Автор: Lucy Sherriff
Стаття від: 15 червня, 2023 року
Нове дослідження з використанням реальних даних ставить під сумнів енергоефективність альтернатив дизельному паливу, які походять із фітопланктону.
Спалювання палива, виготовленого з відновлюваних природних ресурсів, таких як фітопланктон, зазвичай виділяє менше вуглекислого газу, ніж використання викопного палива. Але виробництво цього альтернативного палива може бути енергоємним. У 2014 році дослідник у Kawasaki, Японія, здійснює експерименти з екстрагування олії з водоростей у 2014-му році . Фото BJ Warnick/Newscom/Alamy Stock Photo
Біопаливо, виготовлене з водоростей, отримало своє місце під сонцем завдяки рокам широко розрекламованих інвестицій компаній, що займаються викопним паливом, таких як Exxon і Chevron, і досліджень, які показують потенціал цього джерела енергії для заміни викопного палива. Однак нові дослідження показують, що біодизель, отриманий з мікроводоростей, може фактично викидати більше двоокису вуглецю під час виробництва та використання, ніж дизельне паливо на основі нафти.
Низька ефективність біопалива пояснюється процесом його виробництва, який вимагає більше енергії, ніж може згенерувати кінцевий продукт..
Як група речовин, біопаливо — паливо, виготовлене з відновлюваних природних ресурсів, таких як рослини, кавова гуща та рослинні олії — викидає під час спалювання менше вуглекислого газу в навколишнє середовище, ніж викопне паливо. А мікроводорості, фітопланктон, які ростуть у прісній і солоній воді, мають властивості, які зробили їх особливо перспективними кандидатами. Деякі види фітопланктону виробляють у 30 разів більше енергії, ніж інші види біопалива, оскільки вони містять велику кількість жирів, які можна перетворити на паливо. Фітопланктон швидко росте, процвітаючи в різноманітних кліматичних умовах і середовищах існування, включно зі стічними водами, і не потребує перетворення, конверсії потенційних продуктів харчування на виробництво палива, на відміну від кукурудзи, сої та інших біопаливних культур. Однак самі по собі ці переваги не призводять до енергоефективності.
Попередні дослідження розглядали питання підвищення енергетичної ефективності вилучення жиру з мікроводоростей або генно-інженерних штамів фітопланктону, які продукують більшу кількість жирів. Але ці зусилля здебільшого спиралися на результати виключно лабораторних досліджень, які було проведено з невеликими обсягами водоростей — це дуже далеко від того, що потрібно для виробництва біопалива в реальному світі.
У новому дослідженні (Bradley, T., Rajaeifar, M.A., Kenny, A. et al. Life cycle assessment of microalgae-derived biodiesel. Int J Life Cycle Assess 28, 590–609 (2023). https://doi.org/10.1007/s11367-023-02140-6) Tom Bradley, директор британської консалтингової компанії Decerna, яка спеціалізується на економіці з низьким рівнем викидів вуглецю, та його співавтори працювали з установкою з виробництва біопалива з фітопланктону в промислових масштабах. Вони виростили мікроводорості при штучному освітленні на дієті з гліцерину, дріжджів та інших хімічних речовин, а потім екстрагували жири та конвертували їх у форми, придатні для використання як біодизеля.
Протягом усього процесу автори дослідження збирали дані про енергетичні потреби кожного етапу, а потім підраховували викиди вуглецю від спалювання кінцевого продукту. Результатом є більш реалістична оцінка реального впливу на навколишнє середовище, каже Bradley.
Автори виявили, що екологічні витрати на розбудову інфраструктури для вирощування та переробки водоростей, а також на виробництво електроенергії для забезпечення процесу з вирощування та екстрагування олії, більш ніж врівноважують негативні впливи на дловкілля від спалювання біопалива.
Коли Bradley почав це дослідження більше десяти років тому, він дуже сподівався на мікроводорості. Але він більше не вважає це сильним вибором. “ Біодизель, отриманий з мікроводоростей, не може перевершити звичайне дизельне паливо без значного прориву- каже він.
Енергетичний гігант Exxon, схоже, поділяє стурбованість Bradley. У грудні 2022 року компанія тихо припинила свої багатомільйонні 14-річні дослідження водоростей.
Проте Xavier Mayali, дослідник біопалива з водоростей у Ліверморській національній лабораторії імені Лоуренса в Каліфорнії, який не брав участі в дослідженні, вважає, що мікроводорості все ще можуть виробляти життєздатне альтернативне паливо — з деякими ключовими змінами.
Mayali каже, що вирощування фітопланктону на відкритому повітрі з природним освітленням і пошук менш енергоємного методу виробництва енергії з олії допоможе дизельному паливу на основі мікроводоростей бути конкурентоспроможним.
Bradley погоджується.
“ Це не означає, що широкомасштабне виробництво біопалива з мікроводоростей ніколи не почнеться, але, безперечно, потрібні деякі трансформаційні зміни в технології,” – каже він.
Посилання на оригіна: Biofuel Made from Algae Isn’t the Holy Grail We Expected
