От всички опции за чиста енергия в развитието е биологичното гориво на базата на водорасли, което най-много прилича на състава на суровия нефт, който се изпомпва изпод морското дъно. Голяма част от онова, което знаем като петрол, в крайна сметка се е образувало от тези много микроорганизми, чрез естествено улеснено преобразуване на топлината, което се е разиграло в течение на милиони години.
Сега, изследователи от Националната лаборатория на Тихоокеанския северозапад в Министерството на енергетиката на САЩ в Ричланд, Вашингтон, откриха начин не само да се възпроизведе, но и да се ускори този процес на "готвене" до момента, в който може да се превърне малка смес от водорасли и вода. вид суров нефт за по-малко от час. Освен че лесно могат да бъдат преработени в горими газове като реактивно гориво, бензин или дизелово гориво, собствената технология също генерира като страничен продукт химически елементи и минерали, които могат да бъдат използвани за производство на електричество, природен газ и дори тор, за да може би да растат още повече водорасли. Той също така може да помогне на водораслите като жизнеспособна алтернатива; анализ показа, че прилагането на тази техника в по-широк мащаб може да позволи на компаниите да продават биогорива за търговски цели за два долара за галон.
"Когато се стигне до това, американците не са като европейците, които са склонни да се грижат повече за намаляване на въглеродния си отпечатък", казва водещият изследовател Дъглас К. Елиът, който изследва алтернативни горива в продължение на 40 години. „Движещата сила за приемането на всякакъв вид гориво е в крайна сметка независимо дали е толкова евтина, колкото бензина, който използваме сега“.
Учените отдавна са заинтригувани от списъка с пране на присъщи предимства водорасли, които се гордеят с други енергийни източници. Министерството на енергетиката на САЩ, например, изчислява, че увеличаването на производството на горива от водорасли, за да се отговори на ежедневното потребление на петрол в страната, ще отнеме около 15 000 квадратни мили земя, приблизително размерите на малък щат като Мериленд. За сравнение, замяната само на доставката на дизелово гориво, произведено с биодизел от соя, ще изисква отделяне на половината от земната маса на страната.
Освен потенциала за много по-високи добиви, горивото от водорасли все още е по-чисто от петролното, тъй като морските растения поглъщат въглероден диоксид от атмосферата. Земеделските култури процъфтяват в широк спектър от местообитания, от океанските територии до околната среда на отпадните води. Не е опасно като ядреното гориво и е биоразградимо за разлика от слънчевите панели и други механични интервенции. Той също така не се конкурира с доставките на храни и отново е достатъчно подобен на бензина, че може да бъде рафиниран по същия начин, като използва съществуващите съоръжения.
„Етанолът от царевицата трябва да бъде смесен с газ и модифицирано растително масло, за да се използва дизелово гориво“, казва Елиът. „Но това, което правим тук при конвертирането на водорасли, е по-скоро директен път, който не се нуждае от специална обработка или смесване. "
Или, както твърди изследователят на водорасли Юрген Поле от Бруклинския колеж: "Не можем да летим самолети с етанол. Нуждаем се от петрол", казва той пред CBS News .
Но макар инфраструктурата за производство на етанол на основата на царевица да се разшири дотолкова, че повечето автомобили по пътя работят на бензинови смеси, състоящи се от 10-процентово биогориво, продължаващото разработване на водорасло с гориво е прогресирало толкова главно от първоначалната искра на интереса към 80-те години. Експертите в отрасъла приписват това изнемогване на липсата на осъществим метод за производство на гориво от водорасли, достигащо 10 долара за галон, според доклад в New York Times . Обещанието за масло от водорасли обаче беше достатъчно мъчително, че през 2009 г. ExxonMobil включи експертните познания на лабораторията Synthetic Genomics на Synthetic Genomics на световно известния биоинженер Craig Venter за създаване на генетичен щам от богати на липиди водорасли, като средство за компенсиране на разходите за отглеждане и преработване на веществото в търговски атрактивен ресурс. Въпреки това, въпреки инвестирането на 600 милиона долара в значително амбициозно начинание, проектът бе изпълнен с „технически ограничения“, принуждавайки компанията да признае по-рано тази година, че горивото от водорасли е „вероятно по-далеч“, отколкото на 25 години от превръщането им в основен.
