Czy biopaliwo z alg jest realną alternatywą dla ropy?

Czy moglibyśmy zamienić algi w paliwo? Sprawdź te zdjęcia pojazdów napędzanych paliwem alternatywnym, aby dowiedzieć się więcej. DCI

Jeśli byłeś w Teksasie i widziałeś rozległe, puste pola usiane ciężkimi maszynami, prawdopodobnie wiesz, że znaczna część krajowego oleju opałowego wypływa prosto z ziemi, tryskając przez studnie, które wiercą i pompują czarne złoto z głębi powierzchnia ziemi. Wydostanie całej tej ropy na powierzchnię wcale nie jest tanie ani łatwe, a ponieważ ceny ropy naftowej pozostają wysokie, producenci energii coraz częściej sięgają po inne źródła energii. W rzeczywistości jedno z najbardziej atrakcyjnych alternatywnych źródeł paliwa wcale nie pochodzi z ziemi. Zamiast tego znajdziesz go na otwartej wodzie - a może nawet we własnym akwarium.

Naukowcy używają terminu algi w odniesieniu do dużej i zróżnicowanej grupy organizmów podobnych do roślin, często występujących w wodzie. Podobnie jak rośliny, algi są fotosyntetyczne: przekształcają dwutlenek węgla w żywność za pomocą mocy światła słonecznego. Jednak glony nie mają łodyg ani korzeni.

Dla reszty z nas algi są najbardziej znane jako śluzowata zieleń, która rośnie na powierzchni wody w stawie i na powierzchni brudnych basenów. Glony są również plagą właścicieli akwariów na całym świecie, którzy toczą niekończącą się bitwę, aby zminimalizować ich rozprzestrzenianie się w swoich zbiornikach. Oprócz stawów, jezior, basenów i akwariów glony rosną również w glebie, śniegu, a nawet chmurach.

Chociaż dla niektórych mogą być bardzo uciążliwe, algi pełnią szereg ważnych funkcji środowiskowych. Według Encyclopedia of Biological Invasions algi wytwarzają ponad 70% światowego tlenu i pochłaniają duże połacie dwutlenku węgla.

Być może ważniejsze dla populacji planety, która w coraz większym stopniu zależy od ropy naftowej, algi mogą być również wykorzystywane do produkcji wielu biopaliw, w tym etanolu i biodiesla. Metody są różne, ale według magazynu Esquire, aby wyprodukować biodiesel z alg, producent energii często zaczyna od wyboru szczepu glonów, którego chce użyć, ponieważ niektóre są bardziej produktywne lub wydajne niż inne. Olejkowate donoszą, że firmy energetyczne zaczęły zajmować się inżynierią genetyczną najbardziej produktywnych szczepów glonów, których niewielka ilość jest dodawana do zbiornika wypełnionego wodą wraz z nawozami składników odżywczych. Algi są następnie wystawiane na działanie promieni słonecznych, które rozpoczynają proces fotosyntezy. Dwutlenek węgla jest przetwarzany z powietrza w cukier, a następnie glony metabolizują cukier w olej, co zajmuje około tygodnia. Pod koniec tego procesu algi wytworzą do 60 procent swojej masy w oleju.

Następnie producent paliwa musi wydobyć olej. Tłoczenie jest powszechną metodą ekstrakcji. Osiągnięto to za pomocą maszyny do fizycznego wyciskania oliwy (pomyśl o miażdżeniu oliwek i wyciskaniu ich w celu uzyskania oliwy) lub za pomocą sprężonego dwutlenku węgla, który oddziela oliwę przez odparowanie. Producent paliwa używa następnie katalizatora - na przykład wodorotlenku sodu i metanolu - do usuwania tlenu z oleju, zastępując go wodorem, tworząc biopaliwo do oleju napędowego.

