A fejlesztés során alkalmazott tiszta energia lehetőségek közül az algalapú bioüzemanyagok a legjobban hasonlítanak a nyersolaj összetételéhez, amely kiszivárog a tengerfenék alatt. A kőolajként ismert anyag nagy része ebből a nagyon mikroorganizmusból származik, egy természetes hővel megkönnyített átalakulás révén, amely több millió év alatt játszódott le.
Most, a washingtoni Richlandben, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Csendes-óceán északnyugati nemzeti laboratóriumában kutatók felfedezték a módját, hogy ne csak megismételjék, hanem felgyorsítsák ezt a „főzési” folyamatot is arra a pontra, hogy az algák és a víz egy kis keverékévé váljanak. egyfajta nyersolaj kevesebb, mint egy óra alatt. Amellett, hogy könnyen elkészíthető égethető gázokká, például sugárhajtóművé, benzinné vagy dízelolajdá, a szabadalmaztatott technológia melléktermékként kémiai elemeket és ásványi anyagokat is előállít, amelyek felhasználhatók villamos energia, földgáz és akár műtrágyák előállítására, hogy valószínűleg növekedjenek. még több algát. Segíthet az algák bevezetésében is, mint életképes alternatíva; egy elemzés kimutatta, hogy e technika szélesebb körű bevezetése lehetővé teheti a vállalatok számára, hogy bioüzemanyagokat akár két dollár / liter áron értékesítsenek kereskedelmi forgalomban.
"Mire számíthatunk, az amerikaiak nem olyanok, mint az európaiak, akik inkább inkább törődnek a szénlábnyomuk csökkentésével" - mondja Douglas C. Elliott vezető kutató, aki 40 éve kutatja az alternatív üzemanyagokat. "Bármely üzemanyag bevezetésének hajtóereje végső soron az, hogy olcsóbb-e, mint a jelenleg használt benzin."
A tudósokat már régóta érdekli a mosodai lista az eredendő előnyökről, amelyek az algák más energiaforrásokkal szemben büszkélkedhetnek. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma például becslése szerint az algák üzemanyag-termelésének az ország napi olajfogyasztásának kielégítése kb. 15 000 négyzetkilométer földterületet igényel, nagyjából egy olyan kicsi állam méretében, mint Maryland. Összehasonlításképpen, ha csak a szójababból előállított dízelellátást felváltanák a biodízelrel, akkor az ország földterületének felét el kellene helyezni.
A sokkal magasabb hozamok mellett az algák tüzelőanyaga is tisztább, mint a kőolaj, mivel a tengeri növények szén-dioxidot emésztnek a légkörből. Mezőgazdasági szempontból az algák számos élőhelyen virágoznak, az óceáni területektől a szennyvíz környezetéig. Nem veszélyes, mint a nukleáris tüzelőanyag, és biológiailag lebontható, ellentétben a napelemekkel és más mechanikus beavatkozásokkal. Ugyancsak nem versenyez az élelmiszerkészletekkel, és ismét annyira hasonló a benzinhez, hogy ugyanolyan módon finomítható a meglévő létesítményekkel.
"A kukoricából származó etanolt keverni kell gázzal és módosított növényi olajjal a dízelüzemhez való felhasználáshoz" - mondja Elliott. "De az algák átalakításánál inkább egy közvetlen útvonalat keresünk, amelyhez nincs szükség külön kezelésre vagy keverésre. "
Vagy amint azt Juergen Polle (Brooklyn College) algakutatója mondja: "Nem tudunk repülni repülőgépek etanollal. Szükségünk van olajra" - mondja a CBS News .
De míg a kukoricaalapú etanol-előállítás infrastruktúrája annyira kibővült, hogy a közúti autók többsége benzinkeverékekkel jár, amelyek 10% bioüzemanyagot tartalmaznak, az algák üzemanyagának folyamatos fejlesztése az eredeti érdeklődés kezdetétől kezdve egyre inkább glaciálisan fejlődött. az 1980-as évek. A New York Times jelentése szerint az iparági szakértők ezt a gyengeséget a 10 dollár / liter algát elérő algák üzemanyag előállítására szolgáló megvalósítható módszer hiányának tulajdonítják. Az algákból származó olaj ígéretét ugyanakkor eléggé bántónak találta, hogy az ExxonMobil 2009-ben felhívta a világhírű bioészter, Craig Venter szintetikus genomika laboratóriumának szakértelmét lipidben gazdag algák genetikai törzsének előállítására, a termesztés és a költségek ellensúlyozására. az anyag feldolgozása gazdasági szempontból vonzó erőforrássá. Annak ellenére, hogy egy 600 millió dollárt fektettek egy nagyra törő ambiciózus törekvésbe, a projektet "technikai korlátokkal" sújtották, és arra kényszerítették a társaságot, hogy az év elején elismerje, hogy az algák tüzelőanyaga "valószínűleg tovább", mint 25 évvel a főáramba kerüléstől.
