Может ли спастись индустрия биотоплива из водорослей?

Биотопливо из водорослей переживает кризис. Эта альтернатива могла бы снизить углеродные выбросы, не занимая земли под производство пищи, в отличие от многих сельскохозяйственных биотоплив. Однако крупные компании, включая Shell и ExxonMobil, похоже, отказываются от своих инвестиций в это экологичное топливо.

Микроводоросли — фотосинтезирующие организмы, способные производить большое количество жиров, которые можно преобразовать в биодизель. Они интересны высокой продуктивностью — способностью производить много топлива относительно использованных ресурсов.

В последнее десятилетие в разработку биотоплива из водорослей были вложены огромные средства. Это было оправдано высокой ценой на нефть и растущим осознанием проблемы изменения климата.

Однако планы не реализовались. Компании столкнулись с проблемами: падением продуктивности при масштабировании, заражением ферм хищниками и нерентабельной экономикой. Строительство прудов, обеспечение светом и питательными веществами оказалось слишком дорогим, а цена на нефть упала.

Не только топливо

Водоросли — это микроскопические фабрики, производящие множество полезных соединений для разнообразных продуктов.

Например, они могут производить большое количество омега-3 жирных кислот — важной пищевой добавки. Это устойчивый вегетарианский источник омега-3. Водоросли также являются отличным источником витаминов, минералов и белков (например, виды Chlorella и Spirulina).

Другой полезный продукт — биопластик. Обычный пластик производится из ископаемого топлива и долго разлагается. Биопластик из водорослей можно производить с низкими выбросами CO₂ или даже с их поглощением.

Разнообразие этих продуктов может стать ключом к развитию биотоплива. Многие из них — высокоценные химические вещества, продающиеся по цене выше, чем биотопливо. Комбинируя их производство с биодизелем, можно субсидировать стоимость топлива и компенсировать высокие затраты на выращивание водорослей.

Эта концепция, известная как «био-НПЗ» (biorefinery), представляет собой новую волну исследований. Подобно тому, как нефтеперерабатывающие заводы производят пластики, волокна, смазочные материалы и топливо, algal biorefinery будет производить из водорослей множество продуктов.

Создание algal biorefinery

Чтобы модель была рентабельной и устойчивой, необходимо использовать отходы: тепло, диоксид углерода (CO₂) и питательные вещества от электростанций, фабрик и очистных сооружений. Это снизит затраты.

После производства топлива остаются белки, углеводы и другие молекулы. Их можно превратить в упомянутые продукты или использовать для производства биогаза (еще один источник топлива). Этот биогаз можно продавать или использовать на самом НПЗ для обогрева, замыкая цикл и повышая эффективность.

Эта модель уже применяется. В 2014 году компания Sapphire Energy, один из крупнейших мировых производителей биотехнологий из водорослей, объявила о диверсификации работы, включив в нее пищевые добавки наряду с биотопливом. Такой переход к концепции био-НПЗ становится все более распространенным.

Очевидно, algal biorefinery не решит всех проблем коммерческого выращивания водорослей. Остаются ключевые вопросы: потеря урожайности на очень больших масштабах и заражение культур хищниками. Эти проблемы будут решаться только благодаря постоянным исследовательским усилиям. Однако концепция био-НПЗ может стать следующим шагом к будущему без ископаемого топлива.