Русский / English
Главная
Новости
Перспективы развития производства биомассы микроводорослей
Современное состояние исследований и разработок
Вихревые аквареакторы
Плавающие вихревые аквареакторы

Новый сайт ООО "центр вихревых технологий" находится по адресу vortexreactor.com
 
 

Перспективы развития производства биомассы микроводорослей. Факторы определяющие необходимость создания эффективной технологии выращивания биомассы микроводорослей в целях ее переработки в востребованные продукты(биотопливо, белок, продукты питания и т.д.).

Необходимость и целесообразность создания эффективной технологии выращивания биомассы микроводорослей и ее переработки определяется рядом ключевых факторов:

1 Фактор.
По разным источникам мировые суммарные выявленные и прогнозные запасы традиционной и синтетической нефти оцениваются от 500 млрд т до 1,3 трл. т
Растущий объем потребления природных топливных ресурсов (нефти, угля, газа), при конечности их запасов ставит задачу упреждающего поиска новых источников энергии. Наиболее перспективным является использование возобновляемых экологически безопасных источников энергии.

2 Фактор.
Выбросы двуокиси углерода (СО2) в атмосферу достигли в минувшем году рекордного уровня 35,6 миллиарда тонн (Международное энергетическое агентство журнал Nature Climate Change).
В 2010г. совокупный выброс парниковых газов в России составил 2 млрд 201,9 млн т (гос.доклад Министерства природных ресурсов и экологии РФ).
Объем мировых выбросов углекислого газа (CO2) с 2000г по 2007 год возрастал в четыре раза быстрее, чем в течение предыдущего десятилетия.
C дальнейшим развитием мировой промышленности и ростом населения планеты, объем выбросов CO2 будет еще больше расти (доклад Global Carbon Project).

3 Фактор.
Углекислый газ (СО2) при интенсификации процесса промышленного биологического фотосинтеза в ближайшем будущем может превратиться из источника загрязнений в основной постоянно пополняемый ресурс для промышленного производства биотоплива, белка и других продуктов.
Учитывая исключительную перспективность и важность решения этой задачи, интенсивные работы в этом направлении ведут все развитые страны и крупнейшие мировые корпорации.

Почему микроводоросли?

Энергия, получаемая при использовании ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ, торф) была ранее получена в процессе фотосинтеза и аккумулирована в эти продукты живой природой.

Фотосинтез – это процесс образования органического вещества из неорганических (углекислого газа и воды) на свету при участии фотосинтетических пигментов.
Это единственный биологический процесс, который идёт с увеличением свободной энергии системы.
Ранее в качестве перспективных возобновляемых источников сырья для получения биотоплива рассматривалось использование фотосинтетической биомассы различных культур (кукуруза, пшеница, ятрофа, рапс, масляничная пальма, подсолнечник, мискантус и т.д.),
Однако этот путь имеет серьезные проблемы, так как требует значительного увеличения посевных площадей и потребления пресной воды.
Подсчитано, что для полного обеспечения нужд только США в биотопливе потребуется собирать урожаи кукурузы с полей площадью 820 тыс. кв. миль, что сопоставимо со всем Средним Западом США. Увеличение мирового производства биотоплива потребует значительной трансформации сельского хозяйства и масштабных вырубок лесов, в том числе и в бассейнах тропических рек.
Вырубка лесов под посадки «биотопливных культур» ведет к изменению климата и серьезным экологическим проблемам.
Но главный фактор, по мнению ведущих мировых ученых, определяющий в долгосрочной перспективе невозможность производства биотоплива из «наземных топливных культур» в количествах достаточных для существенной замены нефти ограниченность имеющихся на планете ресурсов пресной воды.

Наиболее перспективной возобновляемой культурой, обладающей самой высокой скоростью фотосинтетического набора биомассы является микроводоросли. Они могут увеличивать количество биомассы в четыре раза за день, снижать количество углекислого газа в атмосфере и азота в сточных водах. Они обладают самым эффективным природным аппаратом биоконверсии солнечной энергии
Для производства биомассы микроводорослей имеются практически неисчерпаемые ресурсы в виде:
- солнечного света
- СО2 , выделяющегося в результате различных процессов
- сточных вод, загрязненных вод морей и озер.
При этом решаются вопросы утилизации излишков СО2, частичной биологической очистки сточных вод, не увеличивается потребление чистой пресной воды и она не выводится из природного водооборота, не используются пахотные земли, не вырубаются леса, частично восстанавливается нарушенный техногенной деятельностью человека экологический баланс.
Для получения 1кг биомассы микроводорослей используется 1,83кг СО2


Таблица 1. Содержание масла и энергии в различных культурах
(среднее содержание энергии масла культур принято равным 35,5 кДж/г)


Как видно из таблицы микроводоросли по энергетическому выходу значительно( в десятки раз) превосходят масляничную пальму, рапс, ятрофу и другие культуры.
Биотопливо, получаемое из микроводрослей по мнению многих мировых экспертов может стать альтернативой «нефтяному» топливу.
При создании эффективного аппаратного обеспечения и технологии, использование для выращивания микроводорослей области, сравнимой с размером Северного моря, позволило бы генерировать топливо, достаточное для нужд транспорта всей планеты(nzherald.co.nz).

Из микроводорослей можно также получать значительное количество других полезных продуктов: пищевой и кормовой белок, антиоксиданты, биологически активные вещества, пищевые красители и т.д. и т.п.
Белок, получаемый из микроводорослей, может стать альтернативой соевому белку.
Уровень мирового спроса на сою в настоящее время оценивается около 150 млн. тонн в год.
Так как. 99% выращиваемых бобов сои генетически модифицировано, а в экологическом кодексе ЕС юридически закреплено, что в продуктах питания не должно содержаться генетически модифицированных организмов (ГМО), водорослевый белок имеет большой потенциал успешного выхода на мировой рынок белка как пищевого так и кормового.
Потребность в кормовом белке для сельского хозяйства в России оценивается по разным источникам в 5млн.-8млн.тонн/год. Большая часть его закупается за рубежом.
С одного гектара, используемого для выращивания водорослей, в год получают столько же белка как с 21 гектара соевых бобов и 49 гектаров кукурузы.

Таблица 2: Сравнение урожайности


Микроводоросли обладают высокой пищевой ценностью и по содержанию белков и углеводов значительно превосходят все кормовые культуры.

Таблица 3: Пищевая ценность в сравнении: микроводоросли и соя


Получение продуктов из микроводорослей для питания человека и кормления животных имеет высокую экономическую и инвестиционную привлекательность.  
 

Тел +7 (383) 3061596
Email: microbiotex@mail.ru