У Тихоокеанській національній північно-західній лабораторії Міністерства енергетики США створений безперервний і вельми швидкий процес перетворення водоростей в нафту в хімічному реакторі: те, що в природі займає мільйони років, в лабораторії закінчується за десятки хвилин.
Нафта, вода, збагачена азотом і фосфором, і вода з розчиненим пальним газом – от і все, що виходить з реактора з переробки водоростей. По суті, це одноступінчасте отримання нафти з біомаси, і якщо ось так вдасться робити паливо по долару за літр, світову ОПЕК чекають потрясіння.
«Ціна – серйозна перешкода на шляху отримання рідкого палива з водоростей , – говорить Дуглас Елліот ( Douglas Elliott ), що очолює проект. – Ми вважаємо, що наша технологія зробить таке паливо куди більш економічним».
Те ж саме в цифрах: світ споживає 4800000000000 л рідкого палива на рік, а нинішні жалюгідні десятки мільярдів літрів біопалива виходять з вищих рослин, які вирощують на десятках мільйонів гектарів. Причому один гектар в середньому дає не менше кубометра біопалива – тобто буквально стільки ж, скільки нафта вартістю близько тисячі доларів. Не треба бути генієм, щоб помітити: харчові сільгоспкультури вирощувати економічно раціональніше , та й недоїдання в третьому світі, де значна частина цього біопалива виробляється, все ж таки буде трохи менше.
Є варіант: замінити вищі рослини мікроводоростями, які можна швидко вирощувати на прісних стічних водах великих міст (і тоді не треба вносити добрива і поглядати в небо, побоюючись негоди) або на морській воді, і тоді виробництво можна винести в жаркі пустелі, де з сонячним світлом повний порядок. Але який би шлях ви не вибрали, отримати вдається тільки вихідну сировину для палива – до стану біодизеля водорості треба доводити за допомогою переетерифікації. Так, ви правильно думаєте: перед цим водорості треба витягти з їхнього природного водного середовища і довго сушити, що не здешевлює кінцевий продукт.
Однак дизелем людські потреби не вичерпуються: ми жити не можемо без гасу і бензину, які майже що п’ємо. Але пристойних технологій їх отримання з водоростей поки немає, та й переетерифікація на дизпаливо вимагає метанолу, а його роблять з природного газу. Нарешті, в країнах на зразок нашої, біодизель взимку просто замерзне, тобто в нього доведеться щось додавати – скажімо, відому дещицю звичайного дизеля.
Словом, виходить «довго, дорого, неоднозначно». Що ж робити ?
Група пана Еліота вважає, що знайшла рішення . В її хімреакторі водорості відправляються не на дизельну стежку, а за старим природним шляхом – з біомаси в нафту. Тільки шлях цей займає набагато менше часу: в реактор впорскують гарячу воду під тиском 20,7 МПа і температурі 350 ° С. Все це різко прискорює процес, тому менш ніж за годину водорості з нього виходять у вигляді нафти, і в невеликій мірі – біогазу, з якого можна отримувати метан (або ж попросту спалювати, маючи тепло для підігріву самої установки).
Причому, що важливо, маленьких зелених нафтовиків не доводиться попередньо сушити: у вихідній сировині може бути 80-90 % води відносно маси!
Процес з трудомісткого, майже нереальної справи (вирощування – сушка – заготівля – внесення добавок) перетворюється на конвеєр: вирощування – пряме зливання водоростей в реактор – нафта на виході. Підсумковий продукт – вельми легка нафта без домішок, яка легко і просто переробляється на існуючих НПЗ без перебудови технологічного циклу, без внесення добавок та інших рухів тіла. Та й двигуни машин під нього адаптувати не треба. Знову ж за рахунок великої пропускної здатності реактора в одиницю часу вартість «переробки» водоростей в нафту самі розробники техпроцесу оцінюють як «радикально нижчу» , ніж в біодизельному варіанті.
«Відсутність потреби в сушінні водоростей – великий плюс, це сильно знижує витрати, – упевнений Дуглас Елліот . – Звідси і сторонні бонуси: після вилучення сировини з води, останню і поживні речовини можна відправити назад в ємності з водоростями, додатково знижуючи вартість»
Поки автори технології працюють лише з невеликим експериментальним реактором ємністю в 1,5 л водорослевой суспензії, але, за їх словами, його можна легко масштабувати, і при цьому завдяки великому обсягу у нього будуть набагато менші теплові втрати через стінки, що дасть значну економію при масштабі. Впровадження розробки вже почалося: приватна компанія Genifuel Corp. ліцензує зараз технологію для отримання нафти з водоростей.
Звіт про дослідження опублікований в журналі Algal Research.