Как превратить воду и свет в моторное топливо?

В семьях иногда (или часто) случается, что «невидимые» недостатки одного супруга видны другому как на ладони, вот только как с ними бороться — неясно. Так и в человеческом обществе. Пока одни качают нефть, делают бензин и солярку, чтобы другие гоняли по автострадам и гудели клаксонами в городских пробках, третьи думают, как «невинное хобби» первых и вторых сделать приемлемым, не наносящим вред остальным членам семьи и зеленой траве на лужайке перед общим домом.

Совсем недавно казалось, что проблему можно решить, используя «биодизель». Опыт некоторых стран показал, что моторное топливо, сырьем которому служат растения, уменьшает выбросы вредных веществ, а производить его можно до тех пор, пока в небе сияет солнце. Причем сырье не просто растет на полях, а, как и все растения, производит сжигаемый лучшим другом — автомобилем кислород. Красота!

Но экологи снова бьют тревогу. Мы, люди, традиционно «задним умом крепки», и то, что домыслить не в силах, проверяем опытом. Вот опыт и показал, что растить рапс и кукурузу для переработки в моторное топливо неэффективно, и даже вредно для всего человечества. Аппетиты табунов лучших друзей растут постоянно, вслед за ними растут площади для выращивания биосырья. Как следствие сокращаются площади лесов — дышать становится труднее, и площади сельхозугодий — кушать самим людям становиться нечего, ради того чтобы сытым был друг.

Ученые уселись за компьютеры, взялись за калькуляторы и принялись считать. Высчитанные цифры поразили всех, несмотря на то, что для расчетов понадобились только основные арифметические действия, производить каковые можно было, если и не «в уме», то китайским карандашиком на полях вчерашней газеты наверняка.

Каждый гектар посевов кукурузы в конечном итоге выдает «на гора» около 170 литров биотоплива в год. Немало, если в общем и целом, но не в частности. Считается, что аппетит отдельно взятого лучшего друга последние годы постоянно ухудшается. Но основной инстинкт не дает снижаться численности друзей, которая растет несмотря ни на какие кризисы. Если даже учесть, что производительность труда американских фермеров тоже растет, то и тогда получается, что к середине нынешнего века вся площадь США, пущенная под кукурузу, не сможет обеспечить потребности в моторном топливе американского автотранспорта.

Надо отдать должное, умных людей в Американских соединенных штатах хватает, а если возникает дефицит — на помощь тут же приходят русские и индийцы. Министерство энергетики США проблему разглядело еще в середине семидесятых прошлого (уже) ХХ века.

В 1978 году стартовал исследовательский проект по производству биотоплива из водорослей. Не дожив до наступления нового века четырех лет, проект благополучно умер. Но не без пользы, а переработав бюджетные деньги в толстый отчет, утверждавший, что водоросли работать, конечно, могут, но плохо и неэффективно, а потому использовать их в благих целях обеспечения продовольственной безопасности лучшего друга человека нельзя никак. Почти как в советско-российском анекдоте про прапорщика и крокодила, летающего «низэнько-низэнько».

Правительственные ученые экспериментировали на открытых водоемах в Калифорнии, Нью-Мексико и на Гавайях. Они пришли к выводу, что добывать и перерабатывать нефть дешевле, чем разрабатывать технологию и растить водоросли на громадных водных площадях.

На первый взгляд это действительно так. Солнечный свет, в количествах, требуемых водорослям для успешного роста, проникает в воду на глубину всего лишь нескольких сантиметров, что не оставляет другого пути наращивания объемов производства, кроме как бесконечное наращивание «посевных площадей». Ну, почти целина на Гавайях.

Правительственные эксперты согласились с выводами, исследования прекратили, и перенацелили усилия на изучение возможности переработки в этанол стеблей зерновых культур, остающихся невостребованными после уборки урожая. Тоже, кстати, перспективное направление.

Возможно, предприниматель и ученый Глен Керц не до конца дочитал толстый отчет. Он обратил внимание только на то, что некоторые виды водорослей производят растительного масла куда больше, чем кукуруза или соя, в пересчете на единицу живой биомассы. А чтобы обеспечить водоросли светом, Керц придумал выращивать их не в прудах и морских заливах, а в специальном вертикальном биореакторе оригинальной конструкции.

Внешне реактор сильно смахивает на полиэтиленовый пакет. Точнее на подвешенную вертикально бесконечную ленту тонких пакетов, внутри которых циркулирует какая-то жидкость. В этой жидкости живут водоросли, половина массы которых — растительное масло.

Установка называется VertiGro. Компания Керца Valcent Products уже два года тестирует возможность серийного выпуска установок и их промышленной эксплуатации. «Между делом» Глен Керц запатентовал пару десятков изобретений, реализованных в новой технологии.

Вертикальное расположение миниводоемов позволило обеспечить водоросли необходимым количеством света. Подбор «посадочного материала» обусловил высокую эффективность производства. Кстати, не исключено, что водоросли, используемые в установке сегодня — не самые эффективные. Ученым известно их около 65000 видов, но еще большее количество пока не классифицировано.

По словам Керца единица площади занятая VertiGro способна обеспечить производство биотоплива в несколько тысяч раз больше, чем традиционные сельхозугодья. Пока еще «работа водорослей» обходится дороже, чем выращивание кукурузы. Проблема в технологии извлечения из них растительного масла, для чего используется углекислый газ под высоким давлением. Но Глен Керц и Valcent Products не прекращают исследования. Результаты не за горами.