Nykyinen fossiilisten polttoaineiden käyttöä liikenteen alalla ei yleensä pidetä kestävä, osittain siksi hiipumassa resursseja ja niiden vaikutuksia ympäristöön. Siksi tarvitaan kestävää ja CO2-neutraali vaihtoehtoja. Biopolttoaineet maalta viljelykasvien (maissi, sokeri, soija, jne.) ovat uudelleenkäytettäviä ja CO2-neutraali vaihtoehto, näitä vaihtoehtoja ei voi korvata nykyinen polttoaineita. Kuten näemme tässä mietinnössä ei biopolttoaineen levien todellisena vaihtoehtona, koska korkea tuotto ja alhainen hinta, ja että niiden tuotanto ei ole ristiriidassa nykyisen elintarviketuotannon. Kuten maa käyttävien kasvustojen levät auringonvalo luoda biomassa, mutta ne ovat vain paljon paremmin se kuin tavanomaisten viljelykasvien. On siis syytä biopolttoaineiden peräisin levä on todellinen vaihtoehto perinteisille fossiilisille polttoaineille liikenteessä.
Sisältö
1 Ongelma-analyysi
2 Ongelma Muotoilu
3 Laajuus ja menetelmä
4 Yleistä levät
5 viljely levien ja optimaaliset kasvun
5,1 Raceway lammet
5,2 putkimainen fotobioreaktor
5.3 Vertailu kahden järjestelmän
5.4 Toimipaikat
6 Valitse levien keitto biopolttoaineeksi
7 Sivutuotteet
8 Kannattavuus
8.1 Talous
8.2 Ympäristölle
9 laatu biopolttoaineiden levien
10 Biopolttoaineiden levien
11 keskustelua.
12 Päätelmä.
13 Perspectives.
Bibliografia
1 Ongelma-analyysi
Kansainvälisen yhteisön tänään edessään joukko sekä välittömiä ongelmia. Merkittävin näistä on nopeasti kasvava energian kulutus. Kasvava energiankulutus johtuu osittain meistä tulee enemmän ja enemmän ihmisiä, ja että ihmiset keskimäärin käyttävät enemmän energiaa, myös energiaa liikenteessä. Suurin ongelma öljyn ainoa todellinen energialähde liikenteessä on, että se on hyvin hupeneva luonnonvara. On olemassa monia erilaisia ennusteita, jos öljyn loppuu, ja vaihtelu on melko suuri joukossa, mutta kaikki ovat yhtä mieltä siitä, että se on ikuinen lähde. Luonnollinen seuraus tästä vahva kysynnästä, erityisesti Kiinan ja Intian valtava teollinen kasvu, polttoaineen hinta nousee. Toinen ongelma fossiilisten polttoaineiden aiheutuvien vahinkojen ympäristöön. Ympäristövahingon ovat hiukkasen pilaantuminen, joka yhä pitää terveysriskit etenkin suurissa kaupungeissa, muodostuminen happosateiden päästöistä rikin hiukkasten (rikkihappo) ja NOx yhdisteiden (typpihappo) ja CO2-päästöt vaikuttavat osaltaan ilmaston lämpenemiseen. Siksi on löydettävä vaihtoehtoja öljyntuotannosta.