Хидротермалната система за втечняване, разработена от екипа на Елиът, не е нещо ново. В действителност учените се занимават с технологията на фона на енергийна криза през 70-те години на миналия век като начин за газифициране на различни форми на биомаса като дървесината, като в крайна сметка я изоставят десетилетие по-късно, тъй като цената на бензина се върна на по-разумни нива. Вградената в лабораторията версия на PNNL обаче е „сравнително по-нова“ и е предназначена просто да демонстрира как замяната на интензивни практики като изсушаване на водораслите преди смесване в химикали с рационализиран подход прави целия процес много по-рентабилен през всички фази. Елиът обяснява например, че по-голямата част от разходите се изразходват за отглеждане на водорасли, които се отглеждат или в отворена езерна система, подобна на естествена среда, или в добре контролирани условия, намиращи се в системи със затворен контур. Системата с открит водоем не е твърде скъпа за работа, но има тенденция да дава повече замърсени и неизползваеми култури, докато изкуствените условия, където водораслите се отглеждат в чисти затворени контейнери и се хранят със захар, са скъпи за поддържане.
„Хората имат тази леко неточна идея, че можете да отглеждате водорасли навсякъде, само защото ще открият, че расте на места като плувния си басейн, но масовото събиране на водорасли с гориво всъщност е много предизвикателно“, казва Елиът. „Красотата на нашата система е, че можете да влагате в нея почти всякакъв вид водорасли, дори смесени щамове. Можете да отглеждате колкото можете, всеки щам, дори по-ниски липидни видове и ние можем да го превърнем в суров “.
Енергийният репортер на Forbes Кристофър Хелман има добро описание как работи тази конкретна хидротермална техника на втечняване:
"Започвате с източник на водорасли, смесен с вода. Идеалното решение е 20% тегловни водорасли. След това го изпращате непрекъснато надолу по дълга тръба, която държи водораслите при 660 градуса по Фаренхайт и 3000 psi за 30 минути, докато разбърквате Времето в тази тенджера под налягане разгражда водораслите (или друга суровина) и ги реформира в масло.Като се имат предвид 100 килограма суровина от водорасли, системата ще даде 53 килограма „био-масло“ според проучванията на PNNL. Маслото е химически много подобно на леко, сладко сурово, със сложна смес от леки и тежки съединения, аромати, феноли, хетероциклици и алкани в обхвата от C15 до C22. "
Работата с това, което по същество е готварска печка с изключително високо налягане при толкова постоянна висока температура и стрес, изисква доста голяма мощност, въпреки че Elliott посочва, че те са изградили системата си с функции за възстановяване на топлината, за да увеличат максимално топлината, като я върнат обратно в процеса, което би трябвало да доведе до значителна нетна печалба на енергия като цяло. Като бонус произтичащата от това химическа реакция оставя след себе си цяла гама от съединения, като водород, кислород и въглероден диоксид, които могат да се използват за образуване на природен газ, докато остатъчните минерали като азот, фосфор и калий работят добре като тор.
„Това е начин да имитирате това, което се случва естествено за непосилен период от време“, добавя той. "Просто го правим много, много по-бързо."
Екипът на Елиът е лицензирал технологията на стартиращата корпорация Genifuel Corporation, базирана в Юта, която се надява да надгради изследванията и в крайна сметка да я приложи в по-голяма търговска рамка. Той предполага, че технологията ще трябва да бъде мащабирана, за да превърне приблизително 608 метрични тона сухи водорасли в суров на ден, за да бъде финансово устойчива.
„Голямо предизвикателство е да се направи биогориво, което да е конкурентно на разходите с установените горива на петролна основа“, заяви в изявление президентът на Genifuel Джеймс Ойлер. "Това е огромна стъпка в правилната посока."
