Algae bazlı biyoyakıt üretim sistemleri, biyobiyoloji ve biyogaz üretimi için uygun olarak cazip bir alternatif olarak ortaya çıkmıştır. Küresel enerji talepleri iklim değişikliğinin yoğunlaştığı, sürdürülebilir, ölçeklenebilir ve çevre dostu yakıt kaynağının üretebileceği çeşitli alglerin potansiyeli, araştırmacılardan, politika yapıcılarından ve endüstri liderlerinden de önemli ölçüde dikkat çekti.
İlk nesil biyoyakıtlar, mısır, şekercane, ya da soyalılar gibi gıda ürünlerinin elde ettiği gibi, algler, gıda üretimi için doğrudan tarım arazileriyle rekabet etmiyorlar.Ancak, taze su, tuzlu su, su, su, su ve hatta yüksek büyüme oranları ve petrol verimleri ile birlikte, bu algler, büyük ölçekli üretim tesislerinin temel sistemlerini inceler ve mevcut ulaşım yollarını inceler.
Algae-Based Biofuels nedir?
Algae tabanlı biyoyakıtlar, biyoyakıtlı üretim için alglerin biyokütlelerinden üretilirler, bu da bazı büyüme koşullarından gelen fotosenal organizmaların yüksek konsantrasyonlarını, bazen kuru ağırlıklarının% 40–70'ine ulaşır ve biyodisel olarak transistikasyonları ile dönüştürülebilir.
Algae biyoyakıtlar, çeşitli temel şekillerden farklı. İlk, algler karasal ürünlerden çok daha hızlı büyür, en iyi koşullarda birkaç saat boyunca yetersiz beslenmeler için mühendisi olabilir.İkinci, algler, hayvan yemi, gübreler, fındıklar gibi diğer yüksek değerli ürünler, ve biyoplastikler, bu da tuz su kullanarak çeşitli yakıtlar üretebilir.
Mikroalgae ve makroalgae ile yakıt amaçlı kullanımları arasında ayrım yapmak önemlidir. Mikroalgae tek hücreli ve biyogaz veya etanol için işlenmiş olabilir.
Bio yakıt üretimi için Algae'yi kullanmanın avantajları
Geleneksel biyoyakıtlı yemstocks üzerindeki alglerin avantajları çok sayıda ve önemli. Aşağıda, yenilenebilir enerji sektörü için bir dönüştürücü kaynak oluşturan faydaların temel kategorileridir.
Yüksek verim ve Verimlilik
Algae, gezegendeki en üretken fotoğraflar arasındadır. İdeal koşullar altında, yılda yaklaşık 15 ila 30 kat daha fazla petrol ve susuz yağ ile ilgili olarak yapılan bu dramatik fark, alglerin teorik olarak, küresel yakıt talebinin sadece yüzde 40'ı ve 100.000 litrelik tarım yakıtların toplamı arasında elde edebileceğini gösteriyor.Forrsaya yağından yaklaşık olarak 5.000 litreye kıyasla, petrolün üçte biri petrolün üçte biri petrolün üçte biri petrolün üçte biri petrolün üçte biri petrolün azını azaltıp, petrolün üçte biri petrolün üçte biri petrolün yüksekliğini fark etti.
Sürdürülebilirlik ve Kaynak Verimliliği
Algae yetiştiriciliği, karasal ürünlere kıyasla minimum taze su girişi gerektirir. Birçok üretken su, su veya hatta yüksek seviyeli endüstriyel atık su, taze su kaynaklarının korunması anlamına gelir. Ayrıca, algler su ve besinleri geri döndürerek, genel çevresel etkiyi azaltırken, algler karbon dioksiti fotosentez sırasında birincil bir besin olarak tüketirler, onları endüstriyel grip gazlarından elde etmek için etkili bir platform haline getirir.
Yakıt Üretiminin Ötesinde Çevre Faydaları
Algae yetiştiriciliği, yakıt için hasat edilen biyokütleler üretebilmek için atık su arıtma ve ağır metaller gibi kirleticileri ortadan kaldırmak için atık su arıtma süreçleri ile entegre edilebilir.Bu yaklaşım, atık su tedavisi için gerekli olan enerji ve kimyasal girdileri azaltmak ve dünya çapında birçok pilot ölçekli tesisi absorbe ederken, bu bütünleşik sistemin fizibilitesini temizleyebilir ve bu yaklaşımla aktif bir şekilde bir araştırma ve geliştirme alanı olmaya devam eder.
