Știri din Japonia - Schimbarea lumii cu alge
Cultivarea algelor în lacuri și pe coasta mării se mută tot mai mult în centrul cercetării, având în vedere îngrijorările legate de resursele energetice epuizate, cum ar fi petrolul și crizele alimentare, ca urmare a creșterii rapide a populației. Unele tipuri de alge se înmulțesc extrem de repede și sunt bogate în substanțe nutritive; există chiar și specii care produc substanțe uleioase asemănătoare cu petrolul. Cultivarea acestor tipuri de alge aduce randamente mai mari comparativ cu cultivarea plantelor terestre în raport cu suprafața de cultivare necesară. O altă mare atracție este că fotosinteza algelor poate fi utilizată pentru a combate încălzirea globală. De asemenea, interesul este îndreptat către inițiativele companiilor și instituțiilor de cercetare din Japonia care se străduiesc să utilizeze algele ca resursă.
Spirulina - „Hrana viitorului”
În 1981, un grup de companii chimice japoneze au început să cultive artificial spirulina microalgelor în deșertul din California, unde este multă lumină solară. Grupul produce 500 de tone de alge pe an, destinate consumului, în cele mai mari rezervoare de reproducere din lume pentru plante în aer liber, care au o suprafață totală de 180.000 m². Împreună cu o fabrică de pe insula Hainan din sudul Chinei, care a fost deschisă în 1997 și acoperă 100.000 m², producția anuală de spirulină este de 850 de tone. Aceasta înseamnă că grupul de companii, ale cărui produse în treizeci de țări etc. cel mai mare furnizor din lume.
Spirulina este utilizată în principal ca o culoare albastră naturală în guma de mestecat și înghețată și sub formă de pilule ca supliment alimentar. Este considerat „alimentul viitorului”, deoarece conține peste cincizeci de nutrienți sănătoși, inclusiv vitamine, minerale și aminoacizi. În același timp, este capabil să reducă gazele cu efect de seră. Acest tip de alge a apărut pe Pământ în urmă cu peste trei miliarde de ani și a produs primul oxigen de pe planeta noastră. Potențialul de fotosinteză este atât de mare încât agenția japoneză de explorare aerospațială (JAXA) îl folosește ca parte a unui sistem de curățare a aerului din stația spațială.
Rezervor de reproducere Spirulina din California (Foto: DIC Corporation)
Puteți folosi algele ca combustibil pentru avioane?
Se estimează că pe pământ există între 300.000 și zece milioane de specii de alge. Unele dintre ele au cloroplaste în celulele lor care sunt cu câțiva micrometri sau chiar mai mari; alții se pot mișca ca animalele. Algele Euglena merită o atenție specială, deoarece combină aceste două proprietăți și, de asemenea, este capabilă să producă ulei ca materie primă. În 2005, o companie bio-venture de la Universitatea Tokyo a devenit prima companie din lume care a crescut cu succes Euglena pe scară largă în instalații în aer liber. Compania promovează proliferarea Euglenei prin producerea de suplimente alimentare care utilizează cei 59 de nutrienți ai acestei alge. Scopul este acum dezvoltarea și utilizarea comercială a algelor ca combustibil pentru aeronave până în jurul anului 2018.
Uleiul, obținut din substanța uleioasă purificată produsă de Euglena, este foarte similar cu combustibilul pentru jet; este extrem de ușor și de înaltă calitate. Un alt mare avantaj în ceea ce privește producția în masă este că, spre deosebire de majoritatea celorlalte tipuri de alge, Euglena nu are pereți celulari, astfel încât substanța uleioasă poate fi extrasă cu ușurință.
Stânga: Pulbere de la Euglena găsită pe Insula Ishigakijima
să fie recoltate în prefectura Okinawa. (Foto: euglena Co., Ltd.)
Dreapta: Un „vehicul agricol Euglena” care funcționează pe un amestec de motorină-motorină,
al cărui conținut de ulei se obține de la Euglena. (Foto: euglena Co., Ltd.)
Energie nouă din apele uzate
Un alt proiect este un sistem de reciclare în care microalgele sunt utilizate pentru tratarea apelor uzate și producerea de ulei în proces, care este apoi folosit ca combustibil pentru un incinerator. În 2012, orașul Sendai și-a unit forțele cu universitățile Tsukuba și Tohoku pentru un proiect comun în care două tipuri de alge, inclusiv aurantiochitrul heterotrof, sunt utilizate pentru producerea de hidrocarburi (uleiuri). Este planificat să se înființeze o instalație pilot pe locul stației de epurare Sendai în acest an și să o pună în funcțiune în 2016.
Aurantiochytrium nu efectuează fotosinteza, ci preia materialele organice din nămolul de canalizare și le transformă în uleiuri. Algele se înmulțesc la fiecare 2-4 ore prin împărțire; această rată de creștere este mult mai mare decât cea a organismelor fotosintetice. Un alt tip de alge, Botryococcus Braunii, este capabil să producă uleiuri prin fotosinteză. Folosește azot anorganic și fosfați care rămân ca nutrienți în apele uzate tratate. Căldura și dioxidul de carbon degajat de incinerator pot fi, de asemenea, utilizate din nou. O combinație a acestor mecanisme completează un sistem revoluționar de reciclare care extrage energie nouă din apele uzate menajere.
Laborator cu culturi de alge Botryococcus Braunii.
(Foto: SENDAI City)
Utilizarea practică a biocombustibilului
Un producător lider de piese auto dezvoltă, de asemenea, un sistem de reciclare care utilizează uleiul care provine din fotosinteza algelor din emisiile de dioxid de carbon din fabrică. Acest producător dorește să înceapă producția în serie de Pseudochoricystis ellipsoidea, care în timpul fotosintezei produce un ulei similar cu uleiul ușor. Ca parte a acestui proiect, noi tehnologii sunt, de asemenea, dezvoltate folosind cuptoare cu microunde, cum ar fi cele găsite în cuptoarele cu microunde, pentru a transforma uleiul în biocombustibil într-un mod eficient.
Principala provocare în comercializarea biocombustibililor este reducerea costurilor de producție. Una dintre cele mai bune modalități de a face algele mai eficiente este creșterea tulpinilor îmbunătățite. O companie de bio-întreprindere fondată de unul dintre principalii constructori de mașini din Japonia își propune să comercializeze „Enomoto-Algae”, o tulpină îmbunătățită de Botryococcus care se reproduce de aproximativ o mie de ori mai repede decât variantele tradiționale. Chiar dacă densitatea organismelor crește, volumul producției nu scade. Iar faptul că această algă este rezistentă la bacteriile nedorite și poate fi cultivată și în aer liber înseamnă că costul poate fi redus semnificativ.
Biocombustibilul din alge părea o utopie acum câțiva ani, dar această cercetare pentru aplicare practică ar trebui să accelereze și mai mult ritmul dezvoltării viitoare.
Stânga: Experimente empirice într-un rezervor de reproducere de 350 m² (Foto: DENSO Corp.).
Dreapta: "Algele Enomoto" - o reproducere îmbunătățită a Botryococcus sunt uscate și aprinse.
(Foto: IHI NeoG Algae LLC)