Rafinerie mogą również przekształcać olej z alg w inne formy biopaliwa, w tym metan, benzynę i paliwo do silników odrzutowych. Według Smart Planet, paliwo do silników odrzutowych wytwarzane z alg pomogło zasilić lot United Airlines z Chicago do Houston w listopadzie 2011 r., Pierwszy komercyjny lot krajowy wykorzystujący paliwo na bazie alg. Nie tylko linie lotnicze idą (śliskie) zielone. Oilgae szacuje, że około 100 amerykańskich firm i taka sama liczba uniwersytetów bada obecnie produkcję paliwa na bazie alg.

Czy jesteśmy gotowi, aby rozpocząć napełnianie naszych samolotów, pociągów i samochodów paliwem napędzającym piany ze stawu? Czytaj dalej, aby się dowiedzieć.

Glony od dawna uważane są za lepszą alternatywę dla ropy naftowej niż inne naturalne źródła paliwa, takie jak soja, kukurydza i pszenica, głównie dlatego, że są one w stanie zapewnić znacznie większe plony (do 100 razy więcej oleju z akr). Chociaż użycie tych podstawowych produktów jako paliwa miało niezamierzony efekt w postaci wzrostu cen żywności przez zmniejszenie plonów, algi można zbierać na ropę w różnych zbiornikach wodnych bez zajmowania ziemi, która w innym przypadku byłaby wykorzystywana do uprawy.

Ale czy olej z alg jest realną alternatywą dla ropy? Krótka odpowiedź brzmi: tak, ale długoterminowa żywotność alg zależy od cen na stacjach benzynowych. Ponieważ ceny ropy naftowej pozostają wysokie, a proces uprawy, ekstrakcji i rafinacji oleju z alg staje się mniej kosztowny, algi stanowią coraz bardziej realną alternatywę dla ropy naftowej jako bazy paliwowej.

Chociaż kilkadziesiąt lat temu naukowcy zaczęli patrzeć na algi jako źródło paliwa, do niedawna olej z alg był uważany za zbyt kosztowny w produkcji na skalę wystarczająco dużą, aby spowodować spadek krajowego zużycia ropy naftowej. W 1996 roku Departament Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) przerwał program, który przez prawie 20 lat koncentrował się na opracowywaniu odnawialnych paliw transportowych z alg, stwierdzając - jak zauważyło National Renewable Energy Laboratory w raporcie końcowym - że „ przeszkodą pozostaje wysoki koszt produkcji alg ”. Według najbardziej optymistycznych szacunków DOE cena baryłki oleju z alg jest dwukrotnie wyższa od ceny baryłki ropy naftowej.

Jednak do 2008 r. Ceny ropy naftowej gwałtownie wzrosły, co sprawiło, że ropa z alg stała się atrakcyjną i niezbyt kosztowną alternatywą. DOE wskrzesił program paliwowy z alg i nawiązał współpracę z Chevron, aby kontynuować badania. Tabele odwróciły się do tego stopnia, że ​​ostatnie badanie przeprowadzone przez DOE's Pacific Northwest National Laboratory wskazuje, że jeśli 5,5 procent obszaru lądowego Stanów Zjednoczonych - szczególnie w Wielkich Jeziorach, na południowo-wschodnim wybrzeżu i na wybrzeżu Zatoki Perskiej - było przeznaczone do uprawy glonów, kraj mógłby wykorzystać obecne metody produkcji, aby zastąpić nawet 17 procent ropy, którą obecnie importuje do celów transportowych, olejem z alg.

W miarę kontynuowania badań oczekuje się, że koszt wytwarzania paliwa z alg spadnie. Naukowcy pracują nad skuteczniejszymi sposobami zarówno uprawy alg, jak i ekstrakcji ich oleju. Biodeisel jest obecnie najbardziej opłacalnym paliwem do oleju z alg, ponieważ proces ten wymaga mniej energii niż przekształcenie oleju w metan, etanol i inne rodzaje paliwa. Celem jest, aby olej z alg stał się ekonomicznie opłacalną alternatywą dla ropy naftowej na wypadek spadku cen ropy.

