Khi nhu cầu năng lượng tái tạo toàn cầu tăng mạnh, các nhà máy nhiên liệu sinh học dựa trên tảo đang nổi lên như một giải pháp hấp dẫn kết hợp các vi sinh vật có khả năng sinh học với năng suất cao. không giống như nhiên liệu sinh học truyền thống bắt nguồn từ thực phẩm thực phẩm, tảo cung cấp một chất dinh dưỡng không cạnh tranh với nông nghiệp có thể trồng trọt hoặc nước ngọt. những vi sinh vật phát triển nhanh này có thể tạo ra môi-bon, chất lỏng và protein trong số lượng lớn, có thể chuyển hóa thành sinh học, sinh học, sinh học, và thậm chí nhiên liệu sinh học, và thậm chí cả nhiên liệu sinh học. bài này kiểm tra phía sau lớp học, những lợi thế của chúng trên những nguồn năng lượng truyền thống, và những nguyên nhân tạo ra những nguồn năng lượng và những cải tiến mới nhất có thể làm cho chúng một nguồn năng lượng truyền thống.

Algae-Bassuels là gì?

Năng lượng hóa học dựa trên Algae là chất lỏng hoặc khí đốt đặc biệt được lấy từ các sinh vật có lượng sinh học nhỏ, có thể vượt quá 50% trọng lượng khô trong điều kiện tối ưu. Quá trình chuyển hóa thường bao gồm việc chiết xuất dầu từ tảo và sau đó tinh chế chúng qua các sinh vật biến đổi (trên mặt trời), động vật sinh học (chonethanol, hay một chất lỏng sinh học).

Kiểu của Algae Biofuel

  • Bidiesel: sản xuất bởi alesterical liid, kết quả là nhiên liệu có thể hòa trộn với dầu hỏa dầu diesel hoặc động cơ đã thay đổi.
  • Bioethanol:) Sự tăng cường của algal cachyd (star, tv) sản xuất ra chất béo, có thể pha trộn với xăng.
  • Biogas:) Sự tiêu hóa của tảo tạo ra khí sinh học giàu mêtan, có thể đốt cháy cho điện hoặc nâng cấp thành khí tự nhiên tái tạo.
  • Xanh lá cây ) và nhiên liệu sinh học (FLT:3) Các loại axit Hydrocters và mỡ ( heFA) có thể sản xuất ra dầu tảo thay thế nhiên liệu dầu diesel và phản lực.

Vì tảo có thể được trồng trong ao mở, máy tạo quang học đóng, hoặc hệ thống lai, chúng cung cấp sự linh hoạt mà hệ thống trồng trọt không thể nào tương ứng được. hơn nữa, tảo có thể được chế tạo để tiết ra dầu trực tiếp, đơn giản hóa việc thu hoạch và giảm chi phí xử lý.

Lợi thế của các nhà máy điện Algae

Những nhà máy năng lượng tự động Algae cung cấp một loạt lợi ích mà giải quyết những mối quan tâm cấp bách về môi trường và kinh tế cùng một lúc.

Khả năng duy trì và đất đai được sử dụng

Cây nhiên liệu sinh học truyền thống - hạt đậu nành, cây cọ, những vùng đất rộng lớn, những vùng đất trồng trọt màu mỡ, nuôi dưỡng những xung đột giữa các loại cây ăn uống và chất thải, và việc trồng cây Algae, trái ngược lại, có thể trồng trên những vùng đất không trồng được, bao gồm sa mạc, vùng ven biển, và thậm chí những vùng đất hoang dã công nghiệp, chúng cũng lớn lên trong nước muối, nước thải, hay nước thải, giảm đáng kể nhu cầu nước sạch. bởi vì tảo sinh học tăng gấp đôi trong vòng vài giờ, một mẫu tảo tảo có thể sản xuất ra gấp 10 đến 100 lần một lần một năm nhiều dầu hơn một mẫu đậu nành.

Name

Theo Bộ Năng lượng , vi tảo có thể sản xuất từ 4.000 đến 6.000 lít dầu mỗi mẫu mỗi năm, so với khoảng 50 gallon cho đậu nành và 600 gallon cho mỗi mẫu dầu cọ.

