Является ли биотопливо из водорослей жизнеспособной альтернативой нефти?

Если вы были в Техасе и видели огромные пустые поля, усеянные тяжелой техникой, вы, вероятно, знаете, что большая часть мазута в стране добывается прямо из-под земли, извергаясь через скважины, которые бурят и выкачивают черное золото из глубины. поверхность Земли. Достать всю эту сырую нефть на поверхность ни в коем случае не дешево и не легко, и, поскольку цены на сырую нефть остаются высокими, производители энергии все чаще обращаются к другим источникам энергии. На самом деле, один из самых привлекательных альтернативных источников топлива вообще не добывается из-под земли. Вместо этого вы найдете его в открытой воде и, возможно, даже в собственном аквариуме.

Ученые используют термин «водоросли» для обозначения большой и разнообразной группы растительноподобных организмов, часто встречающихся в воде. Как и растения, водоросли фотосинтезируют:они превращают углекислый газ в пищу, используя энергию солнечного света. Однако у водорослей нет ни стеблей, ни корней.

Остальным из нас водоросли больше всего известны как слизистая зеленая субстанция, которая растет на поверхности воды в пруду и на поверхности грязных бассейнов. Водоросли также являются бичом владельцев аквариумов повсюду, которые ведут нескончаемую борьбу, чтобы свести к минимуму их распространение в своих аквариумах. Помимо прудов, озер, бассейнов и аквариумов водоросли также растут в почве, снегу и даже облаках.

Хотя для некоторых они могут сильно раздражать, водоросли выполняют ряд важных экологических функций. Согласно Энциклопедии биологических вторжений, водоросли производят более 70 % мирового кислорода и потребляют большое количество углекислого газа.

Возможно, что более важно для населения планеты, которое все больше зависит от нефти, водоросли также могут быть использованы для производства ряда видов биотоплива, включая этанол и биодизель. Методы различаются, но, согласно журналу Esquire, для производства биодизеля из водорослей производитель энергии часто начинает с выбора штамма водорослей, который он хочет использовать, поскольку некоторые из них более продуктивны или эффективны, чем другие. Oilgae сообщает, что энергетические компании начали заниматься генной инженерией наиболее продуктивных штаммов водорослей, небольшое количество которых добавляется в заполненный водой резервуар вместе с питательными веществами. Затем водоросли подвергаются воздействию солнечного света, который запускает процесс фотосинтеза. Углекислый газ из воздуха превращается в сахар, а затем водоросли перерабатывают сахар в масло, что занимает около недели. К концу этого процесса водоросли создадут до 60 процентов своего веса в масле.

Затем производитель топлива должен извлечь масло. Прессование является распространенным методом экстракции. Это достигается либо с помощью машины для физического выдавливания масла (представьте, что оливки раздавливают и прессуют, чтобы получить их масло), либо с помощью сжатого углекислого газа, который отделяет масло посредством испарения. Затем производитель топлива использует катализатор, например гидроксид натрия и метанол, для удаления кислорода из масла и замены его водородом для создания дизельного биотоплива.

Нефтеперерабатывающие заводы также могут перерабатывать масло водорослей в другие формы биотоплива, включая метан, бензин и реактивное топливо. По данным Smart Planet, реактивное топливо, полученное из водорослей, использовалось в рейсе United Airlines из Чикаго в Хьюстон в ноябре 2011 года, первом коммерческом внутреннем рейсе, в котором использовалось топливо на основе водорослей. Авиакомпании не единственные, кто становится (склизким) зеленым. По оценкам Oilgae, около 100 американских компаний и такое же количество университетов в настоящее время изучают возможности производства топлива на основе водорослей.

Готовы ли мы начать заправлять наши самолеты, поезда и автомобили топливом из прудовой тины? Читайте дальше, чтобы узнать.

>Биотопливо из водорослей лучше?

