Здравствуйте, Гость

Войти в личный кабинет



ВАША КОРЗИНА ПУСТА
http://www.electra.com.ua/components/com_jshopping/files/img_products грн /magazin/cart/delete.html /magazin/product/view.html Ваша корзина пуста. Показать/скрыть подробности Параметры ⇓ Товар добавлен в корзину Товаров ВАША КОРЗИНА ПУСТА Товаров в корзине на сумму Удалить
currency

electra 3

Будущее автомобильного топлива – водные растения

Опубликовано в Источники энергии Просмотров: 1130

biodizel-1Когда нам говорят о водорослях, что сразу приходит на ум? Может быть их насыщенный зеленый цвет, или, может быть, прекрасные подводные виды, создаваемые их сочетанием? С чем бы у нас не ассоциировались эти водные растения, думая о них, мы меньше всего можем представить их в качестве биологического топлива, но именно над этой стороной их применения работают сегодня многие ученые.
Водоросли – это группа низшие фототрофных одноклеточные и многоклеточные организмов, способных к преобразованию солнечного света в энергию. Водоросли являются одной из самых распространенных организмов на Земле. Более чем 100.000 видов

принадлежат к данной группе организмов. Водоросли могут существовать в форме крошечных одноклеточных организмов, плавающих в пруду, или же быть огромными колониальными или многоклеточными организмами, населяющими океан.

Водоросли растут в естественной среде обитания во всем мире, но благодаря созданию оптимальных условий их жизни, они могут выращиваться и в лабораторных условиях практически в безграничном количестве. Все, что нужно этим растениям для существования - это вода, солнечный свет и углекислый газ. Поэтому чтобы выращивать водоросли, совсем не нужен пруд или иной водоем, для этой цели можно использовать биореакторы.

Применение водорослей в качестве возобновляемых источников энергии, возможно благодаря способности этих организмов к накоплению энергии в виде натуральных масел. Эти масла могут использоваться в качестве сырья при производстве топлива для автомобильного транспорта и авиатранспорта. Водоросли обладают огромным потенциалом в сфере уменьшения нашей зависимости от нефти.

Уровень содержания масла в клетках может существенно отличатся у разных видов этих водных растений. Для производства биодизельного топлива лучше всего подходят те виды водорослей, которые произрастают наиболее близко до поверхности воды, поскольку именно эти растения имеют высокий уровень содержания жирных масел.

biodizel-2

Возможность применения водорослей в качестве альтернативного источника энергии впервые была открыта в 1978 году в США. В этот период в стране наблюдался интенсивный рост цен на бензин, а очереди на автозаправках были практически бесконечны. Правительство США искало выход из сложившейся ситуации, ученые занимались поисками возможных аналогов бензиновому топливу.

После изучения более 3000 видов водорослей, исследователи Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США пришли к выводу, что эти высокоурожайные растения, если будут выращиваться в достаточно больших количествах, могут заменить ископаемые виды топлива, применяемые как в производственных, так и бытовых и транспортных целях.

Замена ископаемых видов топлива водорослевым возобновляемым ресурсом очень перспективна. Департамент Тихоокеанской северо-западной лаборатории США экспериментально доказал, что биологическое топливо, производимое благодаря использованию водорослевых масел, способно уменьшить на 17% зависимость страны от импортной нефти. Министерство энергетики США уже профинансировало проект, который будет способствовать расширению спектра применения водорослей, в том числе и в качестве альтернативного источника энергии.

В процессе производства биодизеля (жирных масел) водоросли потребляют углекислый газ. Иными словами, в процессе фотосинтеза водоросли тянут углекислый газ из воздуха, заменяя его кислородом. В фотосинтетическом процессе раскрывается ещё одна позитивная сторона существования водорослей – «утилизируя» огромное количество углекислого газа, они уменьшают уровень загрязнение окружающей среды.

Ученые США подсчитали, что с площади, засаженной водорослями, размером в один акр можно производить в год более 100.000 галлонов биодизельного топлива. Однако, производственная эффективность прямо зависит от вида выращиваемых водорослей, условий их роста, а также используемого метода добычи биодизеля. По оценкам экспертов, для замены всех продуктов, выпускаемых на основе нефти, необходимо производить 140 миллиардов галлонов биодизеля из водорослей каждый год. Для достижения этой цели, необходимо выделить около 95 миллионов акров земли для строительства биодизельных заводов.

Процесс извлечения жирных масел из водорослей

Есть несколько способов извлечения масел из водорослей. Самым распространенным и простым способом добывания масел является метод пресса, когда жирные масла из клеток водорослей выдавливаются подобно соку из апельсина. Этот процесс выжимания позволяет извлекать из водорослей до 75% содержащихся в них масел. Однако, наиболее продуктивным является сочетание метода выжимания с обработкой гексаном. Благодаря такому комбинированному процессу извлекается до 95% объема масел, содержащихся в водорослях. Ещё более продуктивна сверхкритическая флюидная технология.

Добытые масла поддают воздействию гидроксида натрия в сочетании с метанолом, в результате чего образуется биодизельное топливо, содержащее глицерин. Далее, смесь очищают с целью удаления глицерина. Образуемый конечный продукт и будет являться водорослевым биодизельным топливом.

Американские исследователи недавно разработали довольно перспективную технология сбора масел, выделяемых цианобактериями, без разрушения их клеток.

Процесс выращивания водорослей для производства биодизельного топлива

Итак, мы рассмотрели химический процесс производства биологического топлива из водорослей, но не ответили ещё на один вопрос: каким образом мы сможет выращивать достаточное количество водорослей? Наиболее естественным было бы использование с этой целью открытых водоемов. Однако, в природной среде существует ряд факторов, воздействие которых может негативно отобразится на процессах роста этих водных растений. К примеру, в условиях неблагоприятной погоды водоросли могут полностью прекратить свой рост.

biodizel-3

biodizel-4

Закрытый цикл производства водорослей более эффективен, нежели в открытых водоемах, поскольку позволяет значительно быстрее собирать «урожай». Ряд компаний, занимающихся производством водорослевого топлива, выращивает эти растения в фотобиореакторах, которые являются автономными системами с управляемой средой. Довольно часто такие биореакторы строят вблизи электростанции для того, чтобы предотвратить избыток углекислого газа в воздухе.

Преимущества производства биологического топлива из водорослей:

1.Водоросли растут в 20-30 раз быстрее, чем продовольственные культуры.
2.Водоросли могут выращиваться на территориях, которые совсем не подходят для других культур.
3. На каждый акр посадки с водорослей можно получить в 300 раз больше биотоплива, чем с обычных продовольственных культур.

Использование водорослей в качестве источника топлива - реально!

biodizel-5

В 2010 году мир впервые увидел транспортное средство, способное работать на водорослевом топливе. Это гибридное чудо-техники, получившее название Algaeus, выпустила японская автомобилестроительная компания «Toyota». Хотя автомобиль преимущественно приводиться в движение электродвигателем, питаемым от аккумуляторных батарей, а потенциал водорослевого топлива использован всего лишь на 5%, производители уверены, что данное транспортное средство способно доказать всему миру, что использование «зеленого» топлива в автотранспорте вполне реально.

© Сергей Вольтер 2013
Любое копирование, перепечатка и распространение материалов статей без разрешения правообладателя запрещены и преследуются по закону. Нарушение авторских прав будет рассматриваться согласно статьи 52 Закона Украины «О авторском праве и смежных правах», статьи 176 Криминального Кодекса Украины, статьи 432 Гражданского кодекса Украины, статьи 51-2 Кодекса Украины об административных правонарушениях.