Bắt và thụ tinh các bon

Algae là những sinh vật quang hợp hấp thụ cacbon di truyền trong quá trình quang hợp. Khi kết hợp với các nhà máy phát quang công nghiệp, như nhà máy điện, xi măng, hoặc cối xay thép, có thể hoạt động như một hệ thống thu carbon, chuyển hóa chất thải CO2 thành phương pháp sinh học. Điều này tạo ra một phương pháp đóng kín: CO2 được phát tán khi nhiên liệu sinh học được đốt gần bằng CO2 bị CO2 thu trong quá trình tăng trưởng, kết quả là gần carbonneural hay thậm chí là khí thải cacbon. Một nghiên cứu được xuất bản tại [FT: 0] Giao tiếp thông [FT] xác nhận rằng chất thải CO2] có thể làm giảm lượng khí thải của tảo có thể so với 50 phần trăm nhà kính hóa có thể so với nhiên liệu.

Sản phẩm sinh nhiều

Sau khi khai thác dầu, những phần còn lại của chất đạm có thể được sử dụng như thức ăn cho động vật, phân bón, hoặc một vật liệu nuôi cho các chất hóa sinh và hóa sinh. mô hình sinh học đa sản phẩm này cải thiện nền kinh tế của tảo để tạo ra nhiều luồng thu nhập.

Hội nghị trị liệu nước thải

Algae phát triển mạnh nhờ ni tơ và phốt pho hiện diện trong thành phố và nước thải nông nghiệp. Việc trồng tảo trong nước giàu dinh dưỡng xử lý nước (đang thải chất gây ô nhiễm) trong khi sản xuất sinh học để làm nhiên liệu - một thắng lợi cho việc tái tạo môi trường. Các dự án phi công tại phòng thí nghiệm năng lượng quốc gia [FLT: 0] [NREL: 1] [NL: 1] đã chứng minh được 90% khả năng lọc dinh dưỡng có độ dinh dưỡng và năng lượng cao hơn trong hệ thống tảo.

Những thử thách và triển vọng trong tương lai

Bất chấp những lợi thế rõ ràng, thương mại hóa quy mô lớn của các nhà máy nhiên liệu sinh học dựa trên tảo đã chậm chạp công nghiệp vẫn phải vật lộn với những chi phí cao và hoạt động, những cổ chai kỹ thuật trong việc trồng và thu hoạch và nhu cầu về các hệ thống tích hợp mạnh mẽ những phần phụ sau đây phá vỡ những chướng ngại chính và những nỗ lực nghiên cứu để vượt qua chúng

Những chướng ngại vật kinh tế

Chi phí sản xuất tảo sinh học cao hơn gấp đôi dầu diesel dầu hỏa hoặc thậm chí còn trồng dầu khí dựa trên dầu khí, theo ước tính của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cho thấy chi phí sản xuất từ 4 đến 8 đô la mỗi gallon so với 2–3 đô la cho dầu hỏa dầu diesel khi giá dầu mỏ thấp.

  • Chi phí truyền thống: ) Algae đòi hỏi ni - tơ và phân bón, vì thế chi phí hoạt động rất lớn.
  • Kéo dài và tưới nước: ) tách các tế bào tảo ra khỏi nước, có thể cấu thành 99% số lượng lớn lượng văn hóa - là năng lượng tăng cường và đắt đỏ.
  • Truyền đạt và chuyển đổi:) phương pháp giải quyết dựa trên các thỏa thuận đòi hỏi đầu vào năng lượng cao và tạo ra luồng rác.

Name

Các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm một số con đường để giảm chi phí. sử dụng nước thải hoặc khí luồng như chất dinh dưỡng và khí CO2 có thể giảm đáng kể chi phí đầu vào. những công nghệ lọc màng và thực vật đang làm việc giảm lượng nước hiệu quả hơn. ngoài ra, tiết ra, tiết ra dầu từ tảo được thiết kế - tăng cường nhu cầu về sự hấp dẫn cơ khí - đã được chứng minh trong phòng thí nghiệm và đưa ra một con đường hứa hẹn cho lượng nhiên liệu sinh học rẻ hơn.

Những thử thách kỹ thuật trong việc vun trồng

Những hồ nước mở, trong khi rẻ, dễ bị nhiễm độc bởi những vi khuẩn khác, sự dao động nhiệt độ và sự bốc hơi, ảnh hưởng đến các thiết bị điều khiển (PBReaatoreaators) cung cấp những thứ tốt hơn và năng suất cao hơn, nhưng có thể gây ra những chi phí vốn có thể bị cấm đoán cho các dự án lớn về quy mô lớn.