Az Elliott csapata által kifejlesztett hidrotermális cseppfolyósító rendszer nem újszerű. A tudósok valójában a technológiát az 1970-es években tapasztalható energiaválság közepette a biomassza különféle formáinak, például a fa gázosításának egyik módjává tették, végül egy évtizeddel később elhagyták azt, mivel a benzin ára visszaért ésszerűbb szintre. A PNNL laboratóriumi beépítésű változata azonban "viszonylag újabb", és egyszerűen annak bemutatására szolgál, hogy a költségigényes gyakorlatok, például az algák szárítása előtt a vegyi anyagokba történő keverés ésszerűsített módszerrel történő felváltása az egész folyamatot minden fázisban költséghatékonyabbá teszi. Elliott elmagyarázza például, hogy a kiadások nagy részét algák nevelésére fordítják, amelyeket vagy nyílt tórendszernek neveznek, hasonlóan a természetes környezethez, vagy jól szabályozott körülmények között, amelyek zárt hurkú rendszerekben találhatók. A nyílt tórendszer működtetése nem túl drága, de hajlamosabb a szennyezett és felhasználhatatlan növények termésére, míg a mesterséges körülmények között, ahol az algákat tiszta, zárt tartályokban tenyésztik és cukorral táplálják, drága fenntartani.
"Az embereknek ez a kissé pontatlan elképzelésük van, hogy algákat bárhol megnövelhet, csak azért, mert olyan helyeken fogják növekedni, mint az uszodában, de az üzemanyag-minőségű algák tömeges méretű betakarítása valójában nagyon kihívást jelent" - mondja Elliott. “Rendszerünk szépsége az, hogy szinte bármilyen algát, akár vegyes törzseket is beletethet bele. Tetszőleges mennyiségben növekedhet bármilyen törzs, még alacsonyabb lipid típusok is, és nyersré alakíthatjuk. "
A Forbes energiajelentője, Christopher Helman jól ismerteti, hogyan működik ez a hidrotermális cseppfolyósítási technika:
"Egy vízforrással kezdődik az algák forrásával. Az ideális megoldás a tömeg 20% -a algákból. Ezután folyamatosan továbbítja egy hosszú csővel, amely az algákat 660 fok Fahrenheit fokon és 3000 psi tartja 30 percig keverés közben, keverés közben. Ebben a főzőkészülékben az idő lebontja az algákat (vagy más alapanyagot), és olajvá alakul.100 kiló alga-nyersanyag felhasználásával a rendszer 53 font „bioolajat” eredményez a PNNL-tanulmányok szerint. Az olaj kémiailag nagyon hasonlít a könnyű, édes nyerstermékhez, könnyű és nehéz vegyületek, aromás, fenolos, heterociklusos és alkánok komplex keverékével a C15-C22 tartományban. "
Az alapvetően extrém nyomású tűzhely működtetése ilyen állandó, magas hőmérsékleten és stressz esetén meglehetősen sok energiát igényel, bár Elliott rámutat arra, hogy hővisszanyerő funkciókkal építették be a rendszert, hogy maximalizálják a hőt, és visszavezetik a folyamatba, amelynek jelentős nettó energianyereséget kell eredményeznie összességében. Bónuszként a következő kémiai reakció olyan vegyületek, mint például hidrogén, oxigén és szén-dioxid, litániáját hagyja maga után, amelyek felhasználhatók földgáz előállítására, míg a maradék ásványok, például a nitrogén, foszfor és kálium jól működnek műtrágyaként.
"Ez egy módja annak, hogy utánozzuk azt, ami természetesen megtörténik egy meg nem valósítható időtartam alatt" - teszi hozzá. "Csak sokkal, sokkal gyorsabban csináljuk."
Az Elliott csapata engedélyezte a technológiát az utáni székhelyű induló Genifuel Corporation-nek, amely reméli, hogy a kutatásra épít és végül megvalósítja azt egy nagyobb, kereskedelmi forgalomban kapható keretben. Azt javasolja, hogy a technológiát méretezni kell ahhoz, hogy körülbelül 608 tonnányi száraz algát napi nyersanyaggá alakítsanak pénzügyileg fenntarthatóvá.
"Rendkívüli kihívás egy olyan bioüzemanyag előállítása, amely költség-versenyképes a bevált kőolaj-alapú üzemanyagokkal" - nyilatkozta James Oyler, a Genifuel elnöke. "Ez egy hatalmas lépés a helyes irányba."
