом топливе могут работать и в холодных условиях. Во-вторых, выход топлива из микроводорослей в 20-30 раз выше, чем из растений масличных культур при выращивании их на одинаковой площади. Технологии выращивания водорослей Водоросли можно выращивать как в открытых прудах, так и в специальных биореакторах. Основные проблемы, которые могут возникнуть при выращивании водорослей в открытых водоемах, это низкая производительность штамма водорослей, уязвимость к колебаниям температуры и высокие потери воды при испарении. Переход к биореакторов может сразу решить большую часть проблем, с которыми сталкиваются в открытых водоемах. Но с другой стороны, биореакторы требуют и больших капиталовложений. Фермы по выращиванию водорослей могут работать и на использовании отходов, используемых в качестве источника питания. В случае производства биотоплива из водорослей образуются побочные продукты, которые можно использовать для получения удобрений с высоким содержанием азота и фосфора. Удобрения из водорослей гораздо безопаснее и экологически чистые, чем навоз. Производительность водорослей, так же как и сельскохозяйственных культур, зависит от ряда факторов, в частности от солнечного света. Если выращивать водоросли в открытых водоемах, в северных регионах выход биомассы будет значительно меньше, чем в южных. Кроме того, стоит отметить, что процесс переработки водорослей носит характер сезонной изменчивости: зимой производительность водорослей втрое, чем летом. В открытых водоемах параллельно по выращиванию водорослей можно держать рыбу. Но наиболее эффективно использовать такие водоросли для очистки сточных вод. Тогда стоимость добытых водных ресурсов, полученных с помощью микроводорослей в процессе переработки сточных вод, может превышать стоимость топлива, удобрений, а также всех других продуктов вместе взятых. Мировая практика Ближний Восток Израильская фирма ООО Seambiotic предложила технологию, которая позволяет промышленное культивирование морских водорослей с помощью диоксида углерода, который выделяется вместе с выбросами электростанций. Вместо того, чтобы загрязняющие газы, по данным ученых является одной из главных причин глобального потепления, выходили в атмосферу, они проходят процесс фильтрации через бассейн, где живут микроскопические водоросли, которые затем используется для производства топлива. Эта технология дает возможность получать углекислый газ бесплатно, и также уменьшает выбросы в окружающую среду. По данным разработчиков, для производства одного литра топлива требуется пять килограммов водорослей. Япония В Японии, где производится очень большое количество водорослей, довольно большая проблема с утилизацией водорослей, намываются на берег, ведь эти водоросли начинаются гнить и выделять специфический запах. Утилизация таких отходов требует дополнительных затрат. Японские исследователи разработали систему брожения биомассы, которая использует намытые на берег водоросли для производства топлива, которое идет на получение электроэнергии. Tokyo Gas и NEDO создали систему брожения биомассы водорослей с применением микроорганизмов, в результате чего выделяется метан. Метановое топливо направляется в газовый двигатель, вращающий электрический генератор. На опытной станции Tokyo Gas такая установка перерабатывает 1 тонну водорослей в день, создавая 20 тыс. м3 метана. Для повышения мощности генератора к этому газу, полученного от водорослей, примешивают еще и природный. В результате генераторная установка вырабатывает мощность в 10 кВт, которой достаточно для отопления 20 домов. США Корпорация GreenFuel Technologies (США) разработала технологию выращивания водорослей Emissions-to-Biofuels, которая работает на выбросах теплоэлектростанции (ТЭЦ). Биореактор, применяемая в этом технологическом цикле, представляет собой прозрачные колбы, в которых растут и питаются водоросли. Кроме водорослей и воды, в колбы постоянно добавляются питательные вещества, например, растительные остатки. Дымовой газ или газовые потоки, обогащенные СО2, пропускают через биореактор с помощью вентилятора. Газ оптимизирует темпы роста водорослей, которые начинают активно размножаться. Часть биомассы постоянно выводится из биореактора и проходит первичную сушку. После окончательного обезвоживания, биомасса готова для дальнейшей переработки. Вода, которая выделяется после обезвоживания водорослей, возвращается в биореактор с небольшим очистки потока для предотвращения осадка солей. Описанный процесс позволяет получить спирты, биодизель, высококачественный корм для животных и также другие побочные продукты. Промышленная установка может давать до 80 т / га водорослей в год. Этот процесс значительно снижает дымовые выбросы ТЭЦ: NO2 — до 86% и СО2 — до 40%. Источник: журнал «Агросектор»
