Tehnologija uzgoja algi
    Utorak, 05 Srpanj 2011 16:53

    Tehnologija uzgoja algi

    Glavni problem pri proizvodnji biogoriva putem klasičnih sirovina je potreba za velikom površinom obradivog područja koje se mora iskoristiti za uzgoj same sirovine. Upravo zbog tog razloga mnogi su s pravom skeptični prema takvom načinu proizvodnje goriva jer se smanjuju obradive povšine za hranu. Proces primjene algi s jedne strane smanjuje emisiju štetnih plinova u atmosferu, ali s druge strane uzrokuje još veću nestašicu hrane i povisuje cijenu prehrambenih proizvoda.3-D Matrix tehnologija rješava takve probleme. Ona ima iznimno visoku produktivnost biogoriva po jedinici površine što je čini najefikasnijom tehnologijom takve vrste na svijetu. Osim što je potrebna znatno manja površina za proizvodnju koja k tome ne mora biti obradiva, ova tehnologija smanjuje emisiju plinova poput CO2 i NOx u atmosferu u velikim količinama. Znatan problem ove tehnologije su iznimno visoki operativni troškovi po jedinici površine, te taj podatak čini takvu vrstu tehnologije ekonomski upitnom. Ipak, pitanje je dobrog poslovnog planiranja i ekonomskih stručnjaka koji će ponuditi najpovoljnije rješenje. Iz tog razloga se ulažu velika financijska sredstva u razvoj ove tehnologije kako bi se što znatnije povećala produktivnost po jedinici površine. Viđen je velik napredak u razvoju ove tehnologije, te se očekuje ne samo da će biti ekonomski isplativa, već da će biti znatno povoljnija od proizvodnje nafte i njezinih derivata.U nastavku donosimo opis tri tehnologije uzgoja algi za proizvodnju biodizela.

    Algakultura
    Algakultura je grana akvakulture koja se bavi uzgojem različitih vrsta algi. Alge se uzgajaju u umjetnim bazenima koji se nalaze u vodi i njihov razvoj uvelike ovisi o uvjetima okoliša u kojem se nalaze. Alge koje se uzgajaju na taj način uglavnom spadaju pod mikroalge kojima se pripisuju fitoplankton, mikrofite i plankton. Makroalge, poznatije kao morska trava također imaju komercijalnu i industrijsku svrhu. No, zbog svoje veličine i posebnih klimatskih zahtjeva pod kojima se mogu razvijati rijetko se uzgajaju u akvakulturama. Obično se crpe iz divljih nalazišta u morima i oceanima. Takav način uzgoja algi za proizvodnju biodizela je najpovoljniji, ali zato ima i mnoge nedostatke. Glavni nedostatak je prepuštenost algi prirodnim uvjetima što znatno usporava njihov rast. Nemoguće je unaprijed precizno predvidjeti kolika će biti produktivnost jer na to utječu razni vremenski faktori. Također je istodobno na nekoj lokaciji moguće uzgajati najviše jednu vrstu alge. Naime, u paralelnom razvoju više vrsta algi na nekom području uvijek jedna od vrsta postane dominantna i pri tome uništi ostale vrste algi. Još jedan nedostatak je nanošenje štete živom svijetu u blizini kojeg se razvijaju. Inzistiranjem na stvaranju što veće zajednice algi na nekom području narušava se prirodna ravnoteža, pri čemu nestaju mnoge biljne i životinjske vrste na tome području. Uz manja ulaganja može se postići produktivnost od 1,5 litre biodizela/m2.

