Оценка производственной цепочки биомасс из насыщенных жирами микроводорослей для получения авиационного биотоплива

В настоящее время прилагаются значительные усилия для создания авиационного биотоплива из микроводорослей, абсолютно взаимозаменяемого с традиционным видами авиационных топлив. Эти действия осуществляются, чтобы не использовать для этих целей продукты питания. Синтетическое биотопливо из биомассы с высоким содержание жировых компонентов изготавливается по следующей технологической цепочке: выращивание культур, сбор урожая, извлечение сырьевой базы, переработка её в топливо. Это исследование посвящено технологическому циклу производства топлива, полученного культивированием водорослей Auxenochlorella protothecoides в пресной воде и сосредоточено на культивировании культуры в открытых водоёмах, а также на последовательности действий в ходе сбора сырья, таких как: предварительное обогащение, электропорация и обезвоживание. Топливно-энергетический баланс и воздействие на окружающую среду анализируется при помощи программного пакета GaBi и базы данных. Главная цель работы заключается в выявлении факторов и процессов, оказывающих наибольшее влияние как на экологическую составляющую, так и на энергетический баланс. Так для производства одного килограмма обезвоженной биомассы из водорослей с высоким содержанием жировых компонентов (кг сухого вещества) требуется затратить 118,56 МДж энергии. Потребление энергии распределяется следующим образом: 71,7% расходуется в процессе роста микроорганизмов к колбах Эрленмейера и в барботирующих ферментёрах, 15,5% используется для выращивания в каналах водоёма и 12,8% потребляется для предварительного обогащения, электропорации и обезвоживания. Преобразуя величины в соотношение суммарной энергии (NER), получили значение 0,266, а в CO2 эквиваленте получили 6,45 кг CO2 на кг сухого вещества. Полученные значения хуже аналогичных зависимостей для керосина (NER = 0,867; 0,384 кг CO2 на кг керосина). Производство может быть оптимизировано благодаря использованию требуемой энергии из возобновляемых источников, таких, например, как гидроэлектростанции (NER = 0,545; 1,27 кг CO2 на кг сухого вещества). В этом случае суммарная величина энергии на входе должна быть скорректирована при использовании возобновляемых источников, приводящих NER к 3,04. Тем не менее, оценка CO2 эквивалента на килограмм сухого вещества остаётся по-прежнему неблагоприятно высокой в сравнении с керосином. Основной причиной столь существенного различия является использование чистой лабораторной воды и удобрений.