211service.com
Algebaseret brændstof er klar til at blomstre
Relativt høje oliepriser, teknologiske fremskridt og Bush-administrationens øgede vægt på vedvarende brændstoffer tiltrækker ny interesse for en potentielt rig kilde til biobrændstoffer: alger. En række startups demonstrerer nu ny teknologi og lancerer store forskningsindsatser, der sigter mod at erstatte hundreder af millioner af gallons fossile brændstoffer inden 2010 og meget mere i fremtiden.
Mikroalger dyrket i sydvestlige ørkener som dem, der er afbildet her, kan vise sig at være en stor kilde til vedvarende brændstof.
Alger laver olie naturligt. Råalger kan behandles til at lave bioråolie, den vedvarende ækvivalent til olie, og raffineres til at lave benzin, diesel, jetbrændstof og kemiske råvarer til plast og medicin. Faktisk kan det behandles på eksisterende olieraffinaderier for at lave næsten alt, der kan fremstilles af råolie. Dette er den tilgang, der tages af startups Solix Biofuels, baseret i Fort Collins, CO, og LiveFuels, baseret i Menlo Park, Californien.
Alternativt kan algestammer, der producerer flere kulhydrater og mindre olie, forarbejdes og fermenteres for at lave ethanol, med resterende proteiner brugt til dyrefoder. Dette er en af de potentielle anvendelser af alger produceret af startup GreenFuel Technologies Corporation, baseret i Cambridge, MA.
Det teoretiske potentiale er klart. Alger kan dyrkes i åbne damme eller forsegles i klare rør, og de kan producere langt mere olie pr. hektar end sojabønner, en kilde til olie til biodiesel. Alger kan også rense affald ved at behandle kvælstof fra spildevand og kuldioxid fra kraftværker. Desuden kan det dyrkes på marginale arealer, der er ubrugelige til almindelige afgrøder, og det kan bruge vand fra saltlagre, der ikke er nyttigt til drikke eller landbrug. Alger har potentialet til at producere en enorm mængde olie, siger Kathe Andrews-Cramer, den tekniske ledende forsker for biobrændstoffer og bioenergiprogrammer ved Sandia National Laboratories, i Albuquerque, NM. Vi kunne helt sikkert erstatte alt vores dieselbrændstof med algeafledte olier og muligvis erstatte meget mere end det.
For at være sikker er brugen af alger til flydende brændstoffer tidligere blevet undersøgt grundigt, herunder gennem et program på National Renewable Energy Laboratory (NREL), der kørte i næsten et årti. På det tidspunkt var resultaterne ikke opmuntrende. NREL-programmet blev afsluttet i 1996, hovedsagelig fordi priserne på råolie på det tidspunkt var alt for lave til, at alger kunne konkurrere.
Men Eric Jarvis, en NREL-forsker, siger, at nok er ændret til, at NREL-forskere forventer at genstarte programmet inden for de næste seks måneder til et år. Da programmet blev aflyst i 1996, var oliepriserne relativt lave. Dagens højere oliepriser vil gøre det lettere for alger at konkurrere. Alligevel advarer Jarvis om, at du skal være forsigtig, fordi der er en masse hype derude lige nu.
Bioteknologiske fremskridt i det seneste årti kunne hjælpe. Nye genomiske og proteomiske teknologier gør det meget lettere at forstå de mekanismer, der er involveret i alge-olieproduktion. En af de udfordringer, forskerne har stået over for, er, at mens nogle typer alger kan producere store mængder olie - så meget som 60 procent af deres vægt - gør de kun dette, når de er sultne efter næringsstoffer. Men når de sulter efter næringsstoffer, mister de en anden af deres attraktive egenskaber: deres evne til hurtigt at vokse og formere sig. Forskere håber at forstå de molekylære skift, der forårsager øget olieproduktion, med det ekstra håb om at udløse det uden at sulte algerne. Dette kan dramatisk øge olieproduktionen og presse priserne ned.
En bedre forståelse af biologi kan hjælpe forskere med at løse et andet problem. Den billigste måde at dyrke alger på er i åbne damme. Men åbne damme fulde af næringsstoffer inviterer andre arter til at tage over, konkurrere med algerne og skære ned på produktionen. LiveFuels, som finansierer og koordinerer forskning i sit eget laboratorium og hos både Sandia og NREL, håber at skabe algeøkosystemer, der modstår sådanne angribere ved at sikre, at alle næringsstofferne omdannes til former, som algerne nemt kan bruge, siger David Kingsbury , formand for virksomhedens videnskabelige rådgivende udvalg.
Nylige test af et algebaseret system udviklet af GreenFuel, som i modsætning til LiveFuels udvikler lukkede bioreaktorer, viste, at det kunne opfange omkring 80 procent af den kuldioxid, der udsendes fra et kraftværk i løbet af dagen, når sollys er tilgængeligt. Selvom denne kuldioxid senere vil blive frigivet, når brændstoffet forbrændes i køretøjer, ville kuldioxiden alligevel være kommet ind i atmosfæren. Genbrug af det i vedvarende flydende brændstoffer gør det muligt at forhindre frigivelse af kuldioxid fra fossile brændstoffer og derved reducere de samlede emissioner.
Den voksende interesse for at regulere kuldioxidemissioner kan også være en velsignelse for algebrændstoffer. Hvis der er en kulstofafgift eller en anden måde at tjene penge på ved at opfange kuldioxid, kan det helt sikkert påvirke økonomien, siger Jarvis. Men GreenFuels John Lewnard, vicepræsident for procesudvikling, siger, at virksomheden tror, at den kan nå konkurrencedygtige priser uden kulstofafgifter.
Men indtil videre vil en sænkning af omkostningerne betyde, at man overvinder mange tekniske forhindringer. Det er klart, at [fremstilling af brændstof fra alger] kan lade sig gøre, siger Lissa Morgenthaler Jones, LiveFuels' CEO. Spørgsmålet er bare, om vi kan gøre det billigt. Og den eneste måde, vi kommer til at finde ud af, er, hvis vi gør det – hvis vi rent faktisk går ud, slår det igennem, bruger nogle millioner på det og får det til at ske.
Der er masser af føderal interesse i disse dage. I sin State of the Union-tale satte præsident Bush et ambitiøst mål om at erstatte 20 procent af benzinforbruget i USA inden 2017, hovedsageligt ved at producere 35 milliarder gallons vedvarende brændstoffer. At nå disse mål vil være en udfordring. Lige nu kommer biobrændstoffer fra fødevareafgrøder som sojabønner og majs; allerede efterspørgslen efter majs til at producere ethanol driver priserne på basisfødevarer op og giver næring til protester i Mexico. Et alternativ til fødevarekilder er cellulosematerialer såsom træflis, græs og majsstængler, som er mere rigelige end majskorn. Men disse kræver specielle forarbejdningsmetoder, og selvom nogle af disse teknikker er blevet demonstreret på små anlæg, mangler de endnu at blive bevist kommercielt.