    Tehnologija bioreaktora
    Bioreaktor proizvodi visokokvalitetno biogorivo uz pomoć algi, koje koriste sastojke dima iz dimnjaka energetskih postrojenja. U bioreaktorima biogoriva se proizvode za vrijeme rada energetskog postrojenja s time da proces reducira NOx do 86% i CO2 za 40% iz emisija dimnjaka. Osnovna jedinica sustava sastoji se od serije 2,5 metara visokih bioreaktora trokutastog oblika od polikarbonatskih cijevi promjera 10 do 20 cm, kroz koje voda i alge kontinuirano cirkuliraju. Hipotenuza trokuta je orijentirana prema suncu zbog fotosinteze, a horizontalni i vertikalni dio trokuta su u sjeni. Fluid teče kroz hipotenuzu, zatim kroz tamne katete i ponovno u hipotenuzu. Cirkulacija se uravnotežuje kako bi se algama osigurala optimalna izloženost svjetlu. Dimni plinovi se upumpavaju u donji dio svakog trokuta, a alge uklanjaju NOx i CO2 u jednom prolazu kroz bioreaktor (trokut). Alge reduciraju NOx i danju i noću bez obzira na situaciju sa svjetlom. Čak i mrtve alge smanjuju sadržaj NOx do 70 %. Uzgojene alge se mogu koristiti za proizvodnju obnovljivih biogoriva, a uz to elektrane zadovoljavaju regulativu koja zahtijeva smanjenje emisije CO2. Tijekom ispitivanja ove tehnologije, bioreaktori su bili izloženi dimnim plinovima sa sadržajem CO2 od oko 13%. Alge koje su odabrane prema protokolu NASA-e i koje nisu bile GMO (genetički modificirani organizmi) su preradile dimne plinove. Plinovi koji su prošli preradu u bioreaktoru izlaze na vrhu, a alge se ispuštaju na dnu svaki dan i mogu se koristiti za proizvodnju biodizela i sl. Takvi sustavi zahtijevaju nesmetanu izloženost suncu na većoj površini. Zbog toga je potrebno osigurati hektare slobodnog prostora u blizini termoelektrana, što nije svugdje na raspolaganju. Proizvodnja bioreaktora je 3,5 litre biodizela/m2 godišnje.

    3D Matrix sustav (eng. Emission-to-Biofuels)
    Najsuvremenija i najefikasnija tehnologija za proizvodnju biodizela od algi. Bazira se na tehnologiji bioreaktora, ali u odnosu na njih ima znatno veću produktivnost. Greenfuel Emisije-biogorivo™ tehnologija je ustvari fleksibilna platforma koja koristi alge i CO2 kako bi se proizvelo biogorivo. Navedena tehnologija ima minimalan ili nikakav utjecaj na procese koji se odvijaju u postrojenju na koje je instalirana. Svjetlo se dovodi preko receptora koji su ugrađeni na vrhu postrojenja. Navedeni receptori razblažuju svjetlost jer alge nikad ne smiju biti izložene direktnom Sunčevom zračenju. CO2 se posebnom ventilacijom dovodi u prostorije u kojima se uzgajaju alge. U tim prostorijama alge su smještene u vodi i to u prozirnim plastičnim vrećama. Dio kultura se ubire periodično i šalje se na dehidratizaciju. Dehidratizacijom nastaje čvrsta masa (biomasa) koja ide u daljnju preradu. Iz te biomase može se dobiti biodizel, etanol i još mnogi drugi korisni proizvodi. Voda koja se izdvoji dehidratizacijom vraća se natrag u sustav kako bi se postigla što manja potrošnja vode pri proizvodnji. Kasnije se ventilacijom iz prostorija odvodi kisik koji je nastao procesom fotosinteze.
    www.croenergo.eu

