Согласно исследованию, водоросли могут заменить 17 процентов импорта топлива в США

Согласно исследованию, проведенному Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией, к 2020 году около 17% нефти, импортируемой в США для автомобилей, грузовиков и автобусов, может быть заменено топливом из водорослей.

Правда, это не могло произойти за одну ночь. Для внедрения нового топлива в больших количествах в большую экономику требуется десятилетие или более и миллиарды долларов. США потребляют около 21 миллиона баррелей нефти в день, и более 65 процентов поступает из-за пределов страны.

Тем не менее, спрос на биотопливо из-за роста цен на нефть и федеральной политики и политики штата будет расти, а водоросли остаются одним из наиболее перспективных видов сырья.

«В последнее время водоросли были горячей темой дискуссий о биотопливе, но до сих пор никто не рассматривал так подробно, сколько Америка может производить и сколько воды и земли для этого потребуется», — сказал Марк Вигмоста, ведущий автор исследования. и гидролог PNNL. «Это исследование обеспечивает основу и первоначальные оценки, необходимые для принятия более обоснованных решений в области возобновляемых источников энергии».

Сосредоточив внимание на открытых пресноводных прудах, исследователи проанализировали количество водорослей, которые можно было бы вырастить с использованием современных технологий, и оценили, сколько воды потребуется заменить из-за испарения в течение 30 лет.

Анализируя метеорологические данные за 30 лет, команда определила количество солнечного света, необходимого для роста водорослей, и то, насколько теплыми станут пруды, что позволило команде рассчитать почасовое производство водорослей на каждом участке. Они пришли к выводу, что к 2022 году в США может быть произведено 21 миллиард галлонов водорослевого масла. Чтобы достичь такого уровня производства, водоросли необходимо выращивать на земле размером с Южную Каролину. Это количество составляет 17% нерафинированной нефти, импортированной США в 2008 году. В 2009 году чуть более половины потребляемой США нефти приходилось на иностранную нефть.

Меньше воды

Производство биотоплива требует очень большого количества воды. Согласно исследованию, для производства 21 миллиарда галлонов водорослевого масла требуется 350 галлонов воды на галлон масла, что составляет четверть того, что страна сейчас использует для сельскохозяйственного орошения. Принимая во внимание эффективность бензина стандартного легкового автомобиля, исследователи подсчитали, что растущие водоросли потребляют от 8,6 до 50,2 галлонов воды на милю, проезжая на биотопливе из водорослей.

Для сравнения, данные ранее опубликованных исследований показали, что этанол из кукурузы можно производить с меньшим количеством воды, но показали более широкий диапазон использования: 0,6-61,9 галлонов воды на пройденную милю, причем диапазон варьируется в зависимости от нескольких факторов, включая различные потребности в воде. конкретных регионов выращивания и различных предположений и методов, используемых разными исследователями.

Исследование также показало, что до 48% текущего импорта нефти на транспорте можно было бы заменить водорослями, но для более высоких уровней производства потребуется больше воды и земли, хотя, как отмечается в исследовании, потребности в воде можно резко сократить, выбрав места для объектов в солнечный и влажный климат, например, побережье Мексиканского залива, юго-восточное побережье и район Великих озер.

Несмотря на количество воды, необходимое для производства биотоплива, источники водорослей имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами биотоплива. Водоросли могут производить более чем в 80 раз больше масла с гектара в год, чем, например, кукуруза. Более того, водоросли не являются широко используемым источником пищи и являются организмами, потребляющими CO2, что делает их углеродно-нейтральным источником энергии. Кроме того, водоросли могут питаться выбросами CO2 электростанций и переваривать обычные загрязнители воды, такие как азот и фосфор.

«Вода является важным фактором при выборе источника биотоплива», — сказал Вигмоста. «Как и многие другие факторы. Водоросли могут быть частью решения национальной энергетической головоломки, если мы будем разумны в отношении того, где мы разместим пруды для выращивания, и решим технические проблемы, связанные с производством биотоплива из водорослей в коммерческих масштабах».

Экологические проблемы и рост цен на нефть стимулируют исследования и инвестиции в масло водорослей. Многие наблюдатели считают водоросли лучшим сырьем для производства биотоплива. Более 100 компаний объявили о планах использовать водоросли в качестве источника топлива; некоторые уже построили небольшие производственные и перерабатывающие центры.

Водоросли Бизнес Раш

Некоторые компании, такие как Solazyme, выращивают водоросли в помещении.Другие хотят использовать солнечную энергию для выращивания водорослей в прудах или пластиковых пакетах. Joule Unlimited, Amyris и Sapphire Energy утверждают, что у них есть генетически модифицированные организмы (ГМО), которые могут производить углеводороды с помощью водорослей, исключая стадию производства, в то время как Solazyme создала генетически модифицированных микробов, которые питаются сахаром в бродильных котлах.

Стоит ли смотреть, будут ли масштабироваться эти технологии, и если да, то как. Joule заявила, что недавно запатентовала микроорганизм, который может ежегодно производить эквивалент 15 000 галлонов дизельного топлива на акр. Amyris и Gevo успешно провели IPO, а Solazyme, лидер водорослей, и Kior подали заявки на IPO. Alltech Algae открыла крупнейший в мире завод по производству водорослей в феврале 2011 года в Кентукки. Водоросли будут использоваться для производства биодизеля и этанола, а также кормовых продуктов с добавленной стоимостью.

Но водоросли идут дальше, чем просто биодизель. Некоторые компании, такие как Aurora, начали разрабатывать водоросли для пищевых и косметических рынков.