조류 기반 바이오 연료 발전소의 잠재력을 탐험

이 제품은 앨리슨의 주요 생산품인 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의 앨리슨의

조류 기반 바이오 연료는 무엇입니까?

조류 기반 바이오 연료는 미생물 또는 macroalgae (seaweeds)의 생물 자원에서 파생 된 액체 또는 가스 연료입니다. Microalgae-single-celled photoynthetic 유기체는 특히 높은 지질 함량 때문에 유망한 경향이 있으며, 이는 최적의 조건에서 건조 중량의 50 %를 초과 할 수 있습니다. 전환율 과정은 조류에서 오일을 추출하고 그 후에 과전류 (생체 용), 발효 (나 바이오 에탄올) 또는 바이오 에탄올 (생체 용)을 통해 정제합니다.

조류 바이오 연료의 종류

Biodiesel: 트랜스스터화 알갈 지질에 의해 생산. 결과 연료는 석유 디젤과 혼합되거나 수정 된 엔진에서 사용 될 수 있습니다.
Bioethanol: 알갱이 탄수화물의 발효 (스타치, 셀루로스)는 에탄올을 생산합니다.
Biogas: 아나로빅 소화 전체 조류 생물 자원의 메탄 부유한 biogas를 생성, 전기를 위해 점화되거나 재생 가능 천연 가스에 격상시킬 수 있는.
그린 디젤과 바이오-제트 연료:] 수처리 에스테르 및 지방산(HEFA)은 디젤 및 제트 연료에 대한 드롭 인 교체를 생산할 수 있습니다.

조류는 개방형 연못, 폐쇄형 광생 생물 자원자 또는 하이브리드 시스템에서 재배 될 수 있으므로, 그들은 작물 기반 시스템이 일치 할 수없는 유연성을 제공합니다. 또한 조류는 직접 연료를 뿌려서 수확 및 처리 비용을 줄일 수 있도록 설계 될 수 있습니다.

조류 발전소의 장점

조류 기반 발전소는 여러 개의 압력을 가하고 환경 및 경제적 문제를 동시에 해결하는 이점을 제공합니다. 다음과 같은 하위 섹션은 가장 적합한 장점을 세부합니다.

지속가능성 및 토지 이용

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Acre 당 높은 수확량

U.S. Department of Energy에 따르면, 미생물은 연간 에이커 당 4,000 및 6,000 갤런 사이의 석유를 생산할 수 있으며, 콩과 허브 오일에 대한 에이커 당 약 50 갤런과 600 갤런을 비교할 수 있습니다. 이 높은 생산성은 상대적으로 작은 토지 발자국이 국가의 연료 수요의 상당한 분수를 만날 수 있다는 것을 의미합니다.

탄소 캡처 및 활용

Algae는 광합성 중 이산화탄소 (CO2)를 흡수하는 광합성 유기체입니다. 발전소, 시멘트 공장, 또는 강철 밀과 같은 산업 이미터와 통합하면 탄소 캡처 시스템으로 작동 할 수 있으며, 폐기물 CO2를 바이오 매스로 변환 할 수 있습니다. 이로 인해 폐 루프 접근 방식을 생성합니다. 바이오 연료가 연소 될 때 CO2가 증가하는 것으로 예상되는 경우 CO2는 성장 중에 CO2와 동일하며, ‐ 탄소 배출 또는 탄소 배출을 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ LTC (C) 를 통해 생명의 배출을 줄일 수 있습니다.[1]

제품의 다양성

조류 생물 자원은 연료로 제한되지 않습니다. 오일 추출 후, 나머지 단백질 풍부한 잔류물은 동물 먹이, 비료 또는 바이오 플라스틱 및 생화확성에 대한 피드 스톡으로 사용될 수 있습니다. 이 멀티 제품 바이오리핀 모델은 여러 수익 스트림을 생성하여 조류 재배의 경제를 향상시킵니다.

폐수 처리 Synergy

질소와 인은 지방 및 농업 폐수에서 존재합니다. 영양 풍부한 물에서 조류를 재배하는 것은 물 (제거 오염 물질)을 동시에 생산하는 반면 환경 구제 및 에너지 생산을위한 바이오 매스 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - 윈 - [FLT : 0]] 국가 재생 에너지 연구소 (NREL) [[FLT 영양 :]]는 통합 조류 시스템에서 90 % 이상의 제거율을 입증했습니다.