    b1

    Zeleno gorivo novi je oblik obnovljivog goriva koje se dobiva iz Sunčeve svjetlosti, CO2 i algi. Gorivo se proizvodi na gotovo jednak način na koji se proizvode konvencionalna goriva, a ekološki je prihvatljivo, jeftino i konkurentno. Prva i druga generacija biogoriva nisu kompatibilna s naftnom infrastrukturom, dok je Zeleno gorivo kompatibilno u svim procesima, što uključuje rafinerijske procese, distribuciju i maloprodajni opskrbni lanac za automobile, kamione i avione, stoji na stranicama kompanije Sapphire Energy. Biotehnološkim procesima kompanija Sappire pretvara alge u sirovinu iz koje se konvencionalnim postupcima rafiniranja proizvode tri glavna destilata: benzin, diesel i gorivo za avione. Alge su jedne od najučinkovitijih fotosintetičkih biljaka na svijetu, a gotovo sva njihova energija koncentrirana je u kloroplastu koji pretvara Sunčevu svjetlost i CO2 u organski ugljik, što rezultira dobivanjem supstance koja se lako rafinira u gorivo. Uz to, alge imaju vrlo kratak period razvoja, te ne zahtijevaju veliku plodnu površinu ili pitku vodu, a njihov glavni izvor hranjivih tvari je CO2. Lako ih je moguće uzgojiti u slanoj vodi u pustinjama, tvrde u kompaniji. Neke od značajnih prednosti Zelenog goriva su:
    *održivost i prihvatljivost za okoliš – alge je moguće uzgojiti u slanoj vodi na neplodnom tlu, što znači da ova vrst goriva neće zahtijevati potrošnju pitke vode, niti plodno tlo;
    *učinkovitost – alge ne troše energiju na stvaranje korijenja, sjemenja ili cvijetova, pa je, u odnosu na drugu sirovinu za biogorivo, moguće proizvesti 6-50 puta više goriva za istu količinu sirovine;
    *mala emisija stakleničkih plinova – osim što alge koriste CO2 za svoj rast, pri proizvodnji Zelenog goriva ispušta se 70% manje emisija u odnosu na proizvodnju fosilnih goriva, ali ispušta se i manje emisija u odnosu na druga biogoriva;
    *prikladno za postojeću infrastrukturu – Zeleno gorivo kompatibilno je sa postojećom energetskom infrastrukturom, što uključuje rafinerije, cijevovode, distribucijske centre, te sva postojeća vozila;
    konkurentnost i isplativost.
    www.obnovljivi.com


    Alge se danas smatraju jednom od najpotentnijih energetskih tehnologija budućnosti, prvenstveno zbog iznimno velike energetske vrijednosti. Dugo vremena avioindustrija bila je izuzeta od globalnih napora za smanjenje emisija stakleničkih plinova, no i ta vremena su danas prošlost. Kako je Europska unija i avioprijevoznicima nametnula oštre standarde vezane za emisije, a prekoračenje tih normi znači i financijske kazne, sve je više konkretnih primjera kojima industrija pokušava učiniti svoje poslovanje "zelenijim". Tako je primjerice njemačka Lufthansa, najveći europski avioprijevoznik, dogovorila dugoročnu suradnju sa australskom kompanijom Algae Tec. Radi se o tvrtki koja je usavršila tehnologiju uzgoja zelenih algi podobnih za pretvorbu u biogorivo i sintetski kerozin. Alge se danas smatraju jednom od najpotentnijih energetskih tehnologija budućnosti, prvenstveno zbog iznimno velike energetske vrijednosti, relativno visokog prinosa po četvornom metru površine, te ekonomski isplative procesne tehnologije prerade u tekuće motorno gorivo. Diljem svijeta ulažu se milijarde dolara u razvoj tehnologija uzgoja i prerade algi, a australska tvrtka jedan je od svjetskih lidera u tom području. Algae Tec tako je razvila industrijski proces uzgoja algi u kojem je ključno gorivo za njihov rast ugljikov dioksid. Radi se o potencijalno revolucionarnoj tehnologiji. Naime, emisije ugljikovog dioksida jedan je od najvećih problema globalne energetike. Zahvaljjući uvođenju sustava naplate tog plina, vlasnici europskih termoelektrana na ugljen suočeni su sa potencijalno ogromnim troškovima. S druge strane, emisije CO2 glavni su uzročnik globalnog zatopljenja i štetnih klimatskih promjena koje posljednjih desetljeća pogađaju Zemaljsku kuglu. No, što ako je taj ugljikov dioksid, umjesto u atmosferu, moguće preusmjeriti u proizvodnju algi, koje će kasnije biti prerađene u biogorivo - ekološku zamjenu za naftne derivate. To je moguće, pa čak i kad se radi o visokosofisticiranim derivatima kakvo je i mlazno gorivo koje koriste zrakoplovi. Lufthansa i Algae Tec tvornicu goriva iz algi graditi će negdje na području Europe, a iako vrijednost projekta još nije objavljena, rečeno je kako će trošak investicije u potpunosti snositi njemačka tvrtka koja se ujedno obvezala i na otkup najmanje 50% proizvodnje.
    [Poslovni dnevnik]
     
