Od vseh možnosti za čisto energijo v razvoju je biogorivo na osnovi alg najbolj podobno sestavi surove nafte, ki se črpa izpod morskega dna. Konec koncev smo veliko tega, kar poznamo kot nafta, nastali iz teh zelo mikroorganizmov z naravno pretvorbo, ki je bila olajšana s toploto, ki se je izvajala skozi milijone let.
Zdaj so raziskovalci ameriškega Nacionalnega laboratorija za pacifiški severozahod v ameriškem Ministrstvu za energetiko v Richlandu v Washingtonu odkrili način, kako ne samo ponoviti, ampak pospešiti ta postopek kuhanja do točke, ko se lahko spremeni majhna mešanica alg in vode. nekakšno surovo nafto v manj kot uri. Poleg tega, da jih je mogoče zlahka predelati v izgorevalne pline, kot so reaktivno gorivo, bencin ali dizelsko gorivo, lastniška tehnologija kot stranski proizvod ustvarja tudi kemične elemente in minerale, ki jih je mogoče uporabiti za proizvodnjo električne energije, zemeljskega plina in celo gnojila, da bi morda rasli še več alg. Prav tako bi lahko pripomogel k temu, da bi bile alge sprejemljiva alternativa; Analiza je pokazala, da lahko uporaba te tehnike v širšem obsegu podjetjem omogoči komercialno prodajo biogoriva za samo dva dolarja na galono.
"Ko gre za to, Američani niso všeč Evropejcem, ki se bolj skrbijo za zmanjšanje svojega ogljičnega odtisa, " pravi vodilni preiskovalec Douglas C. Elliott, ki je alternativna goriva raziskoval 40 let. "Gonilna sila za sprejemanje katere koli vrste goriva je navsezadnje to, da je poceni kot bencin, ki ga uporabljamo zdaj."
Znanstvenike že dolgo privlači seznam perila s svojstvenimi prednostmi, ki se jih alge ponašajo z drugimi viri energije. Ameriško ministrstvo za energetiko na primer ocenjuje, da bi za povečanje proizvodnje goriva iz alg za doseganje vsakodnevne porabe nafte v državi potrebovali približno 15.000 kvadratnih kilometrov zemlje, približno velikosti majhne države, kot je Maryland. Za primerjavo, zamenjava samo dobave dizla, proizvedenega z biodizlom iz soje, bi zahtevala odvajanje polovice nacionalne kopenske mase.
Poleg možnosti za veliko večje donose je gorivo iz alg še čistejše od nafte, saj morske rastline iz ozračja odvajajo ogljikov dioksid. Kmetijsko alge cvetijo v številnih habitatih, od oceanskih ozemelj do odpadnih vod. Kot jedrsko gorivo ni nevarno in je biološko razgradljivo, za razliko od sončnih panelov in drugih mehanskih posegov. Prav tako ne tekmuje z zalogami hrane in je spet dovolj podoben bencinu, da ga je mogoče enako rafinirati z obstoječimi napravami.
"Etanol iz koruze je treba mešati s plinom in modificiranim rastlinskim oljem za uporabo z dizlom, " pravi Elliott. "Toda to, kar ustvarjamo pri pretvorbi alg, je bolj neposredna pot, ki ne potrebuje posebnega ravnanja ali mešanja. "
Ali kot trdi raziskovalec alg Juergen Polle iz Brooklyn Collegea: "Ne moremo leteti z etanolom. Potrebujemo nafto, " pravi za CBS News .
Medtem ko se je infrastruktura za proizvodnjo etanola na osnovi koruze razširila do te mere, da večina avtomobilov na cesti vozi z bencinskimi mešanicami, sestavljenimi iz 10-odstotnega biogoriva, od začetka iskrenja zanimanja za nenehni razvoj goriv iz alg tako zelo glavno napreduje. osemdeseta leta. Strokovnjaki v industriji to prizadetost pripisujejo pomanjkanju izvedljive metode za proizvodnjo goriv iz alg, ki znašajo tudi do 10 dolarjev na galono, je poročalo poročilo New York Timesa . Vendar je obljuba o nafti iz alg dovolj zastrašujoča, da je ExxonMobil leta 2009 vključil strokovno znanje svetovno znanega laboratorija Synthetic Genomics s področja biotehnike Craig Venter za izdelavo genetskega seva alg, bogatih z lipidi, kot sredstva za izravnavo stroškov gojenja in predelavo snovi v tržno privlačen vir. Kljub vlaganju 600 milijonov ameriških dolarjev v veliko ambiciozno prizadevanje pa je projekt naletel na "tehnične omejitve", zaradi česar je podjetje v začetku letošnjega leta prisililo, da je gorivo iz alg "verjetno še dlje", kot je 25 let daleč od tega, da postanejo mainstream.
