Las perspectivas de desarrollo del diésel de microalgas
Min Enze, académico de la Academia China de Ingeniería, reveló recientemente en un discurso en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong que algunas ciudades de China venderán "aceite verde" que contiene un 5% de biodiesel de microalgas. Sin embargo, debido a limitaciones de costos y condiciones de producción, llevará tiempo promover vigorosamente este "petróleo verde".
El académico Min Enze hizo un cálculo: si se promueven combustibles limpios que contengan un 5% de biodiesel, en base al consumo de petróleo de mi país, la demanda de biodiesel será de 6 millones de toneladas. Los beneficios económicos y ecológicos de esta tecnología son considerables. "Bajo un microscopio, las algas marinas son como una calabaza petrolera, entre 7 y 8 veces más altas que la colza y el maní, y diez veces más altas que el maíz". nueva fuente de energía internacional.
Los expertos señalan que la superficie terrestre salino-álcali de China alcanza los 65.438+5 mil millones de acres. Si las microalgas se cultivan en un 14% de suelo salino-álcali, la cantidad de diésel producido puede cubrir el 50% de la demanda de petróleo del país si la tecnología está madura.
Pan Kehou, profesor de la Universidad Ocean de China, afirmó que las microalgas son ricas en recursos y no dañan el ecosistema debido a su recolección. Pueden cultivarse en grandes cantidades y no ocupan tierras cultivadas. Además, su eficiencia en la fotosíntesis es alta, su ciclo de crecimiento es corto y su producción anual por unidad de superficie es decenas o incluso cientos de veces mayor que la del grano. Además, el contenido de lípidos de las microalgas oscila entre el 20% y el 70%, lo que está mucho más allá del alcance de las plantas terrestres. No sólo podrá producir biodiesel o etanol, sino que también se espera que se convierta en una nueva materia prima para la producción de hidrógeno.
El académico Min Enze dijo que después del uso de paja para producir gasolina con etanol, el uso de microalgas para producir biodiesel es la última tecnología de combustible "verde". Sin embargo, aunque la tecnología está madura, todavía necesita mejorarse. ser puesto en producción para el tiempo del sistema de producción de combustible de microalgas. Considera que si los vehículos comunes quieren "beber" biodiesel de microalgas, deben cruzar tres umbrales: En primer lugar, el coste. La cadena industrial del proyecto de fueloil de microalgas es muy larga, el costo de cultivar algas es muy alto y el precio del producto terminado es muchas veces mayor que el del petróleo. En segundo lugar, el proyecto de biodiesel de microalgas requiere una producción a gran escala y el precio del producto final es mucho mayor que el del petróleo. la escala de producción de cada institución de investigación es pequeña; en tercer lugar, es difícil encontrar un sitio de producción adecuado. En el cultivo de algas, la densidad de las algas sólo puede alcanzar del 1% al 2%. Si la densidad es demasiado alta, las algas no pueden absorber la luz solar. El crecimiento de microalgas requiere grandes cantidades de luz solar y humedad, lo que determina la necesidad de sitios a gran escala.
Las microalgas son una fuente de bioenergía con un enorme potencial, pero su escala y coste son los dos principales obstáculos en el desarrollo de microalgas. Por tanto, es necesario considerar la tecnología de biodiesel de microalgas como un proyecto de largo plazo y prestar atención a la selección de programas y rutas. El proyecto de producción de aceite de microalgas lanzado por la Comisión Municipal de Ciencia y Tecnología de Shanghai ha logrado resultados iniciales. Los investigadores están intensificando sus esfuerzos para desarrollar una nueva tecnología para la producción de aceite de microalgas que pueda producir diésel y reducir las emisiones de dióxido de carbono, y se están preparando para tomar la iniciativa en la aplicación de los resultados al tratamiento de los gases de escape de las centrales eléctricas alimentadas con carbón.
Miao Xiaoling, profesor asociado de la Universidad Jiao Tong de Shanghai y responsable de la investigación sobre la producción de aceite de algas, dijo que el equipo de investigación está resolviendo el problema de la selección de variedades. Hay casi 30.000 especies conocidas de algas en el mundo. Entre ellas, aquellas con alto contenido de aceite pueden no crecer rápidamente o no adaptarse a ambientes con altas concentraciones de dióxido de carbono. Los investigadores esperan encontrar las especies más adecuadas que permitan a las microalgas absorber grandes cantidades de dióxido de carbono y crear los nutrientes necesarios para el crecimiento a través de la fotosíntesis de clorofila, extraer aceite de ella y luego producir biodiesel. Este tipo de biodiésel es similar al diésel petroquímico tradicional en naturaleza y composición, y algunos indicadores, como el rendimiento de arranque del motor a baja temperatura, son incluso mejores.
