Paliwo w kotle gotowane

Aby wyprodukować paliwo, wystarczy podgrzewać mikroskopijne glony poddane działaniu wysokiego ciśnienia – twierdzą naukowcy amerykańscy.

Nad zrozumieniem i udoskonaleniem tego procesu intensywnie pracują biolodzy i chemicy z Uniwersytetu Michigan i innych ośrodków naukowych. Choć trudno to sobie dziś wyobrazić, prace naukowców zmierzają do zastąpienia w silnikach spalinowych paliw kopalnych ropą pochodzącą z hodowli glonów. Niebagatelną motywacją dla zespołów naukowców jest także ograniczenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery.

[srodtytul]Pod ciśnieniem[/srodtytul]

Naukowcy z Uniwersytetu Michigan sprawdzają też przydatność innych organizmów do przyśpieszonej produkcji „ropy naftowej”. W tym celu testują także bakterie E. coli, które mogą być „karmione” odpadami powstającymi przy produkcji tego biopaliwa.

– Wizja jest taka, aby nic nie mogło opuścić rafinerii oprócz paliwa. Wszystko inne powinno być wykorzystane powtórnie – powiedział Philip Savage, profesor Wydziału Inżynierii Chemicznej Uniwersytetu Michigan. – To właśnie jedna z tych rzeczy, która sprawia, że nasz projekt jest zupełnie nowy. Ale to złożony i trudny proces.

Prof. Savage jest głównym badaczem odpowiedzialnym za wykorzystanie 2 mln dolarów grantu przyznanego na ten cel przez National Science Foundation. – Prace te mogą odegrać kluczową rolę na drodze zdobycia przez nasz kraj niezależności energetycznej i redukcji emisji dwutlenku węgla do atmosfery – dodaje naukowiec.

[srodtytul]Zupa do baku[/srodtytul]

Gatunki glonów użyte do eksperymentu to mikroskopijne, pływające w wodzie rośliny. Nie mają liści, ani łodyg. Są łatwe do wykorzystania jako źródło biomasy, bo nie mają twardych ścian komórkowych.

Metoda podgrzewania w specjalnym kotle pod wysokim ciśnieniem jest szukaniem – jak to określają sami naukowcy – „drogi na skróty”. Nie wymaga poszukiwania specjalnie zmodyfikowanych „tłustych” glonów. Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w 2009 roku wyhodowali właśnie takie zmodyfikowane genetycznie glony. Potrafią one pod wpływem energii słonecznej w procesie fotosyntezy zamienić dwutlenek węgla na płynne paliwo, które mogłoby być wykorzystane w silnikach samochodów. Naukowcy z Uniwersytetu Stanu Arizona zmusili sinice (cyjanobakterie) do wytwarzania kwasów tłuszczowych dobrze magazynujących energię. To kolejny krok na tej samej drodze.

Metoda podgrzewania pod ciśnieniem zaproponowana przez naukowców z Uniwersytetu Michigan omija dwie wielkie przeszkody, jakie stoją na drodze do przemysłowego wykorzystania glonów do produkcji paliwa. Pozwala korzystać z „usług” glonów bez korzystania ze skomplikowanego procesu modyfikacji genów. Nie wymaga też późniejszego osuszania roślin.

– Robimy po prostu zupę z glonów – powiedział prof. Savage. – Podgrzewamy ją do

300 stopni Celsjusza i utrzymujemy pod takim ciśnieniem, aby pozostała płynna. Gotujemy od pół godziny do godziny i mamy gotowe biopaliwo, takie jak surowa ropa naftowa.

[wyimek]300 st. C wystarczy, aby z glonów powstało gotowe paliwo[/wyimek]

W wyniku procesu pozostaje nie tylko olej, ale także białko i węglowodany, które dodatkowo mogą być wykorzystane.