Enerji Güvenliği ve Bağımsızlık
Sıvı taşıma yakıtları üretmek için kullanılan yemleme aralıklarını çeşitlendirmek için, alg biyoyakıtlar enerji güvenliğine katkıda bulunurlar. Ayrıca, küresel petrol piyasalarında fiyat dalgalanmalarına karşı petrol ithalatlarına ve tamponları azaltırlar.
Meydanlar ve Sınırlar
Bu zorlayıcı avantajlarına rağmen, laboratuvardan ticari ölçekli üretime algın biyoyakıtları zor kanıtlamıştır. Aşağıdakiler, alg bazlı yakıtların petrol ile birlikte maliyetle rekabet etmesi gereken birincil engellerdir.
Yüksek Üretim Maliyetleri
Mevcut tahminler, alg biodiesel üretim maliyetlerinin geleneksel dizelden önemli ölçüde daha yüksek olduğunu, genellikle iki ila üç faktörlü bir faktör tarafından kontrol edilir: su içme altyapılarının sermaye maliyeti (özellikle kapalı fotobiyoreactors) ve su arıtmak için gerekli olan enerji girişi, bazen önemli enerji tüketiminin% 0,02–0.05 katıdır.
Verimli hasat ve Ekstraksiyon
Tarım algleri ekonomik olarak en zorlu teknik engellerden biri olmaya devam ediyor. Mikroalgae hücrelerinin küçük boyutu (tipik olarak 2-20 mikrometre) onları büyüme ortamından ayırmak zorlaşır, sık sık hexane veya mekanik baskı gibi çözücüler kullanarak, elektrokoagülasyonlar, ve biyofloccülasyonlar geliştirilme aşamasındadır, ancak büyük ölçekli işlemler için gerekli ölçeklenebilirlik ve güvenilirlik henüz elde edilmez.
Scaling Up Cultivation Systems
Algae yetiştiriciliği açık yarış pistlerinde veya kapalı fotobiyoreactors (PBRs) Açık havuzlar inşa etmek ve çalıştırmak için daha ucuzdur, ancak hızlı büyüyen organizmalar, predatörler ve çevresel dalgalanmalar (sıcak, ışık, pH) Sürekli tekeller için gerekli olan düşük maliyetli ve yüksek güvenilirliklerin kombinasyonu, her iki birim için de daha iyi kontrol sağlar.
Su ve Nutrient Supply
Algler tuzlu su veya atıksuda büyümeye rağmen, büyük ölçekli bir üretim hala önemli su hacimleri gerektirir. Bir Koridorda veya yarı-arid bölgelerinde su kullanılabilirliği sınırlı bir faktör olabilir. Ek olarak, algler makronutrients'i büyüme için fobiler gerektirir, ancak bu stratejiler tedarik zincirine kadar lojistik komplekstir.
Araştırma ve Geliştirme
Yukarıdaki ekonomik ve teknik engellerin üstesinden gelmeye önemli bir araştırma organı odaklanmıştır. Anahtar R&D yönler genetik mühendisliği, gelişmiş biyoreactor tasarımı ve süreç entegrasyonunu içerir.
Algae Strains'in Genetik Mühendisliği
CRISPR-Cas9 dahil olmak üzere modern biyoteknoloji araçları, bilim insanları, arzu edilen özellikleri geliştirmek için alg sularını değiştirmelerine olanak sağlar. Hedef iyileştirmeler yüksek lipid içeriği (örneğin, Kaliforniya Üniversitesi'nde bulunan araştırmacılar, San Diego ve yüksek ışık yoğunluğuna karşı direnç) ve zararlı yağları doğrudan büyüme ortamına (NREL) bağlı olarak gelişmiştir.
Yenilikçi Biyoreactor Tasarımları
Mühendisler ışık teslimini optimize etmek için bir sonraki nesil yetiştirme sistemlerini tasarlar, CO2 toplu transfer ve karıştırmak için, enerji tüketimini azaltır. Düz ekranlı PBRs, helical tubular reaktörleri ve düşük maliyetli bir yaklaşım, hesaplayıcıların test edilmesi için tasarlanmıştır.
