Технические
культуры, используемые сегодня для производства биотоплива, вытесняют с
полей пищевые и кормовые культуры, и продукты питания дорожают. Поэтому
немецкие ученые намерены вырабатывать биотопливо из водорослей.
Биотопливо,
то есть горючее, получаемое из растительного сырья, считается
экологически чистой альтернативой ископаемым углеводородам. Но не все так
просто: чем больше сельскохозяйственных площадей отводится под
технические культуры для получения биотоплива, тем стремительнее растут
цены на продукты питания. Свои надежды на выход из тупика некоторые
специалисты связывают с водорослями: ведь они тоже синтезируют масло,
которое могло бы стать сырьем для производства биодизельного топлива.
Перспективы этого направления исследований обсуждались на прошедшей в
Гамбурге 17-й европейской конференции по проблемам биомассы.
Сегодня
в Германии на любой автозаправочной станции дизельное горючее содержит
примерно 5 процентов биотоплива, полученного, в основном, из рапсового
масла. Однако использование сельскохозяйственных площадей под рапс
эффективным не назовешь: в год с одного гектара удается получать всего
1,5 тысячи литров горючего. "Чем занимать поля рапсом, пшеницей,
кукурузой или сахарным тростником для производства биомассы, гораздо
разумнее сделать ставку на фитопланктон, на микроводоросли", - считает
Кристина Рёш (Christine Rцsch), научная сотрудница Технологического
института в Карлсруэ, эксперт в области прогнозирования и оценки
последствий новых технологий. Она поясняет: фитопланктон -
микроорганизмы, клетки которых во многом сходны с клетками наземных
растений. Однако по продуктивности, по урожайности, такой фитопланктон
намного превосходит традиционные технические культуры. Это касается и
синтеза масла: тут микроводорослям уступают даже масличные пальмы.
В таких реакторах масло превращается в биодизельное топливоВ принципе,
годовой "урожай" масла с фитопланктонной плантации может достигать 15
тысяч литров с гектара - в десять раз больше, чем дает рапс. Но этим
преимущества водорослей не исчерпываются. По словам Кристины Рёш, им не
нужны плодородные почвы, их даже можно культивировать в морской воде и
в сточных водах. Кроме того, водоросли дают урожай не раз в год, а
ежедневно. Важно также, что дальнейшая переработка биомассы - метановое
брожение и последующее гидроксилирование метана с получением метанола -
осуществляется в биореакторах и закрытых резервуарах, а это меньше
вредит окружающей среде, чем традиционное сельскохозяйственное
производство.
Широкому
распространению этой инновационной биотехнологии сегодня препятствует
лишь одно: культивирование водорослей обходится слишком дорого. До сих
пор выращивать фитопланктон было экономически выгодно только для
производства ряда специальных дорогостоящих субстанций вроде красителя
астаксантина (в рыбоводческих хозяйствах его добавляют в корм, чтобы
придать лососине приятный розовый цвет). Для этой цели водоросли
выращивают в открытых водоемах.
Но для производства биотоплива такая
технология недостаточно эффективна, поскольку необходимый для роста и
фотосинтеза свет достается лишь самому верхнему слою водорослей на
поверхности. Поэтому технологи активно экспериментируют сегодня со
специальными реакторами в форме труб или плоских поддонов - в них можно
обеспечить оптимальное освещение. "Но пока дальше экспериментов дело не
продвинулось, - говорит Кристина Рёш. - Сегодня имеются лишь небольшие
опытные установки. О том, чтобы наладить крупномасштабное поточное
производство водорослей, и речи быть не может". К тому же
культивирование фитопланктона в закрытых резервуарах оказалось очень
энергоемким, добавляет она. Тут нужно отдельное изобретение, которое
позволило бы существенно снизить энергопотребление.
Поэтому сегодня,
по словам Кристины Рёш, технологи склоняются к мысли размещать фермы по
выращиванию водорослей в непосредственной близости от электростанций,
химических комбинатов и очистных сооружений. Ведь именно там в
достаточном количестве и бесплатно имеется все, что нужно водорослям
для роста: и углекислый газ, и фосфаты, и азотистые соединения.
Еще
одно препятствие на пути распространения такой технологии связано со
сбором урожая. Сегодня биомассу получают либо центрифугированием - но
оно требует слишком много энергии, либо седиментацией - но она занимает
слишком много времени. Для производства биотоплива ни тот, ни другой
метод не годится. "Есть, правда, еще одна идея, - говорит Кристина Рёш,
- но пока это не более чем идея. Она состоит в том, чтобы доить
фитопланктон, как доят коров, заставляя его выделять масло, как коровы
выделяют молоко".
Дело в том, что водоросли синтезируют масло только
в условиях стресса, а стресс для них - это дефицит питательных веществ,
поэтому некоторые технологи предложили дозировать питательные вещества
так, чтобы водоросли оказались на голодном пайке. Это должно побудить
их выделять капельки масла. "Но о том, насколько продуктивна эта идея,
судить пока рано", - подчеркивает Рёш.
Источник:
Агентство INFOLine
|
