Habang ang global na pangangailangan para sa mga renectiable energy refiel na mga biofuel na mga halaman ay lumilitaw bilang isang naka-impluwensyang solusyon na nagsasama ng carbon-negative potensiyal na may mataas na produktibidad. di tulad ng mga tradisyonal na first-generation biofuels na kinuha mula sa mga pananim na pagkain, ang algae ay nag-aalok ng isang feedstock na hindi nakikipagtunggali sa agrikultura para sa mga mamalay-nayang lupa o tubig-tabang tubig-tabang, at ang mga mabilis na surpaswal na migrosid na mga mikroorganismo ay maaaring gumawa ng mga platibo, carbohydrate na enerhiya, at protina na maaaring sa mga sources, mga eksiyon na enerhiya sa mga ekwilibidwal na enerhiya, at mga ekwilibidwal na mga eksiyon.

Ano ba ang Algae-Based Biofuels?

Ang mga algae-based biofuel ay mga likido o gasin gasin na nakukuha mula sa mga biomas na mikroalgae o macroalgae (seaweed). Microalgae tropile-celled photosynthetic na organismong Oxigaryal ay partikular na magandang pakinggan dahil sa mataas na nilalaman nitong labiid, na maaaring humigit sa 50% ng kanilang tuyong timbang sa ilalim ng mga kondisyong opsimumplusteria. Ang prosesong pang-culat ay karaniwang kinasasangkutan ng mga langis mula sa algae at pagkatapos ay pinapadalisay ang mga ito sa pamamagitan ng transestification (forel bioephyephyeathic o calclebiobiobia.) para sa bioa.

Mga Uri ng Algae Biofuels

  • Biodiesel: Nalilikha ng mga transesperasyong lidid ng algal. Ang resultang panggatong ay maaaring ihalo sa petrolyong diesel o gamitin sa mga binagong makina.
  • AngBioethanol: Ang Fermentation of algal carbohydrates (bituin, cellulose) ay naglalabas ng ethanol, na maaaring ihalo sa gasolina.
  • Biogas: Ang anaerobic pagtunaw ng buong algae biomass ay lumilikha ng methane-rich biogas, na maaaring sunugin para sa kuryente o i-upgrade upang muling baguhin ang natural gas.
  • Green Diesel at AngBio-Jet Fuel: Ang Hydroprocessed esters at fatty acids (HEFA) mula sa mga langis ng lumot ay maaaring lumikha ng mga drop-in replacements para sa diesel at jet fuel.

Dahil sa ang mga lumot ay maaaring itanim sa mga bukas na lawa, saradong mga photobioreactor, o mga hybrid system, ang mga ito ay nag-aalok ng kakayahang umangkop na hindi kayang itugma ng mga sistemang pang-edukasyon ng ani. bukod dito, ang mga algae ay maaaring i-record upang maglabas ng mga langis nang tuwiran, mapasisimple ang pag-aani at pagbabawas ng mga gastos sa pagpoproseso.

Mga Pakinabang ng mga Halaman ng Balanga

Ang mga halamang algae-based power ay nagbibigay ng mga superto ng mga benepisyo na sabay-sabay na tumatalakay sa ilang mga pwersang pangkapaligiran at ekonomika. ang sumusunod na subseksiyon ay nagbibigay ng mga detalye sa pinaka-napipilit na mga bentaha.

Ang Pagpipigil at Paggamit sa Lupa

Ang tradisyonal na biofuel harvests ciernor, soy, palmiperrequire malaking mga tract ng matabang sakahan, pagpapalaki ng mga food-ver-fuel conflict at pagmamaneho ng pagkalbo sa kagubatan.Ang Algae, sa kabaligtaran, ay maaaring linangin sa hindi-ari-ari ng lupa, kabilang ang mga disyerto, baybaying lugar, at kahit na ang mga industriyal na mga basura.Ang mga ito ay maaari ring lumago sa tubig-alat, tubig na baya, o maruming tubig, na lubhang binabawasan ang sariwang tubig-tabang sa loob ng mga oras, isang acre ng algae na maaaring makagawa ng higit sa 10 beses hanggang 100 taon sa bawat ektarya ng langis sa bawat isang ektarya ng soybean.

Mataas na Pamamagâ sa Bawat Arko

Ayon sa Department of Energy, ang microalgae ay maaaring magbigay sa pagitan ng 4,000 at 6,000 galon ng langis bawat taon, kung ihahambing sa humigit - kumulang 50 galon bawat ektarya para sa balatong at 600 galon bawat ektarya para sa langis ng palma.