Olemme aiemmin kokeillut vaihtoehtoisia energialähteitä, ja menestys paljon meidän energiaa käyttävän teollisuuden, mutta varsinkin yhden alan jäljessä, ja tämä on edellä mainittujen kuljetusten. Vaihtoehtoisten energialähteiden voi sisältyä maininta ydinvoimaa, tuulivoimaa ja aurinkokennot, jotka ovat hyviä, uusia ja CO2 neutraali energialähteitä, mutta jos energia tuotetaan sähkö ja näin ollen erittäin hyödyllinen liikenteessä, jos jatkamme ajaa autoa näyttää nytkin. Ja juuri tämä oletus on merkitystä meidän ongelmamme. Koska voit todella suunnitella uudelleen koko elämäntapa jotta eläisimme lähempänä työtä leikata koko tuotannosta jne. mutta projektimme, teemme vain siitä olettamuksesta, että olemme edelleen ajaa autoa ja vielä yleisesti korkea tuottavuus. On tässä yhteydessä löytyi useita vaihtoehtoja, avain on luultavasti erilaisia biopolttoaineita, vetyä ja sähköautoja. Autot ajetaan vedyn ja sähkön muodossa akku on sinänsä hyviä vaihtoehtoja, mutta joitakin ongelmia, jotka liittyvät näiden teknologioiden. Muun muassa on ongelma, että autot käytämme nykyään ei voi suoraan käyttää vetyä tai sähköä, ja koko kaluston jotta olisi korvattava. Toinen ja ehkä merkittävämpi ongelma, joka liittyy autojen käynnissä vedyn, että yhteydessä vedyn tuotanto (jakaminen vettä divetyfosfaatti ja happi) on käytettävä paljon energiaa ja että tämä tulee usein fossiilisia polttoaineita. Yhteydessä projektiin jossa keskitytään vaihtoehtoisiin energialähteisiin liikenteessä ja ottaa huomioon, että olettamukset, tämä tekniikka ei ole erityisen merkittäviä. Toinen vaihtoehto, biopolttoaineeksi polttoaine eristetään biologisesta materiaalista, joka on säilynyt viime aikoina. Se on viimeinen määritelmä on vain eri biopolttoaineiden fossiilisia polttoaineita. Biopolttoaineet voidaan jakaa kolmeen ryhmään: ensimmäinen 2 ja 3 sukupolvi. Ensimmäinen sukupolven biopolttoaineita on jo testattu ja saatavilla olevaa teknologiaa, että tänään voi löytää joitakin asemia. Ongelmana tässä on se, että bioetanolin tuotanto käyttäen osat viljelykasvien kuten mekin söisi (esim. maissi viljaa, soija, sokeriruoko, jne.), tämä kilpailu on saanut paljon arvostelua, koska se saa elintarvikkeiden hintojen nousu ja luoda pulaa elintarvikelisäaineiden (Grundwald, 2008). Toinen sukupolven biopolttoaineiden perustuu ensimmäisen sukupolvi, mutta tämä osuus sen sijaan syötävät kasvin käyttöön kelpaamattomat (alkaen esimerkiksi ennen: kasvit maissi, soija, sokeriruoko). Teknisesti se on vaikeampi purkaa käyttökelpoista materiaalia näistä osista, sellaisina kuin ne ovat muodossa selluloosa ja muut pysyvät materiaaleja. Tämän alan tutkimus on tullut paljon, mutta vielä puuttuu yksi pala, ennen kuin sitä voidaan käyttää kaupallisella tasolla. Uusin tekniikka on kolmas sukupolven biopolttoaineet. Tämän tyyppinen polttoaine on saatu leviä. Kauneus teknologian verrattuna toinen sukupolvi, että kun levää ei ime kasvaa maassa, kuten levät periaatteessa voi kasvaa ja kasvaa kaikkialla (esim. säiliöiden meressä). Lisäksi lisää niiden levien biomassaa huomattavasti nopeammin kuin perinteiset kasvit, joita käytetään ensimmäistä ja toinen sukupolven biopolttoaineita (YK Chronicle, 2000). Kuten myös asian toisen sukupolven biopolttoaineita on, että tekniikka on kaukana valmis kaupalliseen käyttöön, mutta tutkimukset osoittavat toistaiseksi hyviä tuloksia (Xiufeng et al., 2007).
On olemassa monia erilaisia sidosryhmiä energia-alan, joka vetää vastakkaisiin suuntiin. Toisaalta, OPEC-maat, kuten voisi olettaa olisi kiinnostusta jatkaa nykyistä riippuvuutta öljystä. Toisaalta, kaikki muut maat, jotka eivät tuota (tarpeeksi) öljyä. Samaan aikaan kehitysmaat hyötyvät eri uusia energiamuotoja, jos ne johtaneet yleiseen polttoaineen hinta laski sanoa, jos voisimme tuottaa biopolttoaineita kilpailukykyiseen hintaan.
2 Ongelma Muotoilu
Seurauksena kasvava energian ja hupenevat öljyvarat ovat maailman suuria ympäristöhaasteisiin ja varhainen energiapulaa. Erityisesti se on ongelma liikenteessä, koska sen energia lähes yksinomaan koostuu öljystä ja tätä on vaikea suoraan korvaa öljyä energialähteenä. Koska ratkaisuja näihin ongelmiin on useita vaihtoehtoisia energialähteitä, kuten kolmannen sukupolven biopolttoaineet näyttävät kohtuullisilta.
Tämän projektin tarkoituksena on selvittää mitä mahdollisuuksia on tuotantoa 3 sukupolven biopolttoaineet tilalle perinteisen liikenteen polttoaineita.
· Kuinka viljely levien ja niiden jalostaminen biopolttoaineeksi? Miten kasvi rakennetaan?
· Mitä tuotteita siellä levien tuotantoon ja jalostukseen?
· Kuinka tulevaisuudessa kolmas sukupolven biopolttoaineet?
