Warzenie biopaliw z odpadów drzewnych z pomocą bogatych w oleje alg
UE wyznaczyła ambitne cele w zakresie zmniejszenia zużycia paliw kopalnych, a państwa członkowskie zobowiązały się do zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii w transporcie do co najmniej 14% w perspektywie roku 2030. Oznacza to minimalny udział zaawansowanych biopaliw na poziomie 3,5%. Zaawansowane biopaliwa to paliwa ciekłe zazwyczaj otrzymywane z surowców nieżywnościowych. Pozwalają one na znaczną redukcję emisji gazów cieplarnianych w całym cyklu życia. Badanie nowych surowców jest obszarem intensywnych prac i obejmuje analizę komercyjną i techniczną opłacalności stosowania mikroalg.
Zadbać o zrównoważony rozwój biopaliw
Założeniem projektu FLEXI-GREEN FUELS było stworzenie wysoce elastycznego zintegrowanego procesu produkcji biopaliw, pozwalającego na przetwarzanie różnych rodzajów odpadowej biomasy. Umożliwiłoby to udostępnienie szeregu rynkowych produktów biopaliwowych typu „drop-in” na potrzeby żeglugi i lotnictwa, a także strumieni bocznych o wartości dodanej. „Głównym problemem związanym z biopaliwami płynnymi jest ich zrównoważony rozwój”, zauważa członek projektu FLEXI-GREEN FUELS Alok Kumar Patel z Uniwersytetu Technologicznego Luleå w Szwecji. „Musimy być w stanie określić rzeczywisty potencjał redukcji emisji gazów cieplarnianych przez surowiec, zidentyfikować wszelkie problemy związane ze zmianą użytkowania gruntów i ocenić dostępność biomasy”. Jedną z głównych barier utrudniających wdrożenie takich biopaliw jest konkurencyjność pod względem kosztów z obecnymi paliwami kopalnymi. „Zrównoważony środowiskowo i ekonomicznie proces produkcji biopaliw ciekłych jest uzależniony głównie od wykorzystywanego w tym procesie surowca”, dodaje Patel.
Zrównoważone surowce
Koordynowany przez Uniwersytet Nauk Stosowanych w Bremerhaven w Niemczech projekt miał na celu zidentyfikowanie surowców o niskim wpływie na środowisko, które nie konkurują z produkcją żywności. W związku z tym wybrano niejadalne odpady drzewne z przemysłu leśnego jako surowiec do uprawy mikroorganizmów oleistych – mikroalg, które gromadzą oleje i tłuszcze (lipidy) w ramach swojego naturalnego cyklu życiowego. Lipidy te mogą być następnie zbierane i oczyszczane do postaci zrównoważonego biopaliwa. Odpady drzewne ze świerku pospolitego i brzozy brodawkowatej są separowane na celulozę, hemicelulozę i ligninę. Frakcja celulozy jest następnie poddawana działaniu enzymów w celu redukcji do cukru prostego. Glukoza ta jest następnie podawana Auxenochlorella protothecoides, mikroalgom, które są w stanie czerpać energię z cukru. Zespół zoptymalizował warunki w prototypie bioreaktora, aby zmaksymalizować produkcję lipidów. „Główną zaletą tej metody jest to, że jest ona opłacalna i stosunkowo łatwa w obsłudze, jak i w codziennym utrzymaniu”, mówi Patel. „Uprawa może być prowadzona bez oświetlenia, dzięki czemu nie wymaga fotobioreaktora”. Lipidy wyprodukowane w procesie fermentacji alg są następnie przetwarzane w zaawansowanych procesach hydrorafinacji na paliwo zoptymalizowane pod kątem paliw lotniczych lub okrętowych. Patel zwraca uwagę, że jest to pierwszy przypadek produkcji biopaliw przy użyciu mikroalg żywionych odpadami drzewnymi: „Mikroalgi są najlepszym źródłem w zakresie produkcji lipidów wewnątrzkomórkowych, które można przekształcić w biopaliwo”.
Dochodowe strumienie boczne
Fermentowane algi okazują się także zawierać dużą liczbę związków nutraceutycznych, takich jak skwalen i długołańcuchowe wielonienasycone kwasy tłuszczowe omega-3, co stanowi dodatkowy strumień przychodów dla każdego podmiotu wykorzystującego ten proces do wytwarzania biopaliwa. Metody opracowane w projekcie FLEXI-GREEN FUELS przyczyniają się walnie do stworzenia biopaliw, które nie konkurują z uprawami żywnościowymi ani innymi rodzajami użytkowania gruntów. Dzięki wykorzystaniu bioodpadów i tworzeniu wartości w procesie proces ten może być dobrodziejstwem dla leśnictwa, rolnictwa i przemysłu odpadów komunalnych.
Słowa kluczowe
FLEXI-GREEN FUELS, algi, odnawialne, biopaliwa, zrównoważony rozwój, nutraceutyki
