Dintre toate opțiunile de energie curată din dezvoltare, biocombustibilul pe bază de alge seamănă cel mai mult cu compoziția petrolului brut care este pompat de sub fundul mării. O mare parte din ceea ce cunoaștem sub denumirea de petrol a fost, până la urmă, format din aceste microorganisme, printr-o conversie naturală facilitată de căldură, care s-a desfășurat pe parcursul a milioane de ani.
Acum, cercetătorii de la Departamentul de Energie al SUA, Laboratorul Național Pacific de Nord-Vest din Richland, Washington, au descoperit o modalitate de a nu se replica, ci și de a grăbi acest proces de „gătit” până la punctul în care un mic amestec de alge și apă poate fi transformat un fel de țiței în mai puțin de o oră. Pe lângă faptul că este capabil să fie rafinat în gaze combustibile, cum ar fi jetul, benzina sau motorina, tehnologia proprie generează, de asemenea, subprodus, elemente chimice și minerale care pot fi utilizate pentru producerea de energie electrică, gaz natural și chiar îngrășământ pentru, poate, să crească. chiar mai multe alge. De asemenea, ar putea ajuta la folosirea algelor ca o alternativă viabilă; o analiză a arătat că punerea în aplicare a acestei tehnici pe o scară mai largă poate permite companiilor să vândă biocombustibil în comerț cu un preț minim de doi dolari pe galon.
„Când vine vorba despre asta, americanii nu sunt ca europenii care tind să le pese mai mult de reducerea amprentei lor de carbon”, spune investigatorul principal Douglas C. Elliott, care a cercetat combustibilii alternativi de 40 de ani. "Forța motrice pentru adoptarea oricărui tip de combustibil este în final dacă este la fel de ieftină ca benzina pe care o folosim acum."
Oamenii de știință au fost mult timp intrigați de lista de rufe a avantajelor inerente care se laudă cu algele față de alte surse de energie. Departamentul de Energie al SUA, de exemplu, estimează că extinderea producției de combustibil de alge pentru a face față consumului de petrol de zi cu zi ar dura aproximativ 15.000 de kilometri pătrați de pământ, aproximativ dimensiunea unui stat mic precum Maryland. În comparație, înlocuirea doar a aprovizionării cu motorină produsă cu biodiesel din soia ar necesita anularea jumătății din masa funciară a țării.
Pe lângă potențialul pentru producții mult mai mari, combustibilul de alge este încă mai curat decât petrolul, deoarece plantele marine devorează dioxidul de carbon din atmosferă. În mod agricol, algele înflorește într-o gamă largă de habitate, de la teritoriile oceanice până la mediul apei uzate. Nu este periculos ca combustibilul nuclear și este biodegradabil, spre deosebire de panourile solare și alte intervenții mecanice. De asemenea, nu concurează cu aprovizionarea cu alimente și, din nou, este suficient de similar cu benzina, încât poate fi rafinat la fel folosind facilitățile existente.
"Etanolul din porumb trebuie să fie amestecat cu gaz și ulei vegetal modificat pentru a fi utilizat cu motorină", spune Elliott. "Dar ceea ce facem aici pentru transformarea algelor este mai mult o cale directă care nu are nevoie de manipulare sau amestecare specială. "
Sau, după cum spune cercetătorul de alge Juergen Polle de la Brooklyn College: „Nu putem zbura avioane cu etanol. Avem nevoie de ulei”, spune el pentru CBS News .
Dar, în timp ce infrastructura pentru producția de etanol pe bază de porumb s-a extins în măsura în care majoritatea mașinilor de pe drum rulează cu amestecuri pe benzină cuprinzând 10% la biocombustibil, dezvoltarea continuă a combustibilului de alge a progresat într-un mod atât de glacial de la prima scânteie de interes din anii '80. Experții din industrie atribuie acest lucru lipsit de o metodă fezabilă de producere a combustibilului de alge cu 10 dolari pe galon, potrivit unui raport din New York Times . Cu toate acestea, promisiunea uleiului din alge a fost destul de palpitantă, încât ExxonMobil, în 2009, a înrudit expertiza laboratorului de renume bioenginer Craig Venter Synthetic Genomics pentru a fabrica o tulpină genetică de alge bogate în lipide, ca mijloc de a compensa cheltuielile cu cultivarea și prelucrarea substanței într-o resursă atractivă din punct de vedere comercial. Cu toate acestea, în ciuda faptului că a investit 600 de milioane de dolari într-un efort considerabil ambițios, proiectul a fost asigurat cu „limitări tehnice”, forțând compania să acorde la începutul acestui an că combustibilul de alge este „probabil mai departe” de 25 de ani de a deveni curent.