3 Laajuus ja menetelmä
Me tässä mietinnössä keskitytään pelkästään biopolttoaineiden levien (kolmannen sukupolven biopolttoaineet) kuljetusta varten. Määrän ja suhteen korvaavat tavanomaiset kuljetus polttoaineita, me tarkastelemme koko maailman liikenne energian käyttöä.
Koska menetelmä käytämme kirjallisten lähteiden (lähinnä tieteelliset artikkelit) ja ottaa yhteyttä asianomaisiin johtajia Shell vastaavasti, Tanskassa, NERI (National Environmental Research Institute) ja AlgaeLink.
4 Yleistä levät
Kuvassa 1 lysmikroskopisk kuvaa levien Haematococcus Pluvialis (Fraunhofer Institute for Interfacial-ja biotekniikan, 2000).
Levät ovat ryhmä eukaryoottisten, fotoautotrofe organismien, joita esiintyy joko yhden elävän solun tai monimutkainen kasvit, kuten merilevää. He asuvat sekä suolaisen ja makean veden, sekä toimii mikroskooppiset kasvit, kuten kasvit maalla edellyttää, että tietyt edellytykset täyttyvät, jotta he voivat elää ja lisääntyä. Nämä ehdot koostuvat asetettu (aurinko) valoa, hiilidioksidia, vettä, happea ja ravintoaineet. Tämä levä pystyy suorittamaan fotosynteesin, jolloin glukoosin ja hapen. Glukoosin fotosynteesi muunnetaan kautta hengitys on ATP energian että levät käyttö kasvaa ja lisääntyä (solunjakautumisen). ATP'en hajoavat ja ovat täten vapautuu energiaa voidaan muuntaa epäorgaanista materiaalia ja orgaanista ainetta. Tämä mahdollistaa levien rakentaa suuria molekyylejä, kuten selluloosaa soluseinän. Ravinteet voivat olla esimerkiksi fosfaatti ja nitraatti. Fosfaatti ruokitaan pääasiassa jätevesi-ja maatalous, mutta myös orgaaninen aines kuten pudonneet lehdet. Fosfaatti on elinehto levät kuin sitä käytetään rakentamisessa DNA, RNA ja ATP. Nitraatti voi muun muassa peräisin maataloudesta, suurin osa löytyy tunnelmaa (koostuu 79% N). Kuitenkin vain tietyt levät käyttävät tätä nitraatti koska vain harvat lajit voivat muuntaa hapella ammoniakkia (typen sitomiseen). Tätä käytetään rakentamiseen proteiineja ja aminohappoja.
Levää on luonnossa esiintyvä ja totesi koko valtamerten ja järvien yleensä kosteissa paikoissa. Mikro-levää, sillä hoidamme tämän tehtävän pystyy kellumaan vedessä, vaikka tiheys on hieman suurempi kuin veden. Tämä johtuu jatkuvasti nostanut ja noin, koska virtaukset, vesi ja myös niiden eri rakenne. Ne ovat yksi tärkeimmistä elintarvikkeiden lähteistä vedessä ja muodostaa alempi osa elintarvikeketjun. Dieetti orgaanisen aineksen, riistetään pienet planktonia elävien ylempi vesikerros sekä planktonlevien. Plankton Eläimet kuluttaja energiaa orgaanisesta aineksesta, jolloin happi levät tuotetaan, käytetään, ja hiilidioksidia, typpeä ja muita ravinteita vapautuu. Nämä aineet ovat sitten muun muassa käyttää jäljellä levät (NERI, 1999).
Alger on, kuten edellä mainittiin, eri kansirakenteet. Ne voidaan jakaa eri lajeihin, kuten sinilevien ja piileviä. Øjealger on luokkaa yli 500 lajia väritön, vihreä tai punainen yksisoluisia leviä lipuilla tai. Monet näistä levä on myös øjeplet, sikäli kuin tiedämme ne voivat suunnistaa itse. Piilevät ovat keskeisiä ratkaista organismeja. Heillä on kyky sitoa ilmakehän vapaata typpeä tiettyjä soluja heterocytter. Solut ilman happea, jolla vahvistetaan typen ja muuntaa sen ammoniakiksi. Piilevät kaksi kuoret muodostuvat pii, jonka kautta he voivat ottaa ravinteita ja erittää jätteitä. Niissä on myös öljy pisaroita, jotka muun muassa auttaa pitämään niitä vedessä kelluvien (DMU, päiväämätön).