Водоросли долгое время считались лучшей альтернативой нефти, чем другие природные источники топлива, такие как соя, кукуруза и пшеница, в первую очередь потому, что водоросли способны давать гораздо больший урожай (до 100 раз больше масла на акр). В то время как использование этих основных продуктов питания в качестве топлива привело к непреднамеренному росту цен на продукты питания из-за уменьшения урожая, водоросли можно собирать для получения масла в различных водоемах, не занимая земли, которые в противном случае использовались бы для сельского хозяйства. П>

Но является ли масло водорослей жизнеспособной альтернативой нефти? Короткий ответ — да, но долгосрочная жизнеспособность водорослей зависит от цен на бензоколонке. Поскольку цены на нефть остаются высокими, а выращивание, добыча и переработка масла из водорослей становятся менее затратными, водоросли представляют собой все более жизнеспособную альтернативу нефти в качестве основы для топлива.

Несмотря на то, что десятилетия назад исследователи начали рассматривать водоросли как источник топлива, масло из водорослей до недавнего времени считалось слишком дорогим для производства в масштабах, достаточно больших, чтобы повлиять на национальное потребление нефти. В 1996 году Министерство энергетики США (DOE) прекратило программу, которая в течение почти 20 лет была сосредоточена на разработке возобновляемого транспортного топлива из водорослей, обнаружив, как отметила Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии в заключительном отчете, что « высокая стоимость производства водорослей остается препятствием». Согласно самой оптимистичной оценке Министерства энергетики, цена барреля масла из водорослей вдвое превышает цену барреля нефти.

Однако к 2008 году стоимость сырой нефти резко возросла, что сделало масло из водорослей привлекательной и недорогой альтернативой. Министерство энергетики возродило программу использования топлива из водорослей и сотрудничает с Chevron для продолжения исследований. Ситуация изменилась до такой степени, что недавнее исследование, проведенное Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией при Министерстве энергетики США, показало, что если 5,5% территории США, особенно в районе Великих озер, юго-восточного побережья и побережья Мексиканского залива, были отведены под выращивание водорослей, то страна могла бы использовать существующие методы производства, чтобы заменить до 17 процентов нефти, которую она в настоящее время импортирует для транспортных целей, маслом из морских водорослей.

По мере продолжения исследований ожидается, что стоимость производства топлива из водорослей снизится. Исследователи работают над более эффективными способами как выращивания водорослей, так и извлечения их масла. В настоящее время биодеизель является наиболее экономичным видом топлива для получения масла из водорослей, поскольку этот процесс требует меньше энергии, чем преобразование масла в метан, этанол и другие виды топлива. Цель состоит в том, чтобы сделать масло водорослей экономически выгодной альтернативой нефти в случае падения цен на сырую нефть.

Еще не время заменить все нефтяные скважины в Америке прудами с водорослями, но дни обмена черного золота на зеленый шлам не за горами.

Спасите планету с помощью слизистой зелени

Когда дело доходит до водорослей, зависимость — это хорошо. Растительные организмы просто не могут получать достаточное количество углекислого газа. По данным Scientific American, производитель топлива из водорослей Sapphire Energy оценивает, что водоросли, которые он использует, поглощают около 14 килограммов парниковых газов на каждый галлон произведенной нефти. Хотя сам процесс по-прежнему сжигает углерод при транспортировке и использовании произведенного топлива, процесс производства масла из водорослей считается гораздо более энергоэффективным, чем традиционное производство масла. Экологические преимущества водорослей не ограничиваются чистым воздухом. Также было показано, что эти организмы очищают сточные воды, удаляя токсины.