Pagbihag ng Carbon at ang Pagtitipid ng Tubig

Ang Algae ay mga organismong photoynthetic na sumisipsip ng carbon dioxide (CO2) sa panahon ng photosynthesis. Kapag isinama sa mga industriyang naglalabas ng trough gaya ng mga planta ng kuryente, mga pabrika ng semento, o bakal na mga gilingang civilgae ay maaaring kumilos bilang isang sistema ng paghuli ng carbon, binabago ang basurang CO2 tungo sa biomass. Ito ay lumilikha ng isang saradong paraang carbon-loop: ang CO2 na inilalabas na inilalabas kapag ang biofuel ay sinunog ay halos katumbas ng CO2 na nabihag sa panahon ng paglaki, na nagbubunga ng malapit sa terantriconducantrixcarbon na elemental o kaya'tomylegthyle na 20°F.0.

Pag - aaklas sa mga Produktibo

Ang algae biomass ay hindi limitado sa panggatong. Pagkatapos ng pagkuha ng langis, ang natitirang protina-mayaman na tira ay maaaring gamitin bilang pagkain ng hayop, pataba, o isang feedstock para sa bioplastika at biokemikal. Ang modelong ito na multiproduct biorefilery ay nagpapabuti sa mga ekonomiya ng pagtatanim ng algae sa pamamagitan ng paggawa ng mga multiple revenue sapase.

Singerhiya ng Pag - aalis ng Maruming Tubig

Ang algae ay nabubuhay sa nitroheno at phosphorus na nasa munisipal at agrikultural na maruming tubig.Ang pag-iinvest ng algae sa sustansiya-mayamang tubig ay gumagamot sa tubig (pag - aalis ng mga dumi) habang sabay na gumagawa ng biomass para sa fuel cimaiwin para sa environmental resolidation at paggawa ng enerhiya.Ang mga proyekto ng pilot sa National Renewable Energy Laboratory (NREL) ay nakapagpakita ng 90% o mas malaking mga proyekto sa pag-alis ng sustansiya sa mga integ integ ternalized na mga sistema ng algaereatrice sa ins.

Mga Hamon at mga Pag - asa sa Hinaharap

Sa kabila ng malinaw na mga pakinabang, ang malaki-scale commercialization ng algae calfed biofuel power plants ay mabagal pa rin.Ang industriya ay nakikipagpunyagi pa rin sa mataas na kapital at mga gastos sa pagpapatakbo, teknikal na botttlenecks sa pagtatanim at pag-aani, at ang pangangailangan para sa matipunong mga integrated system. Ang mga sumusunod na subsections ay sumisira sa mga pangunahing hadlang at ang mga pagsisikap sa pananaliksik na underway upang mapagtagumpayan ang mga ito.

Mga Hadlang sa Ekonomiya

Ang halaga ng paggawa ng algae biofuel ay nananatiling mas mataas pa sa petrolyong diesel o kahit na sa ani na calfed biodiesel. mga tantiya mula sa International Energy Agency (IEA) ay nagmumungkahi na ang kasalukuyang halaga ng produksiyon ay mula $4 hanggang $8 bawat galon, kung ihahambing sa $2–3 bawat galon para sa petrolyong diesel kapag mababa ang presyo ng langis. Ang mga pangunahing halaga ng mga drayber ay kinabibilangan ng:

  • [[Talaksan:[kailangan ng nitroheno at phosphorus abono, na siyang dahilan ng malaking bahagi ng gastusin sa pagpapatakbo.
  • Harvesting and dewatering: Ang paghihiwalay ng mga selulang algae mula sa wateriler na maaaring bumubuo ng 99% ng dami ng kulturang featritis energy-intensive at magastos.
  • Extraction and Conbersiyon: Ang mga pamamaraang kombensiyunal na solvent-based na pagkuha ay nangangailangan ng mataas na mga input ng enerhiya at lumilikha ng mga daloy ng basura.

Mga Estratehiya ng Pagbabawas

Ang mga mananaliksik ay naggagalugad ng ilang mga landas upang mabawasan ang gastos sa pag - aalis ng mga gastos sa paggamit ng maruming tubig o flue gas bilang nutriyente at ang CO2 ay maaaring lubhang magbawas ng halaga ng input. Ang mga pagsulong sa mga teknolohiya sa pag - aalis ng lamad at pag - aalis ng mga ito sa tubig ay gumagawa ng mas mahusay.

Technical na mga Hamon sa Pagpapaunlad

Ang pagtatanim ng algae ay dapat na magkaroon ng hindi pabagu - bago, mataas na epicensity growth year na anyround.Ang mga open law, bagaman mura, ay madaling mahawaan ng iba pang mikrobyo, pagbabago ng temperatura, at mga pagkalugi sa pagsingaw. Ang mga photobioreactor (PBR) ay nagbibigay ng mas mabuting kontrol at mas mataas na mga ani subalit nagdadala ng mga gastos sa kapital na maaaring ipagbawal para sa malalaking proyekto ng mga eplopekcale.

