Alternatív energia

Biodízel előállítására alkalmasak a különböző biológiai eredetű olajok, amelyeket repcéből, szójából, napraforgóból, pálmafából, fenyőgyantából, használt sütőolajból vagy állati zsiradékokból nyernek. Amerikai kutatók most a biodízel nyersanyagának új lehetőségei után kutatnak. Az ehhez szükséges olajokat algák segítségével állítják elő. Szerintük ez a módszer messze hatékonyabb, mint a hagyományos mezőgazdasági művelés. A hidrokultúrás növénytermesztés felhasználható biodízel alapanyag előállítására is. Mit kell tudni az algákról?

A növénytermesztők általában káros kis mikroélőlényekként tartják számon az algákat. A hidrokultúrás növénytermesztésben küzdeni kell ellenük, mert nem kívánatosak, növekedésükkel elhasználják a tápanyagot. Az akvaristák úgyszintén irtják az algákat, halakkal vagy vegyszerekkel. A vegyipar számtalan élelmiszer-ipari és kozmetikai cikket gyárt az algákból. Japánban az étrendben is szerepel az alga. Organikus műtrágya előállítására is alkalmas, és mindezeken kívül az újabb kutatások a biodízel előállításban látják az algák legnagyobb jelentőségét. Az biztos, hogy jó ideig nem fogja még teljes mértékben felváltani a bioenergia a fosszilis energiahordozókat, de arra számíthatunk, hogy egyre nagyobb arányban szerepel majd a különböző energiahordozók keverékében. A bioenergia térhódítását segítheti amerikai kutatók új fejlesztése, az algákon alapuló biodízel-termelés. Ennek során szabályos bioüzemekben állítják elő az egysejtű növényekből az olajat. Mivel a kőolajtelepek idővel kimerülnek, és a rendelkezésre álló készletek kitermelése egyre nehezebb, az olaj pedig egyre drágább, mind nagyobb az igény az alternatív üzemanyagok iránt.

Az algákból álló olajfinomító megtervezésekor a kutatók abból indultak ki, hogy egyes algafajoknál akár a sejtek tömegének felét is olajok tehetik ki. Ugyanez az arány a biodízel termelésére már üzemi méretekben alkalmazott pálma esetében mindössze 20 százalék. Egységnyi művelt területre átszámítva az algák olajhozama például a szójának akár a 200-szorosa is lehet. A parányi kis egysejtűek állandóan szaporodnak, így termésük évszaktól függetlenül folyamatosan, szinte naponta betakarítható. A táblázatból láthatjuk, hogy az egy hektár területen évente termeszthető növényekből hány liter biodízel nyerhető.

Az egy hektáron termeszthető algák mennyisége az alkalmazott technológiától függ. Ezért széles határok között mozog a belőlük nyerhető biodízel mennyisége, mely tovább növekszik a technológia fejlődésével. Az algatermesztést folyamatosan fejlesztik, és ebben az amerikai űrkutatási szakemberek is aktívan részt vesznek. A megfelelő hatékonyság érdekében a kutatók sajátos bioreaktorokat terveztek. Ezeket egy szennyvíztisztítóhoz hasonló telep formájában valósították meg. Itt, a más algákkal való keveredés megelőzése érdekében, zárt medencékben nőnek a megfelelően kiválasztott algafajták, amelyeknek a szaporodáshoz mindössze vízre, fényre, némi ásványi anyagra és szén-dioxidra van szükségük. Érdekesség, hogy ez utóbbit gyárak vagy más erőművek kibocsátásából fedeznék, ehhez a rendszert ezek közelében telepítenék.

Egy ukrán feltaláló a testsúlyukat negyvenóránként megduplázó algákkal kísérletezik, és azt állítja, olcsó üzemanyagot ad a világnak. Speciális készülékekben tenyésztett algából állít elő gépkocsi meghajtására alkalmas biodízel olajat. A moszatból nyert bio-üzemanyag ipari méretekben való előállításában reménykedő feltaláló elmondta, hogy a tudósok már a múlt század közepén felvetették a moszatok ilyen célú felhasználásának ötletét. Karvastagságú üvegcsövek rendszeréből álló berendezésben szaporodik az alga. A feltaláló elmondása szerint a rendkívül gyorsan osztódó növényparányokat 24 fokos állandó hőmérsékleten tartja. A meleget olyan dízel-áramfejlesztő biztosítja, amely algaüzemanyaggal működik. A megfelelő mennyiségűre szaporodott moszatot tízóránként lehalásszák, a masszából kipréselik az olajat, a visszamaradó préspogácsa állatok etetésére alkalmas. Az így termesztett moszat zsírtartalma eléri a 80%-ot. A növényparányok szaporodási sebességére jellemző, hogy megfelelő környezet esetén 40 óránként megduplázzák a saját tömegüket. A táptalajukul szolgáló közeget olcsó kémiai vegyületek és nyomelemek speciális keverékéből állítják elő. A befektetés gyorsan megtérül, mert az így nyert biodízel literje mindössze 0,25 euróba kerül.

A találmány jövőjét illetően a feltaláló optimista, és szerinte az algás „biüzemanyag-reaktor” iránt komoly érdeklődés mutatkozik.

