Во многих странах ученые ведут работы по созданию фотобиореакторов на основе водорослей (на этих снимках – опыты в университете Киля – Christian-Albrechts-Universität zu Kiel). Однако главный секрет успеха в том, как именно организовать работу такой системы.

Концентрат «зеленых» технологий – экономически эффективный способ получения биотоплива и разнообразного химического сырья из загрязняющих атмосферу планеты выбросов тепловых электростанций и других производств – успешно испытывают в США.

«Технология Emissions-to-Biofuels уникальна в своей способности снижать выбросы углекислого газа с пользой в виде выработки нового топлива», – сообщает корпорация GreenFuel Technologies из Массачусетса и доказывает этот тезис на деле.

В то время как многие передовые заводы и электростанции подумывают о проектах захоронения ненавистного парникового газа, выбросы которого в современном мире стали предметом торговли и квотирования, американская компания предлагает превращать неудобные отходы в очень даже востребованные доходы, а именно – в топливо.

На этой опытной промышленной установке, работающей в Аризоне, выброс тепловой станции превращается в биодизельное горючее. Чудесным этим превращением занимаются несколько тонн водорослей, которые размножаются в гигантских прозрачных колбах, выставленных на солнце.

Через колбы, содержащие, помимо водорослей и воды, постоянно добавляемые питательные вещества (сельскохозяйственные отходы), пропускают дымовой газ – напрямую из станционной трубы. Крошечные зеленые комочки с радостью впитывают CO2, бурно размножаясь.

Далее этот зеленый состав пропускают через первичную сушилку, которая отделяет воду и направляет ее обратно в биореактор. Полученный высококонцентрированный раствор водорослей (здесь их концентрация в 10-30 раз выше, чем в реакторе) поступает в следующую секцию установки.

В данном случае – это система, производящая из биомассы дизельное топливо. Но создатели комплекса говорят, что тут можно смонтировать любое оборудование и, пожалуй, даже несколько типов систем переработки сразу.

Схема технологического цикла Emissions-to-Biofuels:
1 – дымовые газы тепловой электростанции,
2 – биореактор с водорослями,
3 – вентилятор,
4 – выход кислорода и азота,
5 – первичная сушка (стрелка, идущая обратно в реактор – рециклинг воды),
6 – биомасса,
7 – этанол, метанол,
8 – биодизель,
9 – протеиновый концентрат,
10 – другие продукты,
11 – автомобильное топливо (вроде E85).

Стрелка, идущая от спиртов и биодизеля к изображению тепловой станции, означает, что их можно не только продавать автомобилистам, но использовать для выработки электричества тут же, на месте производства (иллюстрация GreenFuel Technologies).

Если японцы, недавно начавшие выработку электроэнергии из культивируемых в чанах водорослей, ограничились синтезом метана, то американские новаторы заявляют, что их метод позволит получать и спирты, и метан, и биодизель, и водород с синтез-газом, и просто – брикеты твердой биомассы для разнообразного дальнейшего использования.

Тут к услугам химиков имеются экстракция и переэтерификация, ферментация, анаэробная переработка, газификация и сушка.

Что до водорослей, то одна из задач текущего опытного производства – выбрать наиболее выгодный их вид: некоторые содержат много липидов, крахмала и белков, сходных с таковыми у сои и канолы, а это – прекрасное сырье для синтеза горючего.

Недавно южноафриканская компания De Beers Fuel Limited получила от GreenFuel Technologies лицензию на технологию Emissions-to-Biofuels. Специалисты из ЮАР намерены развернуть у себя аналогичное производство. Сейчас там занимаются синтезом горючего из растительных масел. «Но соя дает 48 галлонов сырья (масла) с одного акра, канола – 140 галлонов, а водоросли 10 тысяч галлонов», – радуются специалисты De Beers Fuel.

Изобрел этот метод и основал GreenFuel Technologies Исаак Берзин (Isaac Berzin), ученый из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology). Три года назад он организовал эксперимент с морскими водорослями на Международной космической станции и тогда задумался об их удивительной способности к быстрому размножению с минимумом требований к среде (например, им не нужна особо чистая вода).

В 2005-м предприимчивый ученый договорился с властями Аризоны и запустил опытную станцию для выращивания водорослей. С тех пор он экспериментирует с необычными зелеными колбами, забирающими часть выбросов местной электростанции. Прошлой осенью здесь начали получать пригодные, в принципе, для продажи биодизель и этанол. Хотя пока система работает как эксперимент.

Кэри Баллок (Cary Bullock), директор GreenFuel Technologies, утверждает, что в случае создания массовой промышленной установки такого типа можно будет получать по 200 тонн водорослей с акра свободной площади в год. Баллок добавляет, что коммерческое производство продукции по фирменной технологии начнется в 2008 году: в Аризоне, а также у партнеров компании – в Австралии и Южной Африке. Проявляют интерес к американской технологии и в Европе.

При этом массачусетские экспериментаторы утверждают, что капитальные затраты на создание такой установки низки, потребности оборудования в электричестве также невелики, и установка по выращиванию водорослей никак не влияет на работу тепловой электростанции. Мол, окупаться такая коммерческая система должна быстро.

Баллок также говорит, что компании удалось решить ряд проблем, с которыми столкнулись в других лабораториях и институтах при построении сходных по принципу действия систем. У других экспериментаторов и затраты энергии на работу оборудования были выше, да и водоросли не хотели расти так, как надо бы. Но как именно эти проблемы были решены – улыбается Кэри, – секрет фирмы.

Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам http://www.membrana.ru/