Sistem hidrotermalnega utekočinjanja, ki ga je razvila Elliottova ekipa, ni nič novega. V bistvu so se znanstveniki lotili tehnologije med energetsko krizo v 70. letih prejšnjega stoletja kot način za uplinjanje različnih oblik biomase, kot je les, na koncu so jo desetletje pozneje opustili, ko se je cena bencina vrnila na bolj razumne ravni. Različna različica PNNL-a je "razmeroma novejša" in zasnovana zgolj zato, da bi prikazala, kako zamenjava stroškovno intenzivnih praks, kot je sušenje alg pred mešanjem kemikalij, s poenostavljenim pristopom naredi celoten postopek veliko bolj stroškovno učinkovit v vseh fazah. Elliott pojasnjuje na primer, da se večji del izdatkov porabi za dvig alg, ki se gojijo v tako imenovanem sistemu odprtega ribnika, podobno kot v naravnem okolju, ali v dobro nadzorovanih pogojih, ki jih najdemo v zaprtih sistemih. Sistem odprtega ribnika ni preveč drag, vendar se ponavadi daje več onesnaženih in neuporabnih pridelkov, medtem ko so umetne nastavitve, v katerih se alge gojijo v prozornih zaprtih posodah in krmljene s sladkorjem, drago vzdrževati.
"Ljudje imajo to nekoliko napačno idejo, da lahko alge gojite kjer koli le zato, ker jih bodo našli na krajih, kot je njihov bazen, vendar je množično pridobivanje alg z gorivom v resnici zelo zahtevno, " pravi Elliott. "Lepota našega sistema je v tem, da vanj lahko vnesete skoraj vse alge, tudi mešane. Zrastete lahko, kolikor lahko, katerikoli sev, celo nižje vrste lipidov in mi ga lahko spremenimo v surovo. "
Forbesov energetski poročevalec Christopher Helman ima dober opis, kako deluje ta posebna tehnika hidrotermalnega utekočinjanja:
"Začnete z virom alg, pomešanim z vodo. Idealna rešitev je 20 mas. Alg po teži. Nato jo neprestano pošiljate po dolgi cevi, ki drži alge pri 660 stopinjah Fahrenheita in 3000 psi 30 minut med mešanjem. Čas v tem tlačnem kuhalniku razgradi alge (ali drugo surovino) in jo predela v olje.Glede na 100 kilogramov surovin alg bo sistem v skladu s študijami PNNL prinesel 53 kilogramov "bio olja". Olje je kemično zelo podobno lahkemu, sladkemu surovemu, s kompleksno mešanico lahkih in težkih spojin, aromatikov, fenolnih, heterocikličnih in alkanov v območju C15 do C22. "
Delovanje v bistvu ekstremnega tlačnega štedilnika pri tako konstantni visoki temperaturi in stresu zahteva precej energije, čeprav Elliott poudarja, da so vgradili svoj sistem s funkcijami za rekuperacijo toplote, da bi maksimalno izkoristili toploto, tako da jo vrnejo v postopek, kar naj bi imelo za posledico znaten skupni neto porab energije. Kemijska reakcija, ki iz tega izhaja, za seboj pušča številne spojine, kot so vodik, kisik in ogljikov dioksid, ki jih lahko uporabimo za tvorbo zemeljskega plina, medtem ko preostali minerali, kot so dušik, fosfor in kalij, delujejo dobro kot gnojilo.
"To je način posnemanja tega, kar se naravno zgodi v neprimerljivem času, " doda. "To počnemo veliko, veliko hitreje."
Elliott-ova ekipa je tehnologijo licencirala pri ustanovitveni ustanovi Genifuel Corporation s sedežem v Utah, ki upa, da bo nadgradila raziskavo in jo na koncu implementirala v širšem komercializiranem okviru. Predlaga, da bi bilo treba tehnologijo spremeniti tako, da bi dnevno pretvorili približno 608 ton suhih alg v surovo, da bi bila finančno vzdržna.
"Izjemen izziv je ustvariti biogorivo, ki bo stroškovno konkurenčno uveljavljenim gorivom na osnovi nafte, " je v izjavi dejal predsednik družbe Genifuel James Oyler. "To je ogromen korak v pravo smer."