도전과 미래 전망

앨게 기반 바이오 연료 발전소의 대규모 상용화에도 불구하고, 느리게 되었습니다. 이 산업은 여전히 높은 자본과 운영 비용으로, 재배 및 수확에 기술 병목, 강력한 통합 시스템에 필요한 기술 병목을 그라포스를 떨어뜨리고 있습니다. 다음 하위 섹션은 기본 장애물과 연구 노력이 극복하기 위해 노력합니다.

경제 Hurdles

조류 바이오 연료 생산 비용은 석유 디젤 또는 심지어 작물 기반 바이오 디젤보다 크게 높다. 국제 에너지기구 (IEA)의 예상은 현재 생산 비용 범위가 $ 4에서 $ 8 갤런 당 $ 8, 석유 가격이 낮을 때 갤런 당 $ 2-3에 비해한다는 것을 제안합니다. 주요 비용 드라이버는 다음과 같습니다.

Nutrient 비용: 조류는 질소와 인 비료를 필요로, 이는 많은 비용의 비용에 대한 계정.
Harvesting and dewatering: 문화 볼륨의 99 %를 구성 할 수있는 물에서 조류 세포를 분리 - 에너지 집중적이고 비쌉니다.
Extraction 및 conversion: Conventional 용 매 기반 추출 방법은 높은 에너지 입력을 필요로하고 폐기물 스트림을 생성합니다.

비용 절감 전략

연구자들은 비용을 줄이기 위해 여러 가지 경로를 탐구하고 있습니다. 폐수 또는 유황 가스를 영양소로 사용하여 CO2 소스는 극적으로 낮은 입력 비용을 줄일 수 있습니다. 막 여과 및 flocculation 기술에 대한 진보는 더 효율적으로 탈수하고 있습니다. 또한, 설계 조류에서 직접 오일 분비는 기계 추출에 대한 필요성을 제거하고 실험실 스트레인에서 입증되었으며 더 저렴한 바이오 연료로 유망한 경로를 제공합니다.

Cultivation에 대한 기술 도전

앨게 재배는 일관되고 높은 밀도 성장 년을 달성해야합니다. 팽창을 열고, 저렴하면서, 다른 미생물, 온도 변동 및 증발 손실에 의해 오염에 취약합니다. Photobioreactors (PBRs)는 더 나은 제어와 높은 수율을 제공하지만 대규모 프로젝트에 대한 금지 될 수있는 자본 비용을 수행 할 수 있습니다.

유전 공학을 통한 스트레인 개선

Genetic 기술설계는 현대 조류 연구의 모스톤입니다. 과학자는 지질 축적을 증가하기 위하여 대사 통로를 수정하고, 광합성 효율성을 강화하고, 해충과 연인에 자신 저항을 강화하고 있습니다. 예를 들면, 합성 생물학 회사 합성 Genomics (크라이 벤더에 의해 공동으로)는 Nannochloropsis의 변형을 개발했습니다 야생 ‐ 생물의 증가에 대하여 40% 더 많은 s를 생성하는.

환경 고려

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조류 바이오 연료의 탄소 균형은 처리에서 사용되는 에너지 소스에 크게 의존합니다. 펌프, 원심 분리기 및 생물 자원의 전력이 화석 연료로 제공되면, 순 탄소 감소가 감소됩니다. 재생 가능한 전기 (태양, 바람) 또는 바이오 가스에서 재생 조류 생산 설비를 통합하면 온실 가스 혜택을 극대화 할 수 있습니다. Environmental Science & Technology : : :[[FLT:]]:0]:[FLT:]:0]:0]:0]::0]:0]:0]:0]

혁신과 연구 방향

여러 신기술은 조류 기반 발전소의 배포를 가속화 할 것을 약속합니다.

Direct biofuel 종합: 일부 조류 종은 에너지 ‐ 집중 수확 및 추출 단계로 직접 성장 매체로 excrete 에탄올 또는 탄화수소에 설계되고있다.
유효한 생물 자원 시스템: 태양 강화 물펌핑, 잔여 생물 자원의 혐기성 소화, 영양 재활용을 결합하여 자기 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
Algae-bacteria consortia: 특정 박테리아와 함께 조류를 재배하는 것은 지질 생산, flocculation 및 경로를 생성 할 수 있습니다, 애리조나 대학에서 최근 연구에 입증.
Offshore macroalgae 농장 : 바다 환경에서 해초 재배는 전적으로 토지 사용 충돌을 방지합니다. Sargassum 및 기타 갈색 해초는 멕시코 만과 북해 만에서 실행되는 초기 파일럿 프로젝트와 바이오 연료로 수확 및 가공 할 수 있습니다.