Toisin kuin projektimme on leviä nähdään usein suurena ongelmana. Ne ovat merkittäviä rahoittajia happikato järvissä, suistoissa ja meret. Se tapahtuu, mikä johtuu luonnonvarojen sinileväkukinnat ja yhä luonnoton ravinnepäästöt (Hänselt, 2006). Levät lisääntyvät nopeasti ja levät, jotka eivät syöneet kuolevat lopulta. Kuolleet levät painuvat pohjaan, ja on kertymistä kuolleiden orgaanista ainesta. Lisäksi tämä materiaali on ruoka perustuu esimerkiksi matoja ja simpukoita, se on myös ruokaa bakteereja. Nämä organismit vaativat happea murtaa materiaalia ja luoda laaja hypoksia. Koska levät erilaiset tarpeet, on selvää muutosta kukoistukseen eri lajeja koko vuoden. Se on erityisesti Kasvun ongelmia happikato erityisesti järvissä esiintyy. Suurin kukintoja levää esiintyy yli kevät (DMU, päiväämätön).
5 viljely levien ja optimaaliset kasvun.
Kun tehtaan tuotannon levien suunniteltava on paljon asioilla on vaikutusta. Tulet tuottajasta, on niin korkeaa tuottoa mahdollisimman nopeasti niin se tekee tietenkin paljon vaatimuksia niiden fyysiset ominaisuudet ja vaatimukset keskipitkällä kuin levät sisään Kuten jo aiemmassa luvussa, levät sekä kuin kaikki muut yhteyttämiseen organismien, kasvun ja lisääntymisen tietyt tekijät, kuten käytettävissä määrä (aurinko) valon, veden ja ravinteiden kokonaismäärä levien media (kuten kasvun estäjä). Tässä osiossa kerrotaan, miten viljely levien käynnissä, ja vastaamaan seuraaviin kysymyksiin: Mikä optimaaliset kasvu (valo, vesi, ruoka)? Miten tämä toimii, ja nämä voivat suoraan muuntaa levät tuotantoa biopolttoaineen silmämääräisesti? Onko maantieteellisten optimaalinen sijainti?
Ympäri maailmaa on leviä, jotka vaihtelevat äärimmäisestä lämpötila paikoissa eniten suolat ja sinne korkein pH vaihtelut. Levät voivat elää hyvin monenlaisissa ympäristöissä. On kuitenkin suuria eroja siinä, miten "hyvä" he elävät suhteessa, kuinka paljon kappaleen ja biomassan kasvu voidaan havaita. Aloitamme tarkastelemalla miten valaistus on. Voidaan päätellä, että pitääkseen kurissa valonlähde on auringonvalo. Jos sitten tarkastelemme kokoonpano optimaalinen kasvu media on, täytyy alkaa aikaisintaan Alges oma kokoonpano. Mutta yleisesti kaikkiin mikrolevien riippuu käytöstä typen (N), fosfori (P), rautaa yhdisteet ja joissakin tapauksissa, piitä (Si). On kuitenkin syytä lisätä, että erityisesti fosfori toimitetaan suuria ylijäämiä, kuten jotkut lisätty määrä muodostaa yhdisteitä raudan, ja näin ollen ole enää käytettävissä levien (Chisti, 2007). Toinen aine, joka on välttämätön levien kasvua ovat hiili (C). Mikrolevien kuivapainosta muodostuu noin. 50% hiiltä (Sanchez Miron et al., 1999). Ja suurin osa tästä hiilestä saada levät alkaen CO2 suhteista. Joten jos sinulla on esittää tällaista ton levien biomassa tulee olemaan tuijottaa noin. 1,8 tonnia CO2, katso alla:
1 tonni Levien biomassan ≈ 0,5 t C = 500 kg C = 500,000 g. C.
500000 g. C ∙ 12,0107 g/mol-1 =
41629,55 C mol
1C + 2O → CO2:
41,629.55 mol ∙ kaksi O = 83 259 mol O:
83259mol O ∙ 15,9994 g / mol =
1332095 g O = 1,332 t O:
1332 tonnia O + 0,5 ton C = 1,832 tonnia CO2
Paikalla on ruokittava runsaasti CO2 laitokseen päivän aikana (auringossa), paitsi että tämä panos on valvottava, kun he eivät halua muodostaa hiilihappoa, koska se "käyttää" osaa soveltaa hiilen määrä ja happamaksi kasvuympäristö ja mahdollisuus voittaa levien surmansa.
Yksi tapa saada näitä määriä CO2 asettamalla tehtaan nykyisen voimalaitoksen mahdollisesti fossiilisten polttoaineiden polttamisesta. Täällä voi rentoutua levien tehtaan voimalaitoksen pino ja siten saada halvalla, jos ei ilman CO2. Kokeile tätä menetelmää on tuottanut lupaavia tuloksia (Yun et al., 1997).