Entegre Biyorefinery ve Co-Ürün Stratejileri
Ekonomiyi geliştirmek için araştırmacılar, biyoyakıt üretiminin yüksek değerli ko-ürünlerin geri kazanılmasıyla bir araya geldiği, DHA ve EPA'nın beslenme takviyelerinde kullanılan algısı ve beta-karotenya, hayvan yem maddeleri, biyopolimerler ve tarım algleri ile birlikte bir araya getirildiğini genişletmektedir.For the company contains omega-3 fatty acid (e.g)Checkerspot[D)
Karbon Yakası ve Utilization
Algae yetiştiriciliği, CO2'yi güç bitkilerin ve çimento fabrikaları gibi sabit kaynaklardan yakalamak için doğal bir rota sağlar. Çeşitli araştırma programları, flue gazının doğrudan algonlara veya PBR'lere enjeksiyonunu yapar, alglerin fotoğraflarını çekmek için algın.(CCU) Bu karbon yakalama ve kullanım (CCU) yaklaşımı sadece sera gazı emisyonlarını azaltır, ancak aynı zamanda değerli bir yakıt beslemesi yapar. [...]
Ticarileştirme ve Future Outlook
Tam ölçekli ticari algler biyoyakıt üretimi henüz büyük bir ölçek üzerinde gerçekleşmemiştir, birçok şirket ve araştırma işbirliği aktif olarak dağıtıma doğru ilerliyor. Aşağıdaki bölümler mevcut ticari faaliyetleri ve önümüzdeki on yıl boyunca bakış açısını vurgulamaktadır.
Ticari Şirketler ve Projeler
Alginç olmayan şirketler, Avustralya'da modüler sürdürülebilir enerji (şimdilik) sistemi geliştiren ve gıda ve yakıt için alglerin üretilmesine ilişkin olarak kullanılan algler (ve) kullanılmaktadır.[Dönemli ürünlerle birlikte).
Politika Destek ve Ekonomik Sürücüler
Hükümet algleri, alglerin biyoyakıtlarının ticari olarak kullanılabilirliğini şekillendirmede önemli bir role sahiptir. ABD'de, ARD:0)Yenilenebilir yakıt Standardı (RFS)), ulaşım yakıt tedarikine yönelik olarak, biyoyakıtlı yemleme programları için bir pazar yaratarak, Avrupa'nın sürdürülebilirliği ve kredi desteklerini içeren çeşitli ülkelere destek vermektedir.
Teknoloji İyileştirmeleri ve Maliyetleri
Gelişmekte olan ilerlemeler mühendislik, hasat ve süreç entegrasyonu yavaş yavaş üretim maliyetlerini azaltır.Ücretsiz enerji ajansı (IEA) ve alglerin bu zaman çizelgesi hızlandırmasına izin veren alglerin düzeyine ulaşabilir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Algae tabanlı biyoyakıt üretim sistemleri, sürdürülebilir enerji ekonomisine geçişte güçlü bir araç temsil eder. Dikkate değer verimlilik, kaynak verimliliği ve çevresel ko-benefitler - karbon yakalama, atık su tedavisi ve yüksek değerli bir co-product nesli - onları her iki fosil yakıta ve ilk nesil biyo-jeneratif biyoyakıtmanlara yönelik olarak cazip bir alternatif yapar. ancak, özellikle de ticari ölçeklerdeki maliyet azaltımı, ölçeklenebilir hasat ve ticari ölçeklendirmeler etrafında sabit bir şekilde yetiştirmek için önemli zorluklardır.
Ticari dağıtım erken optimizasyoncular tahmin edilenden daha yavaş olsa da, inovasyonun hızı hız hız hızlanıyor. CRISPR gibi gelişmiş araçların ortaya çıkması, havacılık ve deniz nakliyesi gibi karbonat sektörlerini de olumsuzlaştırmak için teşvik ediyor.Köpektifler, çöllerde yenilenen yatırım ve işbirliği yapmak, fotobiyotreaktörler, kentsel ortamlardaki müteahhitler veya entegre atık su sistemleri, alg temelli biyoyakıtlı bir enerji karışımında anlamlı bir rol oynamaya teşvik ediliyor.