Tavakban nevelt algákat már egy ideje használnak biodízel alapanyagként szolgáló olajok előállításra, de az ilyen, a szabad levegővel közvetlenül érintkező rendszerekben számos probléma adódik. Nagy a víz párolgási vesztesége, valamint szennyező anyagok, por és idegen, az olajtermelést megzavaró algafajok is bekerülhetnek a medencékbe. Elkerülése végett texasi kutatók kifejlesztették a zárt bioreaktorokat. Ezekben olyan algákat nevelnek, amelyek minimális tápanyagszükséglet mellett a legtöbb megfelelő összetételű olajat termelik, ideális esetben sejtjeik tömegének legalább felét teszik ki az üzemanyagként hasznosítható vegyületek. Hogy a hozamot fokozzák, az algákat nem vízszintes, hanem függőleges elrendezésben szaporítják: átlátszó, egymással párhuzamosan lelógatott lapos, műanyag zsákokban. Ezzel a megoldással egységnyi területen nagyságrendekkel nagyobb együttes felület érhető el, mint a hagyományos medencékben vagy a megszokott növényfajtákból, a földeken. Így a rendszer hozama hektáronként évente csaknem 1 millió liter olaj, szemben például a szójával, amelyből ugyanekkora területen mindössze 500 liter nyerhető. A kutatók jelenleg az olajtermelésre legmegfelelőbb algafajokat és a nevelésükhöz szükséges költségkímélő tápoldatot keresik, valamint a rendszer üzemeltetésének környezeti hatásait elemzik. Időközben fokozatosan bővítik termelésüket, és remélik, hamarosan betörhetnek a biodízelpiacra.

Egy amerikai bioüzemanyag-vállalat, melyet befektetők, tudósok, vásárlók és a kormányzat képviselői is meglátogattak, előállított egy tiszta dízel üzemanyagot, az üzeme melletti tóból betakarított algákból.

Az algából nyerhető üzemanyag technológiáját telepíteni lehet kis, mobilegységek formájában, így nem szükséges több száz mérföldre eljuttatni a nyersanyagokat.

Tudósok szerint az algák segíthetnek eltüntetni az üvegházhatású gázokat és új olajkészleteket alkothatnak. A mikroszkopikus zöld növényből harmadik generációs bioüzemanyag készíthető, és főként az élelmiszerárak emelkedése idején komoly előnye, hogy nem vesz el területet az élelmiszercélú növénytermesztéstől.

A régmúlt időkben az élet lassú fejlődésének hajnalán az algák fotoszintézisük révén segítették a Föld életre alkalmatlan légkörét a modern élővilág számára alkalmassá változtatni úgy, hogy glükózzá és oxigénné alakították a szén-dioxidot és a napfényt. Bizonyos algák a tavak és a tengerek mélyére süllyednek, ahol lassan olajjá alakulnak. A kutatók mindössze visszafordítják az idő kerekét. Most megnyílt a verseny, hogy olyan gazdaságos megoldást találjanak az algák növényi olajjá alakítására, amit aztán később biodízellé, kerozinná, más üzemanyaggá és műanyaggá alakíthatnak. Egyes becslések szerint az ipar egy évtizeden belül használható mennyiségben tart majd igényt az algákra a kereskedelmi olajtermeléshez. Ezek az üzemanyagok valószínűleg végső soron nem termelnének szén-dioxidot, mivel az algák a növekedésük során elnyelik az üvegházhatású gázokat. Már több nagyvállalat foglalkozik az algák és a bioüzemanyagok kérdésével. Egy Japán repülőtársaság januárban tesztrepülést végzett egy olyan repülőgéppel, amelynek üzemanyaga kerozin és algaolajat tartalmazó bioüzemanyag volt.

Az algának nincs szüksége mezőgazdasági termőföldre, egy nap alatt megduplázza tömegét, és a kutatók szerint a környezetre gyakorolt hatása is csekély. Egyelőre még kérdéses, hogy az alga milyen nagyságrendben képes kiváltani a hagyományos energiahordozókat. Az algákból a biodízel mellett bioetanol és egyéb termékek is előállíthatók, de segítségükkel hidrogén is jó hatásfokkal nyerhető, aminek sokan szintén nagy karriert jósolnak alternatív üzemanyagforrásként. A speciális algafajokat azonban izoláltan kell termeszteni, így az infrastrukturális háttér kiépítése és fenntartása meglehetősen költséges. Az algatermesztés házilag is megoldható használt műanyag palackokkal, vertikális polcokon elhelyezve. A leszűrt algát meg kell szárítani és ki lehet sajtolni belőle az üzemanyag előállítására alkalmas olajat.

Az algák étkezési és gyógyítási célra is felhasználhatók. Az édesvízi alga a különleges sejtfelépítésének és a klorofiltartalmának köszönheti méregtelenítő hatását. Minél jobban méregtelenítettük testünket, májunk és vesénk annál jobban képes ellátni tisztító feladatát. Így válik egészségünk és ellenálló képességünk fontos fenntartójává. Folyamatos fogyasztásukkal elkerüljük és megelőzzük a hiányállapotokat és az ezekből eredő megbetegedéseket. Az algák egyszerűen méregtelenítik a szervezetet, és kivezetik az ott felgyülemlett nehézfémeket, amelyek különböző problémákat okoznak. A méregtelenítés után a szervezet felépíti saját immunrendszerét, amely védelmet nyújt a környezetszennyezés, a rossz táplálkozás, stressz és egyéb más káros hatások ellen.

A mindennapok tudománya tovább kutatja az alternatív energiaforrások lehetőségét, és egy 200 éves találmány újraszületése már meg is történt a Stirling motor formájában. Erről lesz szó a következő számban.

Gilvazi-algák műanyag flakonban

Gilvazi-bioreaktor