Tulemme Seuraavissa jaksoissa tarkastellaan kahta menetelmää tällä hetkellä suuren mittakaavan levien tuotantoa. Kuten "Raceway lammikot" ja "putkimainen fotobioreaktor".
5,1 Raceway lammet
Emme löytäneet Tanskan termi Raceway lampia, joten käytämme Englanti ilmaisun tässä jaksossa ja myöhemmin.
Raceway lammet ovat osittain suljettu järjestelmä, jossa vesi kiertää ympäri suuri kiertoradalle (katso kuva 5.1). Kurssi on noin 0,3 metriä syvä ja voidaan rakentaa betoni tai leimattu maaperään, mahdollisesti vuorattu valkoinen muovi pohjalle. Jossain tiellä on kolme tekijää. Moottoroitu vesimylly varmistaa liikkuvuuden järjestelmä, ettei synny sedimentin ja ravinnepäästöt tulee noin. Lisäksi tyhjennyshana, jossa levien massa voidaan kerätä ja imuventtiili, joka lisää polttoaineen ympäristöön. Tällainen tuotantotapa on laajalti käytetty ja on kasveja, jotka kattavat 440000 m2 (Spolaore et al., 2006). Niitä käytetään nykyään pääasiassa viljely levien ravinnoksi. Suuri etu tässä järjestelmässä on suhteellisen halpa hinta käyttäytymisestä laitoksen verrattuna Toinen järjestelmän. On kuitenkin olemassa myös lukuisia liittyviä haittoja tällaisen kasvin: Jäähdytysvesi ainoastaan haihtumalla. On siis suuri nestehukka tätä ja voi olla suuria lämpötilan muutoksia päivän aikana, ja ajoiksi. Toinen suuri ongelma on avoin rakenne. Se nähdään usein Raceway altaissa että vesi saastunut haitallisia levien kannat ja muut pieneliöt että syö levää (zooplakton erityisesti). Joten vaikka etu alhainen hinnoittelu on lukuisia esteitä, jotka pidämme parempana alas.
Kuva 5,1 näyttää Kaaviokuva Raceway lampi. (Chisti, 2007)
5,2 putkimainen fotobioreaktor
Toisin Raceway lammet ovat Tubular fotobioreaktorer täysin suljettuja järjestelmiä (ks. kuva 5.2 seuraavalla sivulla). Se oli näin (lähes) täysin sulkea pois todennäköisyys saastumisen levien välineellä. Järjestelmä koostuu lukuisista selkeästi putkista joko muovi tai lasi. Se on näissä putket, leviä, kerää valoa, ja nämä ovat halkaisijaltaan enintään 10 cm. Tämä rajoitus johtuu laajemmin putket, sitä suurempi on varjoonsa, jotta valo leviä, jotka sijaitsevat keskustassa. Nestettä nämä putket kiertää kuten ensimmäisessä järjestelmän ympärille. Jälleen kerran on hana napauttamalla merilevä keittoa, mutta on olemassa myös toinen yksikkö liitteenä. Täältä tulee levien keitto läpi ja kasvatetaan CO2 ja muita ravintoaineita, jotka mahdollisesti jäähdytetään ja pumpataan takaisin putkiin.
Suurimman kasvun järjestelmään, on tärkeää, että putket ovat suuntautuneet aurinko. He eivät saa varjostaa toisiaan, ja yleisin on se, että ne on upotettu maata pitkin, ja valkoinen alustalle (luoda heijastus, albedo). Yksi voi tehdä järjestelmiä, jotka eivät ole riippuvaisia auringonvalosta vaan sähkövalo, mutta nämä järjestelmät ovat liian kalliita kaupallisia suuren mittakaavan tuotantoon (Pulz, 2001).
Sedimentaatio levien vältettävä vuonna Raceway lammikoita sekoittaen joko mekaaninen tehdas tai ilman pumppua.
On ainakin kaksi ongelmaa suljettu järjestelmä. 1: Ei, liittyvät fotosynteesin herättänyt paljon happea (jopa 10 g O2 m-3 ∙ ∙ min-1) ja kun olet saavuttanut nämä tasot liuennutta happea veteen, se voi suoraan estää yhteyttämisen ja yhdessä voimakkaalle auringonvalolle fotooxidative vahingoittaa levät (Molina Grima et al., 2001). Tämä tarkoittaa, että on afiltes eri asemilla, joissa overskydne happi saattaa kupla pois. Tämä tarkoittaa, että on olemassa luonnollinen rajoitus pituus putket. Siitä syystä, että on oltava erityinen "asemia" on pelkistämistä, että haluat välttää suoraa kosketusta ilman kanssa levien liemi estämään edellä mainittujen pilaantumista. 2: On tarpeen jäähdytysjärjestelmä. Tämä voidaan tehdä suhteellisen yksinkertaisesti ja halvalla lämmönsiirto putket vedellä (lämpö vaihtojärjestelmä) tai haihduttamalla vettä ruiskutetaan ulkopuolella putkia.