     
    Kako ćemo preživljavati na svemirskim putovanjima?
    Iako to danas zvuči poput znanstvene fantastike, ljudi će u budućnosti vjerojatno putovati duboko u svemir. Zbog toga već sada znanstvenici pokušavaju naći rješenje za opskrbu hranom i pićem na tim dugim putovanjima. Iako još uvijek zvuči poput scenarija iz nekog hollywoodskog filma, ali astronauti bi jednoga dana doista mogli putovati na Mars. I na Mjesecu je čovjek već bio, ali i on brojne znanstvenike i svemirske entuzijaste magično privlači. Na Marsu ili Mjesecu bi u budućnosti možda čak mogle postojati baze iz kojih bi astronauti mogli krenuti na put prema nekim daljim ciljevima i planetima. U svakom slučaju, ti bi ljudi morali dugo vremena provesti u svemirskim brodovima ili na svemirskim postajama. Što sa sobom donosi problem opskrbe hranom i pićem. Ukoliko ljudi u budućnosti budu htjeli više mjeseci ili čak godina samostalno preživjeti u svemiru, neće biti dovoljno da kisik, hranu i piće u velikim količinama ponesu sa sobom sa Zemlje. Jer sve to bi se na kompliciran način trebalo transportirati u svemir, a pritom bi svaki dodatan kilogram bio smetnja. Zbog toga bi se koristili takozvani "zaobilazni sustavi za preživljavanje". Već sada se na međunarodnoj svemirskoj postaji ISS puno toga ponovno dobiva, na primjer voda iz urina, koja se jakim kemijskim procesima filtrira. A i kisik se već sada proizvodi na ISS-u: pomoću elektrolize. Struja se šalje kroz vodu i na taj način se kisik razdvaja od vodika. Vodik se ispušta u svemir, a preostali kisik se brine za dobar zrak u kabinama. ISS je međutim u blizini Zemlje, pa se tako više puta u godini mogu poslati namirnice i sve ostalo što je potrebno astronautima. No, ukoliko ljudi budu ubuduće krenuli u istraživačke svemirske pohode daleko od Zemlje, morat će pronaći druge načine prehrane i opskrbe kisikom. Stoga je Jens Bretschneider s Instituta za svemirske sustave u Stuttgartu pokušao naći rješenje. Njegova ideja: "Sasvim jasno se pritom moraju koristiti biološki sustavi. A za to želimo koristiti mikroalge. One pružaju mogućnost da primaju izdahnuti CO2, zatim proizvode novi kisik i pritom stvore biomasu." Brettschneider pokazuje na spremnik s pleksi-staklom u kojemu je zelena voda i u kojem se vidi jako puno mjehurića. "U ovom spremniku se na Zemlji može veoma dobro i efikasno uzgajati alge. Osim toga, tu se alge potiču da dođu u kontakt sa svjetlošću, što ih opet potiče na brži rast." A alge iz tih spremnika su i veoma hranjive, tvrdi ovaj inženjer za zrakoplovnu i svemirsku tehnologiju. "Može ih se preraditi u jednu vrstu paste i umiješati u jelo, tako da se na taj način kod astronauta mikroalgama može pokriti 20 posto dnevne potrebe za hranom. Astronauti, međutim, ne mogu živjeti samo od paste od algi, treba im i nešto ukusno za jelo. Rješenje koje nudi biologinja Gerhild Bornemann iz Njemačkog centra za aeronautiku (DLR) izgleda ovako: rajčice ili neko drugo povrće raste u staklenim cijevima, kroz koje struji voda - slično kao u velikim staklenicima na Zemlji. Te cijevi su napunjene lavom, u kojoj biljke puštaju svoje korijenje. Lava međutim ima i drugu funkciju. Ona pomaže u kompostiranju otpada, što je i jedan od ciljeva, kaže biologinja Bornemann, jer se s proizvodnjom hrane ujedno želi i ostavljati manje smeća iza sebe. A tu opet na scenu stupa ostatak urina s početka ove priče, koji se u razrijeđenom obliku može koristiti kao gnojivo.
    [Deutsche Welle]
    Pročitano 3144 puta

    O nama

    Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

    Kontakt info

    HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
    Kralja Tomislava 82.
    31417 Piškorevci
    Hrvatska

    E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
    Fax: 031-815-006
    Mobitel: 099-221-6503
    © HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive