Водоросли рассматриваются как наиболее перспективный многофункциональный материал для возобновляемой энергетики. По своей способности генерировать энергию они на 1-2 порядка превосходят традиционные «сухопутные» культуры, используемые сейчас для производства биотоплива.
Водорослевая энергетика – одно из главных направлений работы Лаборатории возобновляемых источников энергии при географическом факультете МГУ, хотя этой проблематикой занимаются и в других научно-исследовательских центрах России.
О том, почему этот вид ВИЭ имеет будущее, рассказывает заведующий Лабораторией ВИЭ Александр Соловьёв.
– Водоросли отличаются от обычных наземных высших растений тем, что они растут, во-первых, в водной среде и не требуют земельных ресурсов, во-вторых, высокой продуктивностью и высоким содержанием энергии в биомассе, которая высвобождается химическим путем и другими средствами. В частности – с помощью метаногенеза, когда в анаэробных условиях с метанобразующими бактериями осуществляется процесс переработки биомассы с выделением биогаза – CH4, т.е. метана с очень низким содержанием углекислого газа, что тоже очень важно в связи с необходимостью снижать его содержание в атмосфере.
Водорослевая плантация в тепличном комплексе
Другой момент, очень важный в связи с выращиванием водорослей: источники энергии, которые можно перемещать в различные места, и районы, которые не имеют возможностей для выращивания водорослей, можно снабжать этой достаточно дешёвой энергией.
Достаточно сказать, что с 1 га площади водной поверхности, занятой водорослями, в год можно получать 150 тыс. куб.м. биогаза. Это примерно тот объём газа, который выдает небольшая скважина. Такое количество позволило бы обеспечить газом небольшой посёлок. По себестоимости же, если смотреть по нынешним ценам, это порядка 15-20 долларов за 1000 куб. м.
И второй аспект, который с этим связан, – водоросли могут утилизировать отходящее тепло и использовать его для создания условий для производства водорослевой биомассы.
Кроме того, многие водоросли обладают хорошими пищевыми качествами – это антиоксиданты, многие с высоким содержанием витаминов.
Водоросли на оз Чад и в Лаборатории
В этих работах наша лаборатория тоже принимала участие – были разработаны естественные, не химические, пищевые добавки. По сути, это является частью пищевой энергетики, поскольку в качестве катализаторов окислительно-восстановительных реакций такие водоросли способны сократить потребление продуктов питания не в ущерб здоровью.
Сегодня в качестве основной культуры для дизельного топлива используется рапс, но он уступает микроводорослям, таким как батриокус брауни, в клетках которых может содержаться до 80% липидов.
И, если рапс с 1 га даёт 1200 литров биотоплива в год, то водоросль, где содержание липидов даже не 80%, а 50% – 100 тыс. литров. Это примерно 1000 МВтч/га в год. Рапс, соответственно, даёт всего 11 МВтч/га в год. Разница в два порядка.
Препятствие, с которым пока сталкивается водорослевая энергетика, – гибель водорослей при выходе на большую территорию.
В связи с этим сейчас важная задача – конструирование и отбор оптимальных видов водорослей с большим содержанием липидов, жирных кислот и, самое важное – возможностью широкого культивирования, выбор наиболее продуктивных, эффективных и устойчивых к массовому культивированию видов.
