Исследователи из Техаса совершенствуют технологии выращивания водорослей для биотоплива и биопродуктов
Исследователи из Texas A&M AgriLife Research с 2007 года успешно работают над проектами по выращиванию водорослей на станции в засушливом регионе Пекос (Техас). Недавно они вошли в консорциум, получивший грант в $8 млн от Министерства энергетики США (Department of Energy) на проект Regional Algal Feedprint Testbed (RAFT). Партнерами выступают Университет Аризоны (лидер), Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория (Pacific Northwest National Laboratory) и Университет штата Нью-Мексико.
Цели проекта RAFT:
- Оптимизация систем выращивания для увеличения выхода биомассы и липидов.
- Разработка систем рециркуляции воды.
- Тестирование новых, более эффективных видов водорослей.
Достижения станции в Пекосе к настоящему моменту:
- Отобрано 38 видов водорослей с высоким потенциалом производства биомассы или масла.
- Разработаны и протестированы усовершенствованные системы производства.
- Отработаны техники отделения липидов для производства топлива.
- Улучшены методы масштабирования производства.
- Оценено использование побочных продуктов водорослей в качестве корма для скота.
В рамках нового проекта команда под руководством Лу Брауна сосредоточится на углубленном изучении 3-5 наиболее перспективных видов из ранее отобранных 38.
Перспективные виды:
- Водоросль из рода Chlorella, показавшая высокие результаты.
- Штамм Kirchneriella, изолированный в Пекосе, который хорошо растет зимой и может быть частью севооборота, подобного традиционному сельскому хозяйству.
Направления исследований:
- Тестирование в маргинальной воде: использование сточных вод, воды с высокой соленостью или воды после гидроразрыва пласта (fracking).
- Оптимизация питания: подбор состава удобрений (азот, фосфор, калий, углерод) с использованием более дешевых альтернатив и учет местной химии воды.
- Смена приоритета: фокус сместился с производства липидов на непрерывное культивирование биомассы ("как можно дольше и быстрее").
- Изучение морских видов: они устойчивы к загрязнению пресноводными "дикими" водорослями. В Пекосе соленость воды искусственно повышают до уровня морской (~28 000 ppm).
- Рециркуляция воды: цель — повторное использование до 90% воды, кроме объема, теряемого на испарение.
Инфраструктура станции в Пекосе:
- Открытые площадки с каналами (raceways) объемом от 50 до 6 000 галлонов.
- Две внутренние лаборатории для выращивания посевного материала и анализа образцов.
- Амбар для сбора урожая для пилотных исследований.
Перспективы коммерческого производства:
По мнению исследователей, будущее коммерческого выращивания водорослей в регионе Пекос зависит от нескольких факторов:
- Доступность воды: крупномасштабное производство потребует значительных объемов, несмотря на рециркуляцию. Необходимо изучить запасы и скорость пополнения грунтовых вод.
- Конкуренция за ресурсы: преимущество Пекоса — в использовании воды, не конкурирующей с муниципальными нуждами или традиционным сельским хозяйством, а также в дешевой земле, обилии солнца и CO2.
- Локация: при использовании морских видов более предпочтительным может оказаться побережье, где не требуется опреснения или подъема воды.
Д-р Джарой Мур отмечает: «Мы продолжаем стабильно прогрессировать... Когда-нибудь это сработает, и водоросли станут жизнеспособной культурой для производителя. Но сейчас я не знаю, когда».
