«Зеленое» топливо: как водоросли вырабатывают бензин
Оказывается, растения в самом деле могут производить бензин. Ну или, по крайней мере, основу для него или ему подобного топлива. Причем с помощью белка, который можно найти в самых обыкновенных зеленых водорослях.
В статье, опубликованной в журнале Nature Communications в 2016 году, рассказывается об исследовании, в ходе которого ученые идентифицировали белок, содержащийся в крайне широко распространенных водорослях Botryococcus braunii. Именно он является причиной уникальной способности этих водорослей вырабатывать горючие материалы, которые можно использовать в самых разных видах топлива (к примеру, создать замену керосину, дизельному топливу и так далее).
Эти водоросли можно найти в воде самой разной температуры по всей Земле, и они очень хорошо производят углеводородные горючие вещества, которые можно сжигать вместо нефти и ее производных. Но проблема в том, что водоросли производят их в довольно малых количествах, и поэтому исследователи искали тот природный механизм, который позволяет Botryococcus braunii генерировать столь ценный материал. Теперь они знают, что белок, который контролируется геном под названием ликопаоктан синтаза, регулирует уровень выработки углеводородов. Внедрив этот ген в другие растения (например, в растения табака) или же другую водоросль, ученые потенциально могут значительно увеличить выработку биотоплива. «Одной клетке Botryococcus нужна примерно неделя, чтобы удвоиться, тогда как быстрорастущая водоросль — которая сейчас биотоплива не производит — удваивает число клеток всего за шесть часов», — рассказывает Тимоти Деваренн, автор статьи. — «Возможно, мы сможем перенести генетическую информацию в организмы, вроде быстрорастущих водорослей, или же просто сухопутные растения, которые производят большое количество биомассы, и заставить их генерировать для нас топливо». Так что в будущем бензин может расти прямо на деревьях. Или, по крайней мере, в табаке. Водоросли вообще довольно полезная штука. Например, они могут очищать воздух около оживленных автомагистралей, или же отапливать многоквартирные дома.
Источник
Трава – топливо, которое растет под ногами
Альтернативная энергия ассоциируется у нас с ветрогенераторами и солнечными батареями. А между тем в качестве топлива можно использовать обычные сорняки или траву. Некоторые землевладельцы в будущем рассчитывают полностью перейти на биотопливо или получать стабильный доход от его продажи.
Фермеры и пользователи земельных участков давно искали способы снижения затрат на топливо и корм для животных. Для этого требовалось стать более независимыми и со временем отказаться от приобретения продукции «на стороне», перейдя на замкнутый цикл самообеспечения.
Тогда-то и задумались о выращивании травы на неплодородных участках и использовании ее вместо мазута или пропана либо в качестве дополнения к древесным щепкам и пеллетам.
Как можно использовать траву?
В ходе опытов выяснилось, что эффективные методы использования травы в качестве топлива сводятся к четырем основным способам. Они различаются в зависимости от того, в каких условиях выращивают и перерабатывают траву. Два метода представляют собой замкнутый цикл, когда биомасса выращивается, перерабатывается и применяется в одном месте. Два других способа подразумевают выращивание травы в специальных хозяйствах и ее дальнейшее распространение среди потребителей.
Траву можно выращивать специально, как потенциальное экотопливо
Топливо из травы после обработки имеет вид брикетов, пеллет или спресованных кубиков. Оно производится при помощи специальных установок, которые придают биомассе нужную форму под воздействием высоких температур.
Как же планируется использовать топливо с привлечением небольших домашних хозяйств?
1) Переработка в замкнутом цикле. Трава высаживается, выращивается, хранится и перерабатывается в «шаговой доступности», в пределах пары километров от зоны основного потребления. Переработка в этом случае неглубокая, практически сразу трава из хранилища отправляется в печь. Если трава используется для отопления, то потребуется установка системы обогрева, рассчитанной на новый вид топлива. Основное преимущество данного способа – не нужно транспортировать биомассу на значительные расстояния и искать клиентов-покупателей. Идеальный вариант для одного или нескольких соседних хозяйств.
2) Переработка травы в рамках одного крупного хозяйства. Этот способ подходит для более предприимчивых владельцев и он потребует некоторых затрат. Трава, как и в предыдущем методе, выращивается непосредственно в месте переработки. Полученные после созревания и выкашивания кипы травы отправляются в дробилку, а затем в агрегат по изготовлению пеллет и брикетов. Агрегат может быть мобильным или стационарным и использоваться одним или несколькими владельцами. Полученное топливо можно продавать предприятиям или другим фермерам, имеющим соответствующие установки для использования данного вида топлива.
Пеллеты из переработанной травы используются без дополнительной обработки
3) Местная обработка. Трава выращивается в радиусе 50-70 км от центральной перерабатывающей установки. Затем каждый фермер привозит на нее свою часть растительного топлива. Полученные пеллеты использует крупный местный потребитель, например, завод или животноводческая ферма, покупая топливо у перерабатывающей станции. Главное, чтобы потребитель располагался рядом со станцией переработки и не тратился на доставку.
4) Снабжение рынка биотопливом. Траву выращивают в радиусе 50-100 км от станции переработки. Последняя, в свою очередь, продает ее в любые регионы, не ограничиваясь местным рынком.
Заготовка травы: результаты опытов
В принципе, для землевладельца нет разницы, какую траву и в каком объеме производить. Вопрос состоит лишь в том, будет ли он заниматься переработкой на своем участке или отправлять ее на станцию по изготовлению топлива.
Траву измельчают при помощи несложных устройств
В первом случае топливо используется самим фермером либо передается другим потребителям. В результате исследований в северо-восточных штатах США (которые по климату схожи с умеренной климатической зоной СНГ) были определены лучшие сорта трав, которые идеально подходят в качестве топлива. Среди них оказались: гигантский мискантус, канареечник тростниковидный, просо и некоторые другие. Эти растения хорошо растут в умеренно-холодных регионах и дают много зеленой массы.
Проблемы с использованием
Казалось бы, все просто – достаточно выращивать много травы (благо, она и сама неплохо растет) и купить установку для переработки топлива. Однако немногие фермеры оказались готовы к новшествам и настороженно относятся к выращиванию травы в коммерческих целях. Впрочем, не только они.
Землевладельцы опасаются выращивать траву в больших объемах, поскольку не уверены, что ее удастся продать сторонним организациям. В то же время предприятия, производственные комплексы и частные домовладельцы не уверены, что поставки «топлива» будут регулярными и поэтому не спешат устанавливать дорогостоящие установки по переработке травы.
Установки для сжигания травы пока покупают неохотно
Поэтому пока использование биомассы растительного происхождения подразумевает в основном применение первого из вышеописанных нами способов – в рамках замкнутого цикла. А ведь «возможности» травы не ограничиваются «топливными функциями». Ее можно использовать и в иных целях: для производства компоста, в роли подстилки для скота или абсорбента для очистных сооружений. Засевая травой неплодородные земли, можно предотвратить эрозию почвы и сделать участки привлекательными для обитания живых организмов.
У травы, как источника топлива и дохода, «лекаря земли» и дома для многочисленных обитателей большое будущее. Заброшенные и малорентабельные земельные участки могут быть снова вовлечены в хозяйственный оборот и стать источниками биотоплива.
По материалам сайта renewableenergyworld.com
Источник