Исследование автомобильных альтернативных видов топлива AutoFuel EconomyКак работает ценообразование на альтернативное топливоAutoAlternative FuelsAlternative FuelAutoAutoAlternative Fuels10 альтернативных топливных идей, которые никогда не выходили из лабораторииAutoHybrid TechnologyКакие самые сложные стандарты для автомобиля на альтернативном топливе?AutoHybrid TechnologyКак работают заправочные станции на альтернативном топливеAutoHybrid TechnologyКакой самый дешевый в мире автомобиль на альтернативном топливе? AutoBiofuelsЯвляется ли биотопливо из водорослей жизнеспособной альтернативой нефти?AutoBiofuelsПродвигают ли нефтяные компании альтернативную энергию?AutoHybrid Technology10 лучших альтернативных видов топлива на дороге прямо сейчасAutoBiofuelsЯвляется ли биотопливо разумной (и безопасной) альтернативой реактивному топливу? Топливные элементы работаютAutoАльтернативные виды топливаКак работает биодизельАвтомобильАльтернативные виды топливаДействительно ли этанол более экологичен, чем газ? rs?AutoАльтернативные виды топливаКак работают автомобили, работающие на природном газеAutoАльтернативные виды топливаE85 Ethanol Flex Fuel ОбзорAutoАльтернативные виды топливаМожет ли этанол повредить двигатель?AutoАльтернативные виды топливаЧто такое лучшее топливо и чем оно отличается от бензина?AutoАльтернативные виды топливаМожет ли автомобиль работать на ядерной энергии?Исследования альтернативного топлива НаукаПроизводство энергииКакая самая дешевая новая альтернатива энергии?НаукаЗеленая наукаКакая самая дешевая новая альтернативная энергия?НаукаЗеленая наука10 дурацких форм альтернативной энергииНаукаЗеленая наукаИсчерпают ли альтернативные виды топлива глобальные запасы кукурузы?

>Дополнительная информация

Статьи по теме

• Как использовать биотопливо
• Поддержите передовое биотопливо
• Викторина по выращиванию биотоплива

>Источники

• Котрба, Рон. «Создание истории в водорослях». Журнал Биодеизель. 27 апреля 2011 г. (9 декабря 2011 г.) http://www.biodiselmagazine.com/blog/article/2011/04/making-history-in-algae
• Хауэлл, Кэти. «Водоросли — биотопливо будущего?» Научный американец. 28 апреля 2009 г. (9 декабря 2011 г.) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=algae-biofuel-of-future
• Коросек, Кирстен "Реактивное топливо из водорослей помогает питать самолеты United Airlines". Умная планета. 7 ноября 2011 г. (9 декабря 2011 г.) http://www.smartplanet.com/blog/intelligent-energy/algae-jet-fuel-helps-power-united-airlines-flight/10248
• Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. «Оглядываясь назад на программу Министерства энергетики США по водным видам:биодеизель из водорослей». Июль 1998 г. (9 декабря 2011 г.) http://www.nrel.gov/biomass/pdfs/24190.pdf
• Нефтяники. «Всеобъемлющий отчет по нефтяным месторождениям». Ноябрь 2011 г. (9 декабря 2011 г.) http://www.oilgae.com/ref/report/report.html
• Ротштейн, Мерил. «Как сделать масло из водорослей за четыре шага». 3 декабря 2008 г. (9 декабря 2011 г.) http://www.esquire.com/features/best-and-brightest-2008/how-to-make-fuel-from-algae-1208
• Шварц, Дэвид. «Интервью AIM:Харрисон Диллон из Solazyme». Журнал индустрии водорослей. 2 июня 2010 г. (16 декабря 2011 г.) http://www.algaeindustrymagazine.com/aim-interview-solazymes-harrison-dillon/
• Стильно, Дэн. «Изготовление топлива из водорослей». 12 декабря 2007 г. (9 декабря 2011 г.) http://www.thedailygreen.com/environmental-news/latest/aglae-biodiesel-47121201
• Симберлофф, Даниэль. «Энциклопедия биологических вторжений». Калифорнийский университет Press. 2011.
• США Министерство энергетики. «Водорослевое биотопливо». (9 декабря 2011 г.) http://www1.eere.energy.gov/biomass/pdfs/algalbiofuels.pdf
• США Министерство энергетики. «Исследование:водоросли могут заменить 17% импорта нефти в США». 13 апреля 2011 г. (9 декабря 2011 г.) http://energy.gov/articles/study-algae-could-replace-17-us-oil-imports
• США Агенство по Защите Окружающей Среды. "Изменение климата." (9 декабря 2011 г.) http://www.epa.gov/climatechange/basicinfo.html