Kuva 5,2 näyttää Kaaviokuva fotobioreaktor (Chisti, 2007).
5.3 Vertailu kahden järjestelmän
Taulukossa 5.3 vertaillaan kahta menetelmää levien tuotantoa, jossa katsomme tuotannon 100000 kg. Biomassa kohti. vuotta.
Raceway altaiden (R)
Fotobioreaktor (F)
Vuotuinen biomassan tuotanto (kg)
100000 (R)
100000 (F)
Volumenmetrisk tuotanto (kg / m 3 päivää-1)
0117 (R)
1535 (F)
Land Tuottavuus (kg / m 2 päivää-1)
0035 (R)
0072 (F)
Biomassa pitoisuus levien ratkaisu (kg m-3)
0,14 (R)
4.00 (F)
Taulukko 5.3 jälkeen Chisti, 2007
Saatujen tulosten todellinen kokeiluja laajamittaiseen tuotantoon. Kuten taulukosta (taulukko 5.3), kaikki tulokset eri muuttujien fotobioreaktorens hyväksi. Volumenmetriske tuotanto on yli 13 kertaa suurempi fotobioreaktoren (ks. laatikko 5.3). Koska nämä suotuisat olosuhteet, sato paljon enemmän kohti. alayksikköä tähän tiettyyn tekniikkaan. Jotta muuttaa levät keittoa biobrænstof on tärkeää saada levien puhdistetaan pois. Tämä voidaan tehdä mekaanisesti suodattamalla tai sentrifugoimalla, mutta on suhteellisen kallista. Mutta se on huomattavasti halvempaa levien keitto peräisin fotobio reaktorien when biomassan konsentraatio on lähes 30 kertaa suurempi kuin levien keitto Raceway lammikoissa
5.4 Toimipaikat
Olemme aiemmin ilmoittaneet, että valo on tärkeä tekijä mahdollisimman viljelyn leviä. Joten olisi loogista päätellä, että enemmän valoa levät saavat paremmin. Tämän lisäksi oletuksen olisi päiväntasaajan oma ihanteellinen sijainti kasvien kasvattamiseen. Tämä ei ole aivan niin yhdessä. Lysmætning ja fotoinhibition ovat kaksi tekijää, jotka tulevat esille. Lysmætning on kohta, jossa valoteho on tasolla, jotta biomassan kasvu on suurinta. Esimerkiksi Piilevät levät Phaeodactylum tricornutum n lysmætningspunkt on 185 μE m-2 s-1 (Mann & Myers, 1968). Keskimääräinen valoteho on päiväntasaajan alueella päivällisellä on kyse. 2000 μE m-2 s-1, ja on siten huomattavasti korkeampi kuin algens lysoptimum. Joten voisi kuvitella, että enemmän kuin tarvitaan valoa teki tai, mutta osoittaa jälleen kerran, tämä ei olisi totta. Fotoinhibition heijastaa liikaa valoa voi vahingoittaa yhteyttämiseen organismin kasvu.
Ei voi sanoa mitään, jos maapallon kasvi toimisi parhaiten, kun on niin monia tekijöitä, jotka tulevat esille. Ottaa huomioon valon määrän olemme nähneet, että se ei ole välttämättä paras, kun se on voimakkain. Se riippuu siksi erityistä levien haluat työskennellä, kuinka paljon valoa, lämpöä ja ravintoa tarvitaan optimaalinen kasvu.
6 Valitse levien keitto biopolttoaineeksi
Kun on muuttaa annettava biomassan tuotteeksi, jota voi käyttää mitään hyötyä, on monia asioita huomioon. Pätee tietysti kun on tuottaa liikenteen biopolttoaineiden alkaen levien massasta. Tässä se on erityisen tärkeää, kuinka paljon energiaa saat pois verrattuna kuinka paljon energiaa menee tuottamaan polttoainetta. Lisäksi tuotteen on oltava tietty määrä aineita, niin että polttoaine sopii moottoreille, sen on toimittava, jotta se ei vahingoita ympäristöä, ei liian myrkyllistä, joten se ei täytä tai painaa liikaa. Viimeinen kriteeri tarkoittaa sitä, että on joitakin varastoitua energiaa kohti. tilavuus tai paino yksikkö.
