Теоретический потенциал и реальность топлива из водорослей

Теоретически возможно производить из водорослевого топлива примерно в 500 раз больше энергии, чем требуется для его выращивания. К такому выводу пришли исследователи из Техасского университета в Остине.

Однако, ограниченные существующими технологиями, в отдельном исследовании они обнаружили, что их опытная установка по выращиванию водорослей на выходе даёт лишь одну пятисотую от энергии, затрачиваемой на её производство.

«Поиск экономически эффективного биотоплива — одно из благородных начинаний нашего времени, и эти работы проливают свет на границы возможного в исследованиях водорослей», — отметил Роберт Хебнер, профессор инженерной школы Кокрелла.

Проблема перехода от теории к практике

Исследования добавляют важный контекст к оценке жизнеспособности водорослей, которые перспективны для производства большого количества энергоёмкого топлива, поскольку их можно собирать почти непрерывно круглый год.

• Теоретические пределы энергоэффективности очень высоки, но требуют технологий, значительно опережающих текущую практику.
• Современные исследования должны учитывать не только энергоэффективность, но и стоимость, потребление воды и ограничения ресурсов.

«Эти результаты критически важны для сферы государственной политики... Иначе мы рискуем серьёзным негативным воздействием на качество нашей жизни», — подчеркнул соавтор работ, доцент Майкл Веббер.

Практическое решение: симбиоз с очисткой сточных вод

Изучая свою опытную установку, команда учла все энергозатраты реального процесса (электричество для насосов, химическая обработка, транспортировка воды). В сотрудничестве с городом Остин они показали, что комбинация выращивания водорослей с очистными сооружениями — это подход, который уже сейчас позволяет получить положительный энергетический баланс.

• Водоросли потребляют фосфор и азот — элементы, в избытке содержащиеся в сточных водах и подлежащие удалению в процессе очистки.
• В такой комбинированной система производилось в 1,5 раза больше энергии, чем затрачивалось на выращивание водорослей.

Для сравнения: сегодня нефть и газ дают в 30–40 раз больше энергии, чем требуется для их добычи. Однако, как отметил Хебнер, с ископаемым топливом добывать его становится всё труднее, тогда как теоретический максимум для водорослей чрезвычайно высок.

Инфраструктура для исследований

Техасский университет в Остине обладает крупнейшей и наиболее разнообразной в мире коллекцией водорослей (более 3000 образцов). Исследования частично финансировались компанией OpenAlgae, которая совместно с университетом разрабатывает технологии переработки водорослей. Результаты опубликованы в журналах Energies, Energy и Water Environment Research.