– Próbujemy to robić tak jak natura, ale nie mamy czasu, żeby czekać miliony lat na efekt – tłumaczy naukowiec. – Na razie mamy problem ze smołą, której właściwości sprawiają, że nie nadaje się do wykorzystania jako paliwo. Podjęliśmy wysiłki, żeby za jakiś czas na tyle ją zmodyfikować, aby mogła być wykorzystana jako paliwo.

Obecnie zespół prof. Savage pracuje z całym sztabem specjalistów nad uszlachetnieniem paliwa i oczyszczeniem go ze związków siarki. Aby uczynić cały proces bardziej opłacalnym, naukowcy myślą o zagospodarowaniu odpadów, jakie powstają w procesie produkcji biopaliwa. Tu badaczom z pomocą przychodzą bakterie

E. coli. Mogą one „pożywić się” tym, co pozostanie z glonów, a ich kolonie same mogą być źródłem znakomitego paliwa. Naukowcy z Uniwersytetu Michigan pracują nad wykorzystaniem w produkcji przemysłowej zarówno glonów, jak i bakterii.

Opracowanie produkcji paliwa do samochodów ze źródeł odnawialnych na skalę przemysłową skupia zainteresowanie najpotężniejszych firm na świecie. Dziś główną motywacją jest obniżenie kosztów uzyskania energii, jak również redukcja emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Podczas spalania biomasy uzyskanej z glonów do atmosfery dostaje się jedynie węgiel wcześniej przez nie pochłonięty (postaci dwutlenku węgla). W przypadku spalania paliw kopalnych do atmosfery uwalnia się zaś dodatkowa porcja węgla, dotąd zmagazynowana pod ziemią.

[srodtytul]Hodowle zamiast platform wiertniczych[/srodtytul]

W 2007 roku trzech dżentelmenów z Walii zaproponowało samochód napędzany własnymi spalinami. Dwutlenek węgla powstający w procesie spalania biopaliwa miałby być odzyskiwany z każdego pojazdu, magazynowany, a następnie zużyty w fabryce – hodowli glonów.

Walijczycy twierdzili, że aby wykorzystać dwutlenek węgla produkowany przez wszystkie samochody Wielkiej Brytanii, wystarczyłoby 400 hektarów gruntów. Glony byłyby zmodyfikowane genetycznie, aby łatwo było uzyskać z nich olej. Powstawałoby biopaliwo gotowe do użycia w silnikach.

Pomysł ten dotychczas nie został zrealizowany. Pokazuje jednak, jak wydajne mogłyby być fabryki paliwa z glonów.

Jeśli uczonym amerykańskim uda się tym razem zrealizować nowatorski pomysł, to za kilkanaście lat zamiast platform wiertniczych będziemy mieli biorafinerie – fabryki glonów.

[ramka][b]Pożegnanie z ropą naftową[/b]

Podgrzewanie glonów w zamkniętym kotle pod ciśnieniem w obecności katalizatorów przekształca żywe organizmy w substancję zbliżoną składem do ropy naftowej.

To, co udało się naukowcom z Uniwersytetu Michigan, to najnowszy pomysł na uniezależnienie się od zasobów ropy naftowej, które kiedyś się wyczerpią. Kopalne źródło energii uda się zastąpić biopaliwem, pod warunkiem że będzie ono mogło być tanio produkowane na skalę przemysłową. Pomysłów na biopaliwo było już wiele, zapewne pojawią się nowe. Badacze z University of Nevada zaproponowali wykorzystanie fusów z kawy. Pomysłodawcy przekonywali, że takie paliwo mogłoby być produkowane z surowca dostarczanego przez wielkie sieci kawiarni, a paliwo pachniałoby kawą.

Gary Strobel, profesor biologii na Uniwersytecie Stanu Montana, chciałby produkować biodiesla z... grzybów rosnących w lasach Patagonii. W laboratorium w wyniku hodowli tych niezwykłycch grzybów, które są zdolne do rozkładania celulozy, uczeni uzyskali osiem podstawowych składników paliwa dieslowskiego. [/ramka]