On pitkä sarja prosesseja muuntaa levät erilaisiin biopolttoainetta. Osa niistä vaatii, että ensin valua levät nestemäistä, mikä voi tulla kalliiksi. Esimerkiksi voit sentrifugoimalla erottamalla vesi. Tämä menetelmä on kuitenkin, kuten edellä mainittiin, liian kallis käytettäväksi käytännössä. Miksi he yrittävät löytää muita, halvempia tapoja tehdä se. Näitä ovat erilaiset kemialliset saostus tai saostus käyttöön siirtogeenisten leviä kun levät kasata yhteen niin, että ne voidaan helposti lajitellaan. Voit myös lajitella niitä käyttämällä apoptosis eli ennalta ohjelmoidun solukuoleman avulla siirtogeenisten levät (Gressel, 2008).
Muut menetelmät ovat etu, että vesi ei voi poistaa levien massasta. Tämä koskee esimerkiksi, se on Englanti kutsutaan liqefaction, joka nimensä mukaisesti, pyritään joka muuntaa levät ja neste.
Se on tehnyt useita kokeita lämpökemiallisen nesteytyksestä, joka on muunnettu leviä korkeassa paineessa ja korkeassa lämpötilassa ja ilman katalysaattoria. Muutos oli seuraava:
Vain täynnä levää ja haluttu määrä katalysaattoria, joka täällä oli 0-5 massa% natriumkarbonaattia (Na2CO3) ja autoklaavissa, jossa jäljellä ilmatila oli täynnä typpeä ilmakehän ilmaa pois järjestelmästä. Paine kasvoi autoklaavissa 3 MPa (~ 30atm) välttää vesi haihtunut, mikä on viettänyt enemmän energiaa lämmitykseen. Autoklaavi joten lämmitelty sähköisesti lämmitettävä lämpötilaan 300-340 ° C, joka pidettiin tuolloin he halusivat pitää levien massa ja öljyä se. Kun mainitun tutkimuksen mukaan se oli 30-60 minuuttia. Sitten jäähdytetty ma alas huoneenlämpöön ja alensi paineen ilmakehän paineeseen, ja muodostunut kaasu siirrettiin säkki. Sitten avataan ma autoklaavi ja otti sisältöä. Öljy on erotettu ma niin liuottamalla se triklormethan (kloroformi) oli haihtunut 40 ° C vesi vaihe ja sedimentin myös purkaa lisätutkimuksia.
Kokeet osoittivat, että yksi joukko olosuhteita, jota käytettiin, saat parhaan öljyn ja paljon energiaa pois pitämällä levien massa ja öljyä autoklaavissa 30 minuutin ajan lämpötilassa 340 ° C ja 5 massa% lisätty natriumia (YF Yang et al., 2004).
7 Sivutuotteet
Tutkimus ottaa huomioon muutoksen levien biopolttoaineiden on vielä uusi ala. Tämä tarkoittaa sitä, että jotkut tarjoukset eri tuotanto-ja muutosprosessia. Näin ollen myös erilaisia tuotteita sekä haitallisia ja hyödyllisiä riippuen käytetystä menetelmästä.
Sivutuotteiden muuntaminen levien biopolttoaineita ovat useimmissa tapauksissa kasvihuonekaasuja metaania, vetyä ja hiilidioksidia. Nämä ovat joitakin melko huono sivutuotteet ympäristöä että me heti halutaan välttää. Vetyä ja metaania voidaan käyttää viisaasti. Vetyä voidaan käyttää esimerkiksi polttokennojen, mikä luo toinen energialähde. Metaani voidaan käyttää myös energian alalla. Osalta hiilidioksidia, tilanne ei ole niin kriittinen. Aikana yhä enemmän huolissaan levät suuria määriä hiilidioksidia. Tämä tulos todellakin neutraaliutta suhteessa sisältöön hiilidioksidia ilmakehään (Yang YF et al., 2004).
