מערכות ייצור ביו-דלק מבוססות אלגה הופיעו כחלופה משכנעת לדלקים מאובנים, המציעות מקור אנרגיה מתחדש עם טביעת רגל פחמן נמוכה משמעותית. Algae, קבוצה מגוונת של אורגניזמים מימיים מיקרוסקופיים, מסוגלים לייצר כמויות גדולות של ליומנים שניתן להמיר אותם לביו-diesel, כמו גם פחמימות וחלבונים המתאימים לייצור ביותנול וביוגז.

בניגוד לדלקים ביולוגיים של הדור הראשון שמקורם בגידולי מזון כגון תירס, סוכרנים, או סויה, אצות אינן מתחרות ישירות עם אדמה חקלאית לייצור מזון.הם יכולים להיות מעובדים בטווח רחב של סביבות, כולל מים מתוקים, מלח, מים מלוחים, מים חמים, ואפילו פסולת מים. גמישות זו, בשילוב עם שיעורי צמיחה גבוהים מאוד ותשואות נפט, אצות כמו הדור הבא של מזון, אשר יכול לעזור למנוע תהליכים תעשייתיים, ללא לחץ דם, אך ורקמות, ללא לחץ אווירי אנרגיה, אך ורקמות, עם יעילות תעשייתית, ללא חסכונית, עם חסכונית, עם טמפרטורות תעשייתיות, עם חסכוניות, עם חסכוניות, עם טמפרטורות תעשייתיות, עם חסכוניות, עם חסכוניות, עם חסכוניות, עם חסכוניות, עם טמפרטורות תעשייתיות, עם טמפרטורות תעשייתיות, עם טמפרטורות תעשייתיות, עם חסכוניות, עם חסכוניות, עם חסכוניות, עם חסכוניות, עם חסכוניות, עם חסכוניות, עם חסכוניות, עם טמפרטורות תעשייתיות, עם טמפרטורות תעשייתיות, עם חסכוניות, עם טמפרטורות תעשייתיות, עם טמפרטורות גבוהות מאוד, אך חסכוניות, עם

מה הם דלקים ביולוגיים המבוססים על Algae?

דלקים ביולוגיים מבוססי Algae הם דלקים המיוצרים הביומסה של אצות, אשר הם אורגניזמים פוטוסינתזה החל מיקרו-ליגה יחיד תאים למאקרו-גזה גדולה יותר (שיודות) הערך העיקרי של אצות לייצור דלק ביולוגי שקרים בהרכב התאי שלהם: מינים מיקרוגאה רבים יכולים לצבור ריכוזים גבוהים של לימפואידים (נפט) לעתים קרובות להגיע לטמפרטורה ביולוגית או ל- 70% זההיטבת שלהם.

דלק ביולוגי אלגה שונה מדלקים ביו קונבנציונליים בכמה דרכים בסיסיות.ראשון, אצות צומחות הרבה יותר מהר מאשר יבולים ארציים, עם הכפלת פעמים כמה שעות בתנאים אופטימליים.שני, גידול אצות אינו דורש אדמה חקלאית; זה יכול לקחת עליות פתוחות, גם דליקות סגורות (PBRs), או אפילו על שטח לא ניתן לייצר מלח שלישי, אבל יכול גם לייצר כמותגות חומרים ביו-תזונה ייחודית, אבל לא-תזונה, כמו גם חומרים ביולוגיים.

חשוב להבחין בין מיקרו-גיאגה לבין מאקרו-ג'ה למטרות דלק.מיקרולגה הם חד-תאיים והם המוקד של הרוב המכריע של המחקר והפיתוח המסחרי בשל התוכן השופע שלהם גבוה וצמיחה מהירה. Macroalgae, או Seaweeds, הם רב-תאיים ובדרך כלל יש תוכן ליפי נמוך יותר, אך ניתן לטפח בסביבות ימיות מעובדות עבור ביו-גז או את שניהם, אך כיום, קבוצות מיקרו-דלק מתקדמות.

היתרונות של שימוש Algae עבור ייצור דלק ביולוגי

היתרונות של אצות על הזנות הביו-דלק המסורתי הם רבים ומשמעותיים. להלן הם קטגוריות מפתח של הטבות שהופכות אצות משאב טרנספורמטיבי עבור מגזר האנרגיה המתחדש.