Sistemul de lichefiere hidrotermică dezvoltat de echipa lui Elliott nu este nimic nou. De fapt, oamenii de știință au făcut legătura cu tehnologia pe fondul unei crize energetice din anii '70 ca o modalitate de a gazifica diferite forme de biomasă precum lemnul, abandonând-o în deceniu mai târziu, pe măsură ce prețul benzinei a revenit la niveluri mai rezonabile. Versiunea construită în laborator de la PNNL este, totuși, „relativ mai nouă” și concepută pur și simplu pentru a demonstra modul în care înlocuirea practicilor consumatoare de costuri precum uscarea algelor înainte de amestecarea substanțelor chimice cu o abordare simplificată face ca întregul proces să fie mult mai rentabil în toate fazele. Elliott explică, de exemplu, că cea mai mare parte a cheltuielilor sunt cheltuite pentru creșterea algelor, care este fie creată în ceea ce se numește un sistem cu lacuri deschise, similar cu mediile naturale, fie în condiții bine controlate găsite în sistemele cu buclă închisă. Sistemul în bazin deschis nu este prea scump pentru a fi rulat, dar are tendința de a produce culturi mai contaminate și inutilizabile, în timp ce setările artificiale, unde algele sunt cultivate în containerele clare închise și zahărul alimentat, sunt costisitoare.
„Oamenii au această idee ușor inexactă că puteți cultiva algele oriunde doar pentru că o vor găsi în creștere în locuri precum piscina lor, dar recoltarea algelor cu combustibil la scară masivă este de fapt foarte dificilă”, spune Elliott. „Frumusețea sistemului nostru este că puteți introduce aproape orice fel de alge în el, chiar și tulpini mixte. Puteți crește cât puteți, orice tulpină, chiar și tipuri de lipide mai mici și îl putem transforma în brut. "
Reporterul energetic Forbes, Christopher Helman, are o bună descriere a modului în care funcționează această tehnică particulară de lichefiere hidrotermică:
"Începi cu o sursă de alge amestecată cu apă. Soluția ideală este de 20% alge în greutate. Apoi, o trimiți, continuu, pe un tub lung care ține algele la 660 grade Fahrenheit și 3.000 psi timp de 30 de minute în timp ce agită timpul. În această aragaz sub presiune se descompun algele (sau alte materii prime) și se reformează în ulei.Având în vedere 100 de kilograme de materii prime de alge, sistemul va produce 53 de kilograme de „ulei bio”, conform studiilor PNNL. Uleiul este foarte asemănător din punct de vedere chimic cu cel crud ușor, dulce, cu un amestec complex de compuși ușori și grei, aromatici, fenolici, heterociclici și alcani în intervalul C15 până la C22 ".
Pentru a folosi ceea ce este în esență un aragaz cu presiune extremă, la o temperatură atât de ridicată constantă și stres, necesită o cantitate corectă de energie, deși Elliott subliniază că și-au construit sistemul cu caracteristici de recuperare a căldurii pentru a maximiza căldura prin mersul înapoi în proces, ceea ce ar trebui să conducă la un câștig semnificativ de energie net în general. Ca bonus, reacția chimică care rezultă lasă în urmă o letanie de compuși, cum ar fi hidrogenul, oxigenul și dioxidul de carbon, care pot fi utilizate pentru a forma gaz natural, în timp ce minerale rămase precum azot, fosfor și potasiu funcționează bine ca îngrășământ.
„Este un mod de a imita ceea ce se întâmplă în mod natural pe o durată de timp insondabilă”, adaugă el. „Doar o facem mult, mult mai repede”.
Echipa lui Elliott a autorizat tehnologia companiei Genifuel Corporation, din Utah, care speră să se bazeze pe cercetare și să o implementeze într-un cadru comercial mai mare. El sugerează că tehnologia ar trebui să fie redusă pentru a converti aproximativ 608 tone metrice de alge uscate în brut pe zi pentru a fi durabilă financiar.
„Este o provocare formidabilă, de a face un biocombustibil care să fie competitiv în raport cu combustibilii consacrați pe bază de petrol”, a declarat președintele Genifuel, James Oyler, într-o declarație. "Acesta este un pas uriaș în direcția bună."
