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:

  1. Тестирование в маргинальной воде: использование сточных вод, воды с высокой соленостью или воды после гидроразрыва пласта (fracking).
  2. Оптимизация питания: подбор состава удобрений (азот, фосфор, калий, углерод) с использованием более дешевых альтернатив и учет местной химии воды.
  3. Смена приоритета: фокус сместился с производства липидов на непрерывное культивирование биомассы ("как можно дольше и быстрее").
  4. Изучение морских видов: они устойчивы к загрязнению пресноводными "дикими" водорослями. В Пекосе соленость воды искусственно повышают до уровня морской (~28 000 ppm).
  5. 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».