גבוה מאוד ניב ומוצריות

אלגה הם בין האורגניזמים הפוטוסינתזה הפרודוקטיביות ביותר על פני כדור הארץ. בתנאים אידיאליים, זנים מסוימים מיקרו-גיאגה יכולים לייצר בין 15 ל -30 פעמים יותר שמן לקטרר מאשר יבולים קונבנציונליים כמו אונס, כף יד או סכסן.חלק מההערכות מראות כי אצות יכולה לספק בין 40,000 ל-100,000 ליטרים של דלק לשנה, בהשוואה ל-5,000 ליטרים של דלקים רגילים של דלק, כלומר, רק לרקיע אחד של דלק רגיל, כלומר, רק ל-1,500 ליטרים של דלק, כלומר, כלומר, רק ל-1,500 ליטרים של דלק רגיל, כלומר, כלומר, רק ל-100,000 ליטרים של דלק, לפי תנאי דלק, רק של דלק, רק על ידי דלק, רק על ידי דלק, רק של דלק, כלומר, כלומר, רק של דלק, 000 עד 100,000 ליטרים של דלק, 000 ליטרים של דלק מזהמים, 000 ליטרים של דלק, 000 ליטרים של דלק, לעומת צריכת דלק, לעומת צריכת דלק מזהמים, 000 עד 100,000 ליטרים מסורתיים של צריכת דלק, 000 עד 100,000 ליטרים, לעומת פחות ממין אחד, 000 ליטרים של פחות מאיזורים, 000 ליטרים מסורתיים של פחות מ-1, 000 ליטרים של צריכת דלק, 000 ליטרים של צריכת

אחריות ומשאבים

טיפוח אלגה דורש קלט מים טרי מינימלי בהשוואה לגידולים ארציים. זנים פרודוקטיביים רבים פורחים במי הים, מים חמים חמימים, או אפילו מים תעשייתיים של פסולת תעשייתית גבוהה, כלומר כי משאבי מים מתוקים נשמרים יתר על כן, אצות יכול להיות גדל במערכות סגורות כי מחזור מים וחומרים מזינים, צמצום ההשפעה הסביבתית הכוללת.בנוסף, אצות צורכת פחמן דו חמצני כתזונה ראשונית במהלך פוטוסינתזה כפולה של פחמן, תוך כדי לכידת פחמן יעיל של פחמן דו-חמצני -2 מזהמים יעיל של פחמן יעיל של פחמן יעיל.

יתרונות סביבתיים Beyond Fuel הפקה

ניתן לשלב את הטיפוח אלגה עם תהליכי טיפול במים כדי להסיר את המזועים כגון חנקן, זרחן, מתכות כבדות. as אצות לגדול במיצי פסולת עשירים במזונות, הם סופגים את המדבקים האלה, לנקות את המים תוך הפקת ביומסה שניתן לקצור עבור דלק. גישה זו מתייחסת לשני אתגרים סביבתיים בו זמנית: צמצום האנרגיה והקלט הכימי הנדרש לבזבוז מים והפקה של מערכות דלק פעיל.

ביטחון אנרגיה ועצמאות

על ידי פיזור טווח של הזנות שניתן להשתמש כדי לייצר דלקי תחבורה נוזליים, אגזים ביו דלק לתרום לביטחון אנרגיה.הם להפחית את ההסתמכות על יבוא נפט וטבול נגד תנודתיות מחירים בשווקים הנפט הגלובליים.יתר על כן, אצות יכול להיות מיוצרת מקומית כמעט בכל מדינה עם גישה לשמש ומים, מתן הזדמנויות כלכליות מקומיות וצמצום הסיכונים גיאופוליטיים הקשורים לדלק אנרגיה של ארה"ב.

אתגרים ומגבלות

למרות היתרונות המשכנעים הללו, העברת דלקים ביו-ציליה מהמעבדה לייצור בקנה מידה מסחרי הוכיחה את האתגר.האחרות הן המכשולים העיקריים שיש להתגבר עליהם עבור דלקים מבוססי אצות כדי להפוך לחסכוניים עם נפט.