Sự căng thẳng nhờ kỹ thuật di truyền

Kỹ thuật di truyền là nền tảng của nghiên cứu tảo hiện đại. Các nhà khoa học đang thay đổi cách chuyển hóa để tăng hiệu suất quang hợp, và tạo ra sự kháng cự cho sâu bọ và sa mạc. Chẳng hạn, công ty sinh học tổng hợp Genomic (được phát minh bởi Craig Venter) đã phát triển những chủng [FLT: 0] [FLT: 0], và tạo ra 40% môi có thể sinh sôi nảy nở gấp đôi các loại tảo sinh học trong vòng một thập kỷ.

Xem xét môi trường

Tuy nhiên, những nguy cơ này có thể giảm đi nhờ cẩn thận ngồi, tái chế nước cầu kỳ, và dùng chất dinh dưỡng từ dòng nước thải để phục hồi.

Sự cân bằng khí cacbon của tảo được dùng trong quá trình xử lý tùy thuộc rất nhiều vào nguồn năng lượng dùng trong quá trình xử lý. Nếu nguồn năng lượng cho máy bơm, máy ly tâm và sinh học sinh học đến từ nhiên liệu hóa thạch, thì sự giảm thiểu của các khí cacbon. Việc tích tụ các cơ sở sản xuất tảo với điện tái tạo (Alar, gió) hoặc cola) có thể đạt được mức độ tối đa hóa khí nhà kính. Một phân tích xe đạp được xuất bản trong [FLT: 0] Khoa học & Biểu đồ hóa học vũ khí [FL: 1]; Công nghệ [FL:8] phát hiện sinh học [FL] có thể đạt được 60 phần trăm lượng hóa thạch sinh học lượng khí thải carbon thấp hơn năng lượng tái tạo trong suốt chuỗi năng lượng tái tạo.

Những cải tiến và sự hướng dẫn nghiên cứu

Một số công nghệ mới nổi hứa hẹn sẽ đẩy nhanh việc triển khai các nhà máy điện dựa trên tảo:

  • Sự tổng hợp nhiên liệu sinh học:) Một số loài tảo đang được thiết kế để tách ra các chất lỏng thần kinh hoặc hydro carbon để chuyển thẳng vào trung bình tăng trưởng, vượt qua các bước năng lượng thu hoạch và khai thác.
  • Hệ thống sinh học tích hợp: ) Kết hợp tảo với bơm nước năng lượng mặt trời, tiêu hóa hệ sinh thái thiếu dinh dưỡng, và tái tạo dinh dưỡng dinh dưỡng có thể tự tạo ra các vi mạch tự duy trì.
  • Algaebacterria: ) Việc kết hợp tảo với một loại vi khuẩn có thể tăng cường sản xuất môi, nổi, và kháng lại mầm bệnh, như được chứng minh trong các nghiên cứu gần đây tại Đại học Arizona.
  • Những nông trại lớn ở bờ biển: ) trồng rong biển trong môi trường biển mở, tránh được những xung đột về đất liền.

Kết luận

Các nhà máy năng lượng sinh học dựa trên tảo không phải là một ảo tưởng xa họ đang hoạt động trên một tầm cao của phi công và biểu diễn tại các địa điểm từ California đến Israel đến Úc. ngành khoa học cơ bản là âm thanh: thu tảo CO2, sản xuất ra nhiên liệu sinh học, và có thể được nuôi dưỡng mà không cần phải gánh vác thức ăn hay nước ngọt. các rào cản còn lại là những thứ kinh tế và kỹ thuật. khi nghiên cứu về cải tiến, hiệu quả thu hoạch và thiết kế hệ thống kết hợp tiếp tục giảm chi phí, tảo có thể trở thành một sự cạnh tranh với nhiên liệu hóa thạch trong vòng 10 năm tới. những nhà sản xuất chính sách có thể tăng tốc độ chuyển hóa này bằng cách tăng cường sự chuyển tiếp tục của các công nghệ và thuế, và các công nghệ và các công nghệ sinh học, và các chất hóa chất liệu bảo quản lý, để tìm kiếm nguồn năng lượng bền vững nhất, và các nguồn năng lượng có thể tạo ra các chất lượng và các chất có thể tạo ra các-bon, và các-bon, và một nguồn năng lượng có thể tạo ra một nguồn năng lượng có thể tăng trưởng có thể tạo ra các-bon, và có thể tạo