Nie jest jeszcze czas na zastąpienie wszystkich szybów naftowych w Ameryce stawami, w których rosną glony, ale dni wymiany czarnego złota na zielony szlam nie są odległe.

Ocal planetę dzięki Slimy Green Stuff

Jeśli chodzi o glony, uzależnienie jest dobre. Organizmy podobne do roślin po prostu nie mogą uzyskać wystarczającej ilości dwutlenku węgla. Według Scientific American, producent paliwa z alg, Sapphire Energy, szacuje, że algi, które wykorzystuje, pochłaniają około 14 kilogramów gazów cieplarnianych na każdy galon wyprodukowanej ropy. Chociaż sam proces nadal spala węgiel podczas transportu i wykorzystywania wyprodukowanego paliwa, proces produkcji oleju z alg jest uważany za znacznie bardziej energooszczędny niż tradycyjna produkcja ropy. Korzyści dla środowiska dla alg nie ograniczają się do czystego powietrza. Wykazano również, że organizmy oczyszczają ścieki poprzez usuwanie toksyn.

Powiązane artykuły

• Jak wykorzystać biopaliwa
• Wspieraj najnowocześniejsze biopaliwa
• Quiz o uprawach biopaliw

Źródła

• Kotrba, Ron. „Tworzenie historii w algach”. Magazyn Biodeisel. 27 kwietnia 2011 r. (9 grudnia 2011 r.) Http://www.biodieselmagazine.com/blog/article/2011/04/making-history-in-algae
• Howell, Katie. „Czy algi są biopaliwem przyszłości?” Amerykański naukowiec. 28 kwietnia 2009. (9 grudnia 2011) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=algae-biofuel-of-future
• Korosec, Kirsten „Paliwo do silników odrzutowych z alg wspomaga lot United Airlines”. Smart Planet. 7 listopada 2011 (9 grudnia 2011) http://www.smartplanet.com/blog/intelligent-energy/algae-jet-fuel-helps-power-united-airlines-flight/10248
• Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej. „Spojrzenie wstecz na program dotyczący gatunków wodnych Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych: Biodeizelina z alg”. Lipiec 1998. (9 grudnia 2011) http://www.nrel.gov/biomass/pdfs/24190.pdf
• Olejkowate. „Kompleksowy raport o glonach oleistych”. Listopad 2011. (9 grudnia 2011) http://www.oilgae.com/ref/report/report.html
• Rothstein, Meryl. „Jak zrobić olej z alg w czterech krokach”. 3 grudnia 2008 (9 grudnia 2011) http://www.esquire.com/features/best-and-brightest-2008/how-to-make-fuel-from-algae-1208
• Schwartz, David. „Wywiad z AIM: Harrison Dillon z Solazyme”. Magazyn Algae Industry. 2 czerwca 2010. (16 grudnia 2011) http://www.algaeindustrymagazine.com/aim-interview-solazymes-harrison-dillon/
• Zgrabnie, Dan. „Wytwarzanie paliwa z alg”. 12 grudnia 2007. (9 grudnia 2011) http://www.thedailygreen.com/environmental-news/latest/aglae-biodiesel-47121201
• Simberloff, Daniel. „Encyklopedia inwazji biologicznych”. University of California Press. 2011.
• Departament Energii Stanów Zjednoczonych. „Biopaliwa z alg”. (9 grudnia 2011) http://www1.eere.energy.gov/biomass/pdfs/algalbiofuels.pdf
• Departament Energii Stanów Zjednoczonych. „Badanie: Algi mogą zastąpić 17% importu ropy w USA”. 13 kwietnia 2011 r. (9 grudnia 2011 r.) Http://energy.gov/articles/study-algae-could-replace-17-us-oil-imports
• Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych. "Zmiana klimatu." (9 grudnia 2011) http://www.epa.gov/climatechange/basicinfo.html