עלויות ייצור גבוהות

הערכות נוכחיות מראות כי עלויות ייצור ביו-דיזל נותרו גבוהות משמעותית מאשר דיזל קונבנציונלי, לעתים קרובות על ידי גורם של שניים עד שלושה.ההתמוטטות עלות נשלטת על ידי שני גורמים: עלות ההון של תשתיות הטיפוח (במיוחד סגורה photobioreactors) ואת האנרגיה הנדרשת לקציר אנרגיה מתונה אפילו כדי לקציר דלק משמעותי, אך ירידה משמעותית של צריכת דלקים גדולים של 50 מטרדונות, אך יש צורך בדלקים משמעותיים של צריכת כמויות גדולות של צריכת דלק.

יבול יעיל ומיצוי

קצירת אצות כלכלית נותרה אחת החסמים הטכניים המאתגרים ביותר.הגודל הקטן של תאים מיקרו-לקוגה (בדרך כלל 2-20 מיקרומטר) מקשה עליהם להיפרד מאמצעי הצמיחה.אנרגיה-יעילות כגון הפלוטציה אווירית מומסת, אלקטרוקוגניציה, ו bioflocculation הם בפיתוח אך עדיין לא השיגו את ההיקף והאמינות הנדרשים לפעילות בקנה מידה גדול.

מערכות טיפוח Up Cultivation

ניתן לבצע עיבוד חממה בתחנות מרוץ פתוחות או לפוטבקטים סגורים (PBRs) בריכות פתוחות זולות יותר לבנות ולפעול אך הן פגיעות לזיהום על ידי אורגניזמים בעלי צמיחה מהירה, טורפים ותנודות סביבתיות (זמן, אור, pH) שמירה על מונוגמות יציבות לאורך תקופות ארוכות הוא קשה.

מים ואספקה תזונתית

למרות אצות יכול לגדול במים מלוחים או שפכים, ייצור בקנה מידה גדול עדיין דורש כמויות מים משמעותיות. באזורים עקשניים או חצי-אריים, זמינות מים עשויה להיות גורם מגביל.בנוסף, אצות דורשות מקרו-תזונה כגון חנקן ו זרחן לצמיחה.ב תרחיש בקנה מידה גדול, מיקור חומרים מזינים אלה הופכים לאתגר.

מחקר ופיתוח

גוף משמעותי של מחקר מתמקד להתגבר על המחסומים הכלכליים הטכניים המתוארים לעיל. כיוונים מרכזיים כוללים הנדסה גנטית, עיצוב ביולוגי מתקדם ושילוב תהליכים.

הנדסה גנטית של Algae Strains

(החומרים המודרניים, כולל CRISPR-Cas9, מאפשרים למדענים לשנות זנים אצות כדי לשפר את התכונות הרצויות.שיפורים ב- Target כוללים תוכן שומנים גבוה יותר (הפחתת תשואות הנפט ל-iomass), קצב צמיחה מהיר יותר, סובלנות גדולה יותר לטמפרטורה ולעוצמה גבוהה של אור, התנגדות למזיקים ולטורפים, והיכולת לסווג שמנים ישירות לצמיחת המדיום (אשר יפחיתו את עלויות המחקר הלאומי של 4.

עיצובים ביולוגיים חדשניים

(המהנדסים מעצבים מערכות טיפוח הדור הבא כדי להתאים את המשלוח האור, העברת CO2, ושילוב תוך צמצום צריכת האנרגיה. Flat-panel PBRs, כורי חממה, ו calayerscades של פחמן דו-חמצני הם בין התצורה של חגורת חשמל: חלק מהעיצובים של מערכות אור אחוריות או סיבים כדי להפיץ אור בצורה אחידה יותר, להפחית את העומק והאנרגיה הנדרשת לשימוש בפלי.

שילוב של Biorefinery ו-Co- Product אסטרטגיות

כדי לשפר את הכלכלה, החוקרים מפתחים מושגים ביו-פרימיים משולבים בהם ייצור דלק ביולוגי משולב עם ההתאוששות של מוצרי-תועלת בעלי ערך גבוה (למשל אומגה 3 חומצות שומן (למשל, DHA ו-EPA המשמשות תוספי מזון תזונתיים), carotenoids כמו תוספת דלק ו beta-carotene, מוצרי מזון, ביו-פרימיצריים, למשל, אומגה 3, מ-Facee) המפחיתים את מוצרי מזון כגון:

לתפוס פחמן ו-Utilization

(הטיפוח מספק נתיב טבעי ללכידת CO2 ממקורות נייחים כגון תחנות כוח ומפעלי מלט.מספר תוכניות מחקר בודקות את הזריקה הישירה של גז פלואי לתוך בריכות אצות או PBRs, תוך מינוף יכולת הפוטוסינתזה של אצות כדי להמיר את CO2 ל biomass. זה פחמן לכידת וניצול (CCU) לא רק להפחית את פליטות גזי החממה הראתה גם את ה-AlLT2F2enter: ReLT2 לתוך דלק יעיל.