Para lograr la industrialización del diésel de microalgas, el equipo de investigación planea desarrollar tecnologías continuas de recolección, deshidratación y secado y producción de aceite de microalgas adecuadas para la producción industrial, establecer una fábrica de producción de aceite de microalgas a gran escala y Cultivar producción de aceite de microalgas en grandes contenedores. Según el supuesto, la luz solar y el gas residual de dióxido de carbono industrial crearán condiciones de crecimiento adecuadas para las microalgas durante el día; durante la noche, la fotosíntesis se detiene, pero las microalgas aún pueden "alimentarse" con aguas residuales industriales, lo que les permite utilizar el azúcar de las aguas residuales. para producir nutrientes. Los residuos de microalgas después de la "extracción de petróleo" pueden utilizarse como combustible para nuevas calderas de biomasa. Tras esta ronda de ciclo verde, el diésel de microalgas puede reducir a cero las emisiones de carbono de los coches.
El profesor Luo Yonghao, director del Centro de Investigación de Energía Material de la Universidad Jiao Tong de Shanghai, cree que hay muchas grandes centrales eléctricas alimentadas con carbón en Shanghai, y el 99% del gas que emiten es dióxido de carbono. Gracias a esta tecnología, el aceite de microalgas se puede reciclar localmente.
Se entiende que las algas contienen una gran cantidad de bioaceite, y algunas especies contienen hasta un 70% de aceite. Tienen una alta eficiencia fotosintética y un crecimiento rápido, y pueden completar un ciclo de crecimiento en hasta dos semanas. Las investigaciones muestran que la producción anual de petróleo por hectárea de tierra es de sólo 1,20 litros de maíz, 440 litros de soja y de 15.000 a 80.000 litros de algas. Las algas serían una fuente muy prometedora de biodiesel. Gigantes petroleros como Shell y Chevron, así como el presidente de Microsoft, Bill Gates, comprometido con el desarrollo de nuevas fuentes de energía, han invertido mucho en la investigación y el desarrollo de aceite de microalgas en los últimos dos años. La producción de aceite de microalgas requiere apoyo de proyectos nacionales.
En vista del importante valor energético de las microalgas y la continua profundización de la investigación internacional sobre microalgas energéticas, algunos expertos sugieren que mi país debería iniciar inmediatamente la investigación sobre la tecnología de producción de etanol y petróleo de microalgas, y prestar atención a la Producción de hidrógeno de microalgas. Seguimiento dinámico y planificación a largo plazo.
China tiene fuertes capacidades de I+D en investigación básica sobre microalgas energéticas.
Muchas universidades e institutos de investigación científica han llevado a cabo una serie de investigaciones a nivel nacional y provincial sobre tecnología de clasificación, reproducción y preservación de microalgas, y tienen una gran cantidad de recursos de germoplasma de microalgas de agua dulce y de mar. Actualmente, China está a la vanguardia mundial en el cultivo de microalgas a gran escala.
Los expertos sugieren que el uso de microalgas para producir biodiesel es de gran importancia política, económica y científica, por lo que el país debería incrementar el apoyo científico y tecnológico y convertirlo en un proyecto nacional. La producción de aceite de microalgas requiere del apoyo de proyectos nacionales. El Ministerio de Ciencia y Tecnología, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, el Ministerio de Finanzas, la Oficina de Energía y otros ministerios y comisiones deberían centrarse en la producción de aceite de microalgas en proyectos de ciencia y tecnología, alentar a las empresas pertinentes a desarrollar equipos automatizados para la producción de aceite de microalgas. y promover vigorosamente la industrialización de la producción de aceite de microalgas. Desde 1976, Estados Unidos ha iniciado investigaciones sobre la energía de las microalgas, superando el problema de producir microalgas ricas en grasas a partir de gases residuales generados por combustibles fósiles. Aunque este programa se suspendió debido a la simplificación de la financiación y al costo prohibitivo de la producción de petróleo a partir de algas, los científicos estadounidenses han desarrollado un cíclope diseñado rico en petróleo. El contenido de aceite de esta alga puede alcanzar más del 60% en condiciones de laboratorio (de 3 a 12 veces mayor que el de las microalgas en condiciones naturales), y el rendimiento al aire libre también puede aumentarse a más del 40%, proporcionando una base sólida para investigaciones posteriores.
En 2006, dos empresas en los Estados Unidos establecieron un sistema comercial que se puede conectar a los gases de combustión de una central eléctrica de 1040 MW. Utilizaron con éxito el dióxido de carbono del gas de combustión para conducir a gran escala. cultivo fotosintético de microalgas y transformó las microalgas en organismos biológicos crudos". En 2007, Estados Unidos anunció el Proyecto Micro-Manhattan, apoyado por la Administración Nacional de Energía, que planeaba realizar la industrialización de la producción de biodiesel a partir de microalgas en 2010, y aceleró la investigación y el desarrollo de diversas tecnologías.
En 2007, una empresa israelí demostró una tecnología que utiliza algas para absorber dióxido de carbono y convertir la energía solar en biomasa. Cada 5 kilogramos de algas pueden producir 1 litro de combustible.
Además, en la producción de etanol a partir de microalgas, Estados Unidos ha desarrollado una patente para utilizar microalgas en sustitución de la fermentación del azúcar para producir etanol; dos empresas japonesas han desarrollado conjuntamente un nuevo método que utiliza microalgas para convertirlo; dióxido de carbono en tecnología de combustible de etanol, se planea desarrollar equipos relacionados y ponerlos en producción industrial en 2010.