НАСА (NASA)
применяет космические технологии к весьма приземленной проблеме,
связанной с производством топлива на основе водорослей и недорогими
методами очистки канализационных стоков.
Космическое агентство
выращивает водоросли для производства биотоплива в пластиковых пакетах
со сточными водами, плавающих в океане.
Джонатан Трент,
ведущий научный сотрудник проекта из Калифорнийского Исследовательского
Центра Амес НАСА, говорит, что данные исследования преследуют три цели:
произвести биотопливо из малого количества ресурсов на ограниченной
территории, помочь очистить муниципальные сточные воды и попутно
сократить выбросы диоксида углерода.
«Водоросли - это лучший источник биотоплив на планете, о котором мы знаем»,
- сказал Трент в интервью. «Если мы еще в то же самое время сможем
провести очистку [сточных вод], это будет просто замечательно».
Процесс удивительно прост. Он начинается с того, что водоросли помещают
в наполненные стоками пластиковые пакеты, которые в стилистике НАСА
называются модной аббревиатурой ОМЕГА – «прибрежные мембранные кожухи для растущих водорослей».
Пакеты ОМЕГА -
это полупроницаемые мембраны, которые НАСА разработало для переработки
стоков астронавтов в ходе длительных космических перелетов. В данном
случае, мембраны дают выход пресной воде, но не позволяют входить
соленой.
После этого водоросли бурно растут на питательных веществах из сточных
вод. Растения очищают воду и производят липиды - жирорастворимые
молекулы, которые потом будут использованы в качестве топлива.
Так
же, как и в ходе производства биотоплива на суше, плавающие пакеты
ОМЕГА используют воду, энергию солнца и диоксид углерода, который в
данном случае поглощается через пластиковую мембрану для производства
сахара, в процессе метаболизма водорослей превращающийся в липиды
(жиры).
Кислород и свежая, очищенная вода после этого проходят через мембрану в океан.
«Это не требует энергозатрат», - говорит Трент. «Это ничего не нам не стоит. Осмотическое давление работает само по себе».
Система
абсолютно дуракоустойчива, добавляет Трент. Даже если в пакете ОМЕГА
появится течь, то соленая океанская вода убьет водоросли, предотвратив
распространение инвазивных видов.
«Пресноводные водоросли не
могут выжить в морских условиях. Мы ничего не добавляем туда такого, из
чего могли бы появиться виды-захватчики».
Если же разольются
канализационные стоки, добавил он, «Мы не добавим в океан ничего
такого, чего бы в нем и без того не было».
Привлекательность
Пластиковые пакеты НАСА сделаны для службы в течение трех лет, сказал
Трент. После этого они могут быть переработаны в пластиковую мульчу или
раскрошены и использованы для улучшения качества почвы и удержания
влаги.
«Мы не предполагаем, что процесс будет выгодным, если мы
сконцентрируемся только на производстве топлива», - сказал Трент. «Но
мы разрабатываем его, по крайней мере, на трех уровнях: производство
конечных продуктов – топлива и удобрений, а также очистка сточных вод и
сокращение выбросов диоксида углерода. В данном виде экономически он
становится более целесообразным».
В целом, сказал Трент,
технология почти конкурентоспособна с производством биотоплива из
водорослей на твердой почве, которое требует обширных прудовых
фермерских угодий промышленного уровня или закрытых биореакторов.
По словам Трента, производство на суше имеет свои ограничения. Открытые
пруды и биореакторы отхватывают большие куски земли, которая подпадает
под налоги, и могут в будущем конкурировать с сельским хозяйством. Даже
в пустыне, где фермерские хозяйства не часты, испарение воды из прудов
представляет угрозу. Закрытые биореакторы сталкиваются с похожими
препятствиями. Они должны быть очень надежными, чтобы сохранять большие
объемы воды против воздуха.
«Мы решили проблемы испарения, сорняков, структуры»,
- сказал Трент. «И мы думаем, что добавили позитивные характеристики
типа очистки сточных вод и уменьшения выбросов диоксида углерода».
Трент
рисует в своем воображении процесс ОМЕГА, способный покрыть все нужды
американского воздухоплавания – 21 млрд галлонов в год (63 млн тонн).
Чтобы это сделать, понадобится 10 миллионов акров океана (40,5 тысяч
кв. км – чуть меньше чем Швейцария или Нидерланды – 41,5 и 41,3 тысяч
кв.км.), говорит он.
«Это кажется огромным, но это достаточно
маленькая площадь по сравнению со всей площадью океанов», - говорит он.
«И мы представляем [пакеты ОМЕГА] распределенные повсюду, в
определенных местах… или сданные под франшизу и осматриваемые
рыбаками».
Препятствия
Но технология сталкивается с препятствиями.
Трент
и его сотрудники до сих пор ищут пластик, способный выдерживать тряску
на волнах и низкую температуру, не становясь слишком хрупким для осмоса.
И, естественно, все упирается в финансовое обеспечение. По словам
Трента, доверия венчурного капитала пока нет, но его команде
разработчиков повезло с Калифорнийской Энергетической Комиссией. Грант
штата начнется в этом августе.
Этот грант должен помочь Тренту и
другим исследователем Амеса создать демонстрационную систему в течение
года. Это позволит рассмотреть технологию с большего количества сторон
и сравнить ее с другими технологиями возобновляемой энергетики.
«На
планете с экспоненциальным ростом народонаселения и сокращением
ресурсов, мы сейчас находимся в состоянии опасности на временном
отрезке, измеряемом десятилетиями», - сказал Трент. «Я думаю, очень
важно, что этот процесс дает альтернативу... Я не могу сказать,
является ли процесс ОМЕГА тем самым решением, но это именно то, что
точно заслуживает проверки со всех сторон».
energy-source.ru
|
