Biopaliwo z alg

W dzisiejszym świecie nawet międzynarodowa pandemia nie jest w stanie przyćmić problemu ocieplenia klimatu i emisji gazów cieplarnianych. Coraz powszechniejsze stają się alternatywne sposoby pozyskiwania energii i użytkowania tego co kiedyś wyrzucaliśmy. Elektrownie wiatrowe, falowe, panele fotowoltaiczne, pozyskiwanie energii z biomasy, biopaliwa (bioetanol, biodiesel), ponowne wykorzystanie wody szarej i inne metody coraz częściej pojawiają się w naszej świadomości. Dziś chciałbym powiedzieć o czymś innym o czym miałem okazje wspomnieć na samym początku bloga (prawie rok temu) w pierwszym artykule o mikrobąbelkach.

Biopaliwo z alg

Algi, albo inaczej glony, to produkt, który kojarzy nam się głównie z kosmetologią albo sushi. Posiadają one jednak ciekawsze zastosowanie i nie jest nim tylko jedzenie albo nawóz. Można z ich wykorzystaniem produkować rożnego rodzaju biopaliwo. Jednak zacznijmy od początku.

Glony. a dokładniej mikroalgi, są ważnym elementem ekosystemu ponieważ produkują znaczną część powietrza, którym oddychamy (pisałem o tym tutaj) oraz stanowią pożywienie dla zooplanktonu. Są więc pierwszym ogniwem łańcucha pokarmowego. Nie mają zbytnich wymagań bytowych i mogą rozwijać się w wodzie słonej, słodkiej, ściekach. Nie straszny im obornik zwierzęcy (inaczej kupa i siuśki), odpady z żywności, z upraw, glicerol, odpady papierowe oraz tłuszcz zwierzęcy i roślinny. Niektóre gatunki glonów potrafią rozkłądać mocznik, żeby pozyskać z niego azot.
Mimo, że w naturze mikroalgi są powszechne i istnieje wiele odmian tych organizmówm, to ich szybkie namnażanie jest problematyczne i obecnie wciąż nie istnieją proste metody pozwalające na hodowlę alg na skale masową. Dość powiedzieć, że techniki produkcji pochłaniają 20-30% wszystkich kosztów w trakcie wytwarzania z alg biopaliwa. Chodzi tu głównie o wymuszenie przepływu wody, napowietrzenie (dostarczenie CO2 będącego podstawą rozwoju roślin) oraz następnie wyłowienie alg z roztworu, w którym wzrastały.

Rysunek 1. Możliwe wykorzystanie mikroalg
[Źródło 1]

Dalej idzie już z górki. W zależności od potrzeb algi można wykorzystać jako półprodukt do produkcji nawozu, paszy dla zwierząt i w końcu biopaliwa (biodisla, biometanu, biowodoru). Najciekawszym pomysłem wydaje się jednak pozyskiwanie elektryczności bezpośrednio z ciał alg. Są one dobrymi konwerterami energii słonecznej i wydaje się dobrym pomysłem zastąpienie baterii fotoelektrycznych bateriami algoelektrycznymi. Choć przy dzisiejszym stanie wiedzy jest to raczej strefa sience - fiction.

Jeszcze ciekawszym wydaje się wykorzystanie alg do oczyszczania naszego świata. Zwłaszcza zastosowanie zanieczyszczeń jako nawozu do alg. Pozwala to stworzyć system filtracji wody, którego wsadem jest zanieczyszczona woda, a produktem ubocznym algi. Tak uzyskane glony można przerobić na biogaz, którego efektem ubocznym spalania jest CO2 potrzebny do wzrostu alg. Tworzy się więc naprawde ciekawy prawie zamknięty cykl, który być może w przyszłości zastąpi, a na pewno wspomorze, klasyczne oczyszczalnie ścieków.

Rysunek 2. Przykłądowy system oczyszczania wody z algami i propozycja ich wykorzystania
[Źródło 2]

Oczywiście wszystko brzmi pięknie w praktyce jednak cały czas pozostaje problem produkcji masowej. Jest to wyzwanie, któremu naukowcy z całego świata poświęcają godziny pracy i rozmyślań. Jest więc nadzieja, że w końcu się uda. Nie jest to również pomysł nowy. Biopaliwo trzeciej generacji chodziło po głowie naukowcom już na początku lat 90 ubiegłego stulecia, a może wcześniej. Jednak 30 lat to w nauce dużo i mało. Dużo bo to tysiące (na pewno setki) publikacji, nowych odkryć. Kamień milowy rozwoju metodyki i sprzętu badawczego. Mało bo od pomysłu do wykonania i komercializacji trzeba pokonać wiele przeszkód. W przypadku np. strugi syntetyzowanej (tym się zajmuje naukowo) od pierwszego artykułu do pierwszej komercializacji mineło ok. 60lat.

Ja wierze w potenciał alg, a Ty? Znasz jakieś inne mało znane źródła zielonej energii? Czekam na  Twój komentarz.

Źródła:

1.Enamala, M. K., Enamala, S., Chavali, M., Donepudi, J., Yadavalli, R., Kolapalli, B., ... & Kuppam, C. (2018). Production of biofuels from microalgae-A review on cultivation, harvesting, lipid extraction, and numerous applications of microalgae. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 94, 49-68.

2.Solé-Bundó, M., Passos, F., Romero-Güiza, M. S., Ferrer, I., & Astals, S. (2019). Co-digestion strategies to enhance microalgae anaerobic digestion: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 112, 471-482.

PS. Za kilka dni (10.05) mija rok od pierwszego wpisu na blogu. Cieszę się, że wciąż są chętni aby razem ze mną poznawać świat nauki i poświęcać czas na czytanie mojego bloga. Dziękuje. Jestem zaszczycony jeżeli to czytasz.