Biokraftstoffe - Biofuel Organisms
die Algen Quantifizieren verwendeten Biokraftstoffe zu machen, ist eine schwierige Perspektive aus zwei Gründen. Erstens gibt es Tausende von bekannten Algenarten mit mehr jeden Tag entdeckt. Das zweite Problem hat mit Rechten an geistigem Eigentum zu tun. Eine Anzahl von Algen sind genetisch modifiziert und unter Patentschutz fallen. Also, macht dieser Artikel tun, indem er über Algen in Allgemeinheiten.
Brennstoffe
Algen können verwendet werden, Biodiesel, biobutanol, biogasoline, Methanol, Methan, Ethanol und sogar Düsentreibstoff zu erzeugen. In vielen Fällen müssen die Algen geerntet werden (getötet), das Öl extrahiert und dann das Öl einen Kraftstoff zu produzieren verfeinert. Dies ist in der Regel der Fall bei herkömmlichen Brennstoffen wie Düsentreibstoff, Biobenzin oder Biodiesel. Das Problem mit einem solchen Ansatz ist, dass wachsende Algen von Grund auf als mehr Nährstoffe benötigt, wenn sie einfach gehalten werden. Zu diesem Zweck werden mehrere Firmen und Institutionen Wege entwickelt, ernten Ethanol, Butanol und auch Biodiesel aus Algen, die den Kraftstoff in das Wasser sie in gewachsen ausscheiden.
Wachstum und Anbau
Es gibt drei grundlegende Möglichkeiten, Algen zu pflegen: offenen Teich, Closed-Loop und Photobioreaktor. Jede hat Vor- und Nachteile.
Offene Pond Growth Systeme
Offener Teich Wachstum ist das häufigste System verwendete Algen zu produzieren, die für ihren hohen Ölgehalt geerntet werden. Es ist auch die am ähnlichsten wie Algen natürlich gewachsen. Die Vorteile dieses Systems sind es wenig Kapitalinvestitionen und die Komponenten des Systems benötigen weniger Wartung erfordert. Diese Vorteile werden jedoch auch von den großen Nachteilen des offenen Wachstumssystem ausgeglichen.
Der wichtigste Nachteil des Systems ist, dass es offen Algen Kontamination durch Bakterien, Viren und Pilze verlässt. Darüber hinaus sind die pH-Wert, Temperatur und Lichtbedingungen des Systems viel schwieriger zu kontrollieren, was bedeutet, es schwieriger ist, zu jedem Zeitpunkt maximal Algenwachstum zu erhalten. Schließlich ist die einzige Algen, die auch in diesem System zu tun sind diejenigen, die in Öl hoch sind, so schränkt sie die Vielfalt der Arten, die verwendet werden können und damit die Flexibilität der Anlage.
Closed-Loop-Growth-Systeme
Closed-Loop-Systeme funktionieren ähnlich wie offene Teiche, außer dass das Wasser in die Umwelt ausgesetzt ist. Diese Systeme injizieren Nährstoffe in geschlossene einen Raum, in dem Algen wachsen, wodurch die Probleme mit Verschmutzung verbunden sind, vermieden. Closed-Loop-Systeme funktionieren sehr gut in KWK-Einstellungen in dem Abfall von Kohlendioxid aus einem industriellen Verfahren geerntet wird Energie zu erzeugen.
Die Probleme mit der Closed-Loop-Systeme sind, dass sie zu halten und haben mehr Arbeitsteile teuer sind. Darüber hinaus werden das CO2 in das System zur Verwendung durch die Algen injiziert müssen steril sein oder Kontamination auftreten wird noch. Bei Kontamination in diesen Systemen auftritt, der Clean-up-Prozess kann teuer werden. Closed-Loop-Systeme werden oft wachsen Algen mit hohen Ölgehalten eingesetzt.
Der Nachteil PBR Systemen ist, dass sie eine hohe Anfangsinvestitionen erfordern. Diese Investition zahlt sich im Laufe der Zeit durch gesteigerte Produktivität und verbesserte Kontrolle über das Wachstum, sondern kann ein Hindernis für den Zugang sein. PBR-Systeme sind auch technisch schwieriger zu bedienen als offene Teiche.
Einer der wichtigsten Vorteile von Algen ist ihre begrenzte Auswirkungen auf die Landnutzung, sowohl direkt als auch indirekt. In der direkten Landnutzungskategorie, Algen sind die effizienteste aller wichtigen Systeme bisher erforscht. Um die gleiche Menge an Biokraftstoff mit Algen zu produzieren im Vergleich zu Jatropha benötigt etwa 400-mal weniger Land. Zur Versorgung völlig 2,7 Millionen Quadratkilometer Jatropha die Luftfahrtindustrie und nur 68.000 Quadratkilometer Algen erfordern würde.
Schlechte Nachrichten von der National Research Council (NRC)
Die NRC hat erklärt, dass die Großproduktion von Biokraftstoffen aus Algen mit der vorhandenen Technologie nicht haltbar ist, und würde zu viel Wasser, Energie und Dünger benötigen. Gemäß der NRC, Algen einem Liter Benzin zu produzieren, erfordert 3,15 Liter Wasser als Minimum (Maxima Bereich bis 3650 Liter). Darüber hinaus die Nachfrage nach nur 5% des Kraftstoffs in den Vereinigten Staaten verwendet wird, würde 6-15000000 Tonnen Stickstoff benötigen und bis zu 2 Millionen Tonnen Phosphor. Das ist bis zu der doppelten Menge an Stickstoffdünger verwendet, um alle Nahrungsmittel anzubauen der US-produziert derzeit.
Die NRC hat erklärt, dass keiner seiner Anliegen ist eine endgültige Barriere, sondern dass die Forschung und Entwicklung erforderlich, um festzustellen, ob der Prozess nachhaltig gestaltet werden kann. Einige Lösungen umfassen das Recycling von gebrauchtem Wasser und Nährstoffen und viele Strategien sind derzeit in der Entwicklung mit Hilfe von Zuwendungen der öffentlichen Hand.