Paghusay ng Bisa sa Pamamagitan ng Genetic Engineering

Ang henetikong inhinyeriya ay isang batong - panulok ng modernong pananaliksik sa lumot. Binabago ng mga siyentipiko ang mga landas ng metabolismo upang dagdagan ang pagtitipon ng labid, pagbutihin ang kakayahan ng potosintesis, at magbigay ng panlaban sa mga peste at asin. Halimbawa, ang sintetikong kompanya sa biyolohiya na Synthetic Genomics (co calmoned by Craig Ventler) ay nakagawa ng mga uri ng Naannochloropsis na gumagawa ng 40% mas marami pang mga labiid kaysa sa mga uri ng ligaw na mga uri ng eplope.

Mga Pag - aasikaso sa Kapaligiran

Bagaman ang mga algae biofuel ay nagbibigay ng malinaw na mga pakinabang sa kapaligiran, ang mga ito ay may negatibong epekto.Ang malalaking pananim na pampataba ng lumot ay maaaring mangailangan ng mahalagang paggamit ng tubig (kahit na may tubig - alat o maruming tubig, ang mga pinsala sa pagsingaw sa mga lawa ay malaki) at gayundin, kung ang mga abono ay hindi na magagamit nang husto, ang pag - agos ng tubig ay maaaring maging sanhi ng eutrophication sa kalapit na mga katawan ng tubig.

Ang balanse ng karbon ng mga algae biofuel ay umaasa nang malaki sa pinagmumulan ng enerhiya na ginagamit sa pagpoproseso. Kung ang lakas para sa mga bomba, centrifuges, at bioreactor ay nagmumula sa mga fossil fuel, ang net carbon referture ay nababawasan. Integrated algae production pasilidad na may renective electricity (solar, wind) o cogeneration mula sa biogas ay maaaring mapataas ang mga benepisyo ng greenhouse gas. Ang isang lifecycle analycle analysis na inilathala sa Ang mga reproducedroviement na 60°N ay maaaring makakuha ng enerhiya sa buong fossil na maaaring magkaroon ng mga enerhiyang –8.

Mga Pagbabago at mga Tagubilin sa Pananaliksik

Ang ilang mga teknolohiyang lumalabas ay nangangakong magpapabilis sa paglalagay ng mga halamang kuryente na may lumot na nakabababa sa tubig:

  • [[Direct biofuel synthesis: Ang ilang mga uri ng lumot ay ginagawang excrete ng ethanol o mga hydrocarbon nang tuwiran sa growth medium, na nilalampasan ang enerhiyang calcultensive ani at mga hakbang ng pagkuha.
  • Mga sistema ng integrated biorefinery:[ Ang pagsasama ng mga lumot sa pagbomba ng tubig na may enerhiyang solar, aerobic pagtunaw ng mga reflection biomas, at pagreresiklo ng sustansiya ay maaaring lumikha ng sarili nitong pag - aalis ng pagkaliliit na mga calmogrid.
  • Ang Algae volbacteria consorteria: Coscultiving algae na may espesipikong baktirya ay maaaring magpataas sa produksiyon ng labid, pamumumuo, at resistansiya sa mga pathogen, gaya ng ipinakita sa kamakailang mga pag-aaral sa Unibersidad ng Arizona.
  • ]Offshore macroalgae farms: Ang pagtatanim ng damong dagat sa mga bukas na kapaligiran ng karagatan ay lubusang umiiwas sa mga labanan sa land calfuse.Ang Sargasum at iba pang kayumangging damong-dagat ay maaaring anihin at iproseso sa biofusels, na may mga maagang proyektong pilot na tumatakbo sa Golpo ng Mexico at sa Dagat Hilaga.

Pagsasaayos

Ang mga halamang biofuel ay hindi isang malayong guniguning recitibidad na kanilang ginagamit sa isang pilot at production scale sa mga lugar mula sa California hanggang sa Israel hanggang Australia. Ang pangunahing siyensiya ay ang tunog: mga lumot na kumukuha ng CO2, gumagawa ng enerhiyang refleasedense oil, at maaaring sakahin nang hindi nabibigatan sa mga panustos na pagkain o sariwang tubig. Ang natitirang mga hadlang ay ang mga pangkabuhayan at pang - inhinyero. Habang nagsasaliksik sa pagpapabuti ng mga problema, pag - aani ng mga enerhiya, at ang disenyo ng sistemang ito ay patuloy na bumababa, ang lumot ay maaaring maging isang paligsahan sa mga fossil fuel sa loob ng 10–20 taon.