מסחר ו-Outlook Future

בעוד שייצור ביו-דלק מסחרי בקנה מידה מלא עדיין לא הובנה בקנה מידה גדול, כמה חברות ושיתופי פעולה מחקר נעים באופן פעיל לקראת פריסה.הסעיפים הבאים מדגישים פעילויות מסחריות נוכחיות ואת התחזית בעשור הבא.

חברות מסחריות ופרויקטים

(ב) [ה]] חברות כוללות את מפעל ההדגמה של חברת התעופה (FLT:0] ,(ה-Ul) בשנת [[1924]], אשר שימש כ-[[1924]], [[1924]], [[1924]],]] ו[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]

תמיכה פוליטית ונהגים כלכליים

(המדיניות הממשלתית כוללת תפקיד משמעותי בעיצוב הכדאיות המסחרית של דלקים ביו-ציבים של אצות בארצות הברית, ה-FLT:0 Renewable Fuel Standard (RFS)FLT:1 מחייב את שילוב של קריטריונים ביולוגיים מתקדמים לאספקת דלק (SD) ומהווה שוק לדלקים מבוססי תאווסקציה (RLT2Fidens) אשר ניתן ל-GIRD) ל-RECIFD) אשר יסייעו ל-RECIFD5 תמיכה נוספת של חברות דלק (RECFD) ב-RECFD5CERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCERE) ל-ED לשנת 2030.

שיפור טכנולוגיות ועלויות

התקדמות מאובנים בהנדסת זנים, קצירת תהליכים ושילוב בהדרגה להפחית את עלויות הייצור.על פי סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA) , קצירת דלק 1:1, העלות המודרגת של ביו-דיזל CO יכול להגיע למקסימום עם דלק דיזל בתוך 10-15 השנים הבאות אם הפחתת עלויות הנוכחיות של צריכת דלק נמוכה (כגון ביו-קפיטולציה כגון bioccuptulation) באמצעות שימוש בנפט כדי להאיץ את השיפורים אוטומטיים של מערכת בקרת דלק, אשר עשויה גם להפחית את עלויות הפחתת יעילות גבוהה של פחמן-חמצני ולהגדיל את עלויות הפחתת עלויות הפחתת יעילות גבוהה יותר.

מסקנה

מערכות ייצור ביו-דלק מבוססות Algae מייצגות כלי רב עוצמה במעבר לכלכלת אנרגיה בת קיימא.הפרודוקטיביות יוצאת דופן שלהם, יעילות משאבים ושיתופי פעולה סביבתיים - כולל לכידת פחמן, טיפול במים פסולת, ודור ייצור רב ערך רב - להפוך אותם אלטרנטיבה אטרקטיבית הן דלקים מאובניים והן דלקים ביולוגיים חדשים ראשון, אך, אתגרים משמעותיים נשארים, במיוחד סביב ירידה, מקנה, וטיפוח רחב, וטיפוח ברמה המסחרית, הוא שילוב של גישות ביולוגיות פוטנציאליות, שילוב של יעילות.

בעוד שפריסה מסחרית הייתה איטית יותר מאשר אופטימיסטים מוקדמים חזו, קצב החדשנות הוא מאיץ.ההופעתם של כלים מתקדמים כמו CRISPR, בשילוב עם דחיפות גוברת לפיזור מגזרים כגון תעופה ומשלוח ימי, היא נסיעה מחודשת ושיתופי פעולה.אם באמצעות בריכות פתוחות במדבר, photobioreactors בהגדרות עירוניות, או מערכות מים משולבים, חסכונית ביולוגית מבוססת דלק הם כנראה פתרון אנרגיה מתחדשת, אך כוח מתמשך, אך מבטיח שינוי אנרגיה מתחדשת, אך כוח חיצוני, אך כוח מתמשך.