Od svih mogućnosti čiste energije u razvoju, biogorivo na bazi algi najviše podsjeća na sastav sirove nafte koja se crpi iz morskog dna. Uostalom, mnogo onoga što znamo kao nafta, nastalo je iz tih samih mikroorganizama, prirodnom pretvorbom olakšanom toplinom koja se odigrala tijekom milijuna godina.
Sada su istraživači Nacionalnog laboratorija za pacifički sjeverozapad američkog Ministarstva energetike u Richlandu, Washington, otkrili način da se ne samo repliciraju, već i ubrzaju ovaj postupak kuhanja do točke u kojoj se mala mješavina algi i vode može pretvoriti u vrsta sirove nafte u manje od sat vremena. Osim što se lako može prerađivati u izgarajuće plinove poput mlaznog goriva, benzina ili dizela, vlasnička tehnologija također stvara, kao nusprodukt, kemijske elemente i minerale koji se mogu koristiti za proizvodnju električne energije, prirodnog plina, pa čak i gnojiva kako bi se možda povećao još više algi. To bi također moglo pomoći pokretanju algi kao održivoj alternativi; analiza je pokazala da primjena ove tehnike u širem opsegu može omogućiti kompanijama komercijalnu prodaju biogoriva za samo dva dolara po galonu.
"Kad se sve svodi na to, Amerikanci nisu poput Europljana koji se više brinu o smanjenju svog ugljičnog otiska", kaže glavni istražitelj Douglas C. Elliott, koji je alternativna goriva istraživao 40 godina. "Pokretačka snaga za prihvaćanje bilo koje vrste goriva je u konačnici bez obzira na to je li jeftina kao i benzin koji sada koristimo."
Znanstvenice su dugo zaintrigirane popisom praonica svojstvenih prednosti koje alge imaju u odnosu na druge izvore energije. Američko ministarstvo energetike, na primjer, procjenjuje da bi se povećavanjem proizvodnje goriva za alge radi zadovoljenja svakodnevne potrošnje nafte u zemlji trebalo oko 15.000 četvornih kilometara zemlje, otprilike veličine male države poput Marylanda. Za usporedbu, zamjena samo opskrbe dizelom proizvedenim bio-dizelom iz soje zahtijevala bi izdvajanje polovice zemlje u zemlji.
Pored potencijala za puno veće prinose, gorivo iz algi još je čišće od nafte jer morske biljke proždiru ugljični dioksid iz atmosfere. Poljoprivredno, alge cvjetaju u širokom rasponu staništa, od teritorija oceana do okoliša otpadnih voda. Nije opasno poput nuklearnog goriva i biorazgradivo je, za razliku od solarnih panela i ostalih mehaničkih zahvata. Također se ne natječe s zalihama hrane, a opet, dovoljno je sličan benzinu da ga je moguće rafinirati na isti način koristeći postojeće pogone.
"Etanol iz kukuruza treba pomiješati s plinom i modificiranim biljnim uljem za upotrebu s dizelskim gorivom, " kaže Elliott. "Ali ono što ovdje radimo na pretvaranju algi više je izravnog puta koji ne treba posebno rukovanje ili miješanje. "
Ili, kako kaže istraživač algi Juergen Polle s koledža u Brooklynu: "Ne možemo letjeti avionima etanolom. Treba nam nafta", kaže on za CBS News .
No, iako se infrastruktura za proizvodnju etanola na bazi kukuruza proširila do te mjere da se većina automobila na cesti vozi na benzinske mješavine koje se sastoje od 10-postotnog biogoriva, neprekidni razvoj goriva iz algi sve je više napredovao od početnih iskustava interesa za 1980-ih. Stručnjaci u industriji pripisuju to uznemirujući nedostatak izvedive metode za proizvodnju goriva iz algi čija je potrošnja čak 10 dolara po galonu, navodi se u izvješću New York Timesa . Međutim, obećanje o nafti iz algi bilo je dovoljno mukotrpno da je ExxonMobil 2009. godine angažirao ekspertizu svjetski poznatog bioinžinjera Craig Venter-a Synthetic Genomics laboratorij za proizvodnju genetskog soja lipidnih algi bogate kao sredstvo za nadoknađivanje troškova uzgoja i preradu tvari u komercijalno atraktivan resurs. Ipak, unatoč ulaganju 600 milijuna dolara u znatno ambiciozni poduhvat, projekt je bio prepunjen "tehničkim ograničenjima", što je prisililo kompaniju da prizna početkom ove godine da je gorivo algi "vjerovatno dalje" od 25 godina od postajanja mainstreamom.