Algaelink, yritys Hollannissa, joka tuottaa biodieseliä levien avulla suhteellisen uusi lähestymistapa muuttaa leviä. Tämä menetelmä ei vaadi kemikaaleja, ja loput sivutuotteet on siis täysin luonnollista ja hyödyllistä, esimerkiksi ravintolisien valmistajien tai lääkeyhtiöiden (Friend, 2008). Sivutuotteet ovat beta-karoteenia ja astaksantiinia. Beta-karoteeni on esiaste A-vitamiinille, ja tiedät sen porkkanat. Elin tallentaa beetakaroteenin maksassa, ja tässä se muutetaan tarpeen mukaan vitamiinia. Se on tärkeä antioksidantti ja rungossa muun muassa vähentää syöpäriskiä, suojaa infektioita ja vahvistaa ihoa ja limakalvoja suolistossa, henkitorven ja virtsateiden (Bionordic, 2000). Astaksantiini on myös luonnollinen antioksidantti ja todetaan lisäksi levät myös mereneläviä, kuten lohi, taimen ja katkarapuja. Se esiintyy myös muutaman lintuja, kuten flamingo. Se toimii punainen pigmentti, mikä näkyy myös esimerkiksi katkarapuja, mutta sitoutumalla eri proteiineja saattaa myös olla vihreä, keltainen, sininen tai ruskea. Astaksantiini on tärkeää kehon immuunijärjestelmään. Se ehkäisee myös niveltulehdus, sydänsairaudet ja auringon. Se on tällä hetkellä testivaiheessa lääketeollisuuden, ja se on osoittautunut myönteinen vaikutus sekä stressi, Alzheimerin ja Parkinsonin taudin, osittain koska aine voi läpäistä veri-aivoesteen. Luonnossa pitää kaloja, kuten lohta syötön astaksantiinia, ja saada luonnollisen punertava väri. Kasvattaa lohta ei saada vitamiini ja sen sijaan syötetään värien olevan yhtä kannattavaa markkinoilla villi lohi. Ihminen ei edes pysty muodostamaan astaksantiinia ja näin ollen riippuvainen astaxanthinholdige tai ravintolisiä. Näitä elintarvikkeita ovat kala ja äyriäiset. Yritykset ovat siis myös lisäämällä astaksantiinia rehussa kalojen ja äyriäisten viljely tapana tehdä olosuhteet mahdollisimman luonnollisina (Alga Technologies, 2004).
Toinen sivutuote voidaan käyttää lääkealalla on steroleja (Friend, 2008), joka yhdessä tri-glyceride ja fosfolipidejä on yksi kolmesta eri rasvoja. Tunnetuin vahamainen rasvaisuus sisällä sterolit ovat kolesteroli, esiintyy lähinnä lihan, maidon, munat ja voita. Sisältävät myös steroleja myös tiettyjen hormonien ja lähtöaineiden D-vitamiinin (Scmedes, 2000).
Lisäksi edellä mainitut tuotteet voivat olla jonkin verran muutosta menetelmiä olemassa myös tuotteita (kuiva-yksikköä), joita voidaan käyttää syötteitä eläimille.
8 Kannattavuus
8.1 Talous
Jotta biopolttoaineiden levien ja todellinen vaihtoehto, on tärkeää, että hinta on sama kuin tai halvempia kuin öljy-pohjautuvat liikennejärjestelmät polttoaineita. Me tässä osassa tarkastellaan tuotantokustannusten ja verrata nykyiseen hintaan polttoainetta, koska se on eniten käytetty liikenteen polttoaineena. Esimerkiksi Yhdysvalloissa vietetyn 2003 476 giga litraa (International Energy Agency, 2006). Kun hinnat ovat bensiinin tänään maksaa GJ Bensiinin (95 oktaaninen) 306 kiloa. Jos vertaamme tätä arvioitu hinta GJ Fischer Tropsch [1] Biopolttoaineiden klo 52-67 kr. GJ, näyttää biopolttoaineita on erittäin kilpailukykyinen fossiilisten polttoaineiden kanssa
[1] Fischer Tropsch tekniikka on kemiallinen prosessi, jossa biomassan, hiilen tai kaasun muutetaan nestemäisten polttoaineiden (Fischer & Tropsch, 1930). Tämä polttoaine voidaan käyttää valtaa autoja ja lentokoneita ja enemmän.
8.2 Ympäristölle
Olemme nyt nähneet, että se on taloudellisesti kannattavaa, mutta entä ympäristön näkökulmasta? Yksi suurimmista ongelmista fossiilisten polttoaineiden poltosta on merkittävä CO2-päästöjen ja ympäristövaikutusten seuraukset. Tämä ongelma käynyt ilmi, ettei ole suhteen polttaminen biopolttoainetta. Tämä teknologia on CO2 neutraali, mikä tarkoittaa, että määrä CO2 päästöistä aikana palaminen on sama määrä, joka on vahvistettu ilmakehästä tai kasvin viljely levien (Chisti, 2007)
9 laatu biopolttoaineiden levien
Ingen kommentarer:
Send en kommentar