Hidrotermalni sustav ukapljivanja koji je razvio Elliottov tim nije ništa novo. U stvari, znanstvenici su se pozabavili tehnologijom usred energetske krize tijekom 1970-ih kao načina za uplinjavanje različitih oblika biomase poput drva, na kraju napuštajući to desetljeće kasnije kako se cijena benzina vratila na razumnije razine. Verzija PNNL-a izgrađena je, međutim, "relativno novija" i dizajnirana je jednostavno da pokaže kako zamjena troškovno intenzivnih praksi poput sušenja algi prije miješanja u kemikalijama s pojednostavljenim pristupom čini cijeli proces mnogo isplativijim u svim fazama. Elliott objašnjava, na primjer, da se najveći dio troškova troši na podizanje algi, koje se uzgajaju u tzv. Otvorenom ribnjačkom sustavu, sličnom prirodnom okruženju, ili u dobro kontroliranim uvjetima u sustavima zatvorenog kruga. Sustav na otvorenom ribnjaku nije previše skup za pokretanje, ali ima tendenciju da daje više kontaminiranih i neupotrebljivih kultura, dok su umjetna okruženja, gdje se alge uzgajaju u čistim zatvorenim spremnicima i hranjena šećerom, skupa za održavanje.
"Ljudi imaju lagano netočnu ideju da alge možete uzgajati bilo gdje samo zato što će ih naći na mjestima poput svog bazena, ali masovna berba algi klase goriva zapravo je vrlo zahtjevna", kaže Elliott. „Ljepota našeg sustava je što možete u njega unijeti gotovo sve vrste algi, čak i miješane sojeve. Možete rasti koliko god možete, bilo koje vrste, čak i niže vrste lipida i mi to možemo pretvoriti u sirovu. "
Forbesov energetski izvjestitelj Christopher Helman ima dobar opis kako funkcionira ta konkretna tehnika hidrotermalnog ukapljivanja:
"Počinjete s izvorom algi pomiješanih s vodom. Idealno rješenje je 20 masenih algi po težini. Zatim je šaljete kontinuirano niz dugu cijev koja drži alge na 660 stupnjeva Fahrenheita i 3000 psi 30 minuta uz miješanje. Vrijeme u ovoj štednjaci razgrađuje alge (ili drugu sirovinu) i pretvara je u ulje.S obzirom na 100 kilograma sirovina za alge, sustav će dati 53 kilograma 'bio-ulja' prema studijama PNNL-a. Ulje je kemijski vrlo slično laganom, slatkom sirovom složenom smjesu lakih i teških spojeva, aromatika, fenolnih kiselina, heterociklila i alkana u rasponu C15 do C22. "
Raditi ono što je u biti ekstremni tlačni štednjak pri tako konstantnim visokim temperaturama i stresu zahtijeva priličnu količinu energije, mada Elliott ističe da su izgradili svoj sustav sa značajkama obnavljanja topline kako bi maksimalno iskoristili toplinu vraćajući ga natrag u postupak, što bi ukupno trebalo rezultirati značajnim neto dobitkom. Kao bonus, uslijedila kemijska reakcija ostavlja iza sebe litanijuma spojeva, poput vodika, kisika i ugljičnog dioksida, koji se mogu koristiti za stvaranje prirodnog plina, dok preostali minerali poput dušika, fosfora i kalija djeluju dobro kao gnojivo.
"To je način oponašanja onoga što se prirodno događa u nedoglednom razdoblju", dodaje. "Mi to radimo mnogo, puno brže."
Elliottov tim licencirao je tehnologiju startup Genifuel Corporation sa sjedištem u Utahu, koja se nada da će nadograditi na istraživanju i na kraju ga implementirati u širem komercijaliziranom okviru. On sugerira da bi tehnologija trebala biti smanjena kako bi se pretvorilo otprilike 608 tona suhih algi u sirovu količinu dnevno kako bi bila financijski održiva.
"Veliki je izazov stvoriti biogorivo koje će biti konkurentno troškovima sa etabliranim gorivima na bazi nafte, " rekao je u izjavi predsjednik Genifuela James Oyler. "Ovo je ogroman korak u pravom smjeru."
