מבין כל אפשרויות האנרגיה הנקיות בפיתוח, מדובר בדלק ביולוגי מבוסס אצות הדומה ביותר להרכב הנפט הגולמי שנשאב מתחת לקרקעית הים. ככל הנראה, הרבה ממה שאנחנו מכירים נפט נוצר מאותם מיקרואורגניזמים ממש, באמצעות המרה טבעית מקלה על חום שהופיעה במהלך מיליוני שנים.
כעת, חוקרים במעבדה הלאומית הצפונית-מערבית הצפונית-מערבית של האגודה האמריקנית באוניברסיטת ריצ'לנד, וושינגטון, גילו דרך לא רק לשכפל, אלא להאיץ את תהליך הבישול הזה עד לנקודה בה ניתן להפוך תערובת קטנה של אצות ומים סוג של נפט גולמי תוך פחות משעה. מלבד היכולת להיות מזוקקת בקלות לגזים הניתנים לשריפה כמו דלק סילוני, בנזין או דיזל, הטכנולוגיה הקניינית מייצרת, כתוצר לוואי, גם אלמנטים כימיים ומינרלים שניתן להשתמש בהם כדי לייצר חשמל, גז טבעי ואפילו דשן לגידול, אולי. אפילו יותר אצות. זה יכול גם לעזור להוביל אצות כחלופה קיימא; ניתוח הראה כי יישום טכניקה זו בהיקף נרחב יותר עשוי לאפשר לחברות למכור דלק ביולוגי באופן מסחרי במחיר נמוך משני דולר לגלון.
"כשזה נוגע לזה, אמריקאים אינם כמו אירופאים הנוטים לדאוג יותר להפחתת טביעת הרגל שלהם", אומר החוקר הראשי דאגלס סי אליוט, שחוקר דלקים אלטרנטיביים במשך 40 שנה. "הכוח המניע לאמץ כל סוג של דלק הוא בסופו של דבר האם הוא זול כמו הבנזין שאנחנו משתמשים בו עכשיו."
מדענים כבר מזמן מסתקרנים מרשימת הכביסה של היתרונות הגלומים באצות מתהדרות על פני מקורות אנרגיה אחרים. משרד האנרגיה האמריקני, למשל, מעריך כי קנה מידה של ייצור דלק אצות בכדי לעמוד בצריכת הנפט היום-יומית של המדינה ייקח כ- 15, 000 מיילים משטח אדיר, בערך בגודל של מדינה קטנה כמו מרילנד. לשם השוואה, החלפת רק היצע הדיזל המיוצר בביו-דיזל מפולי סויה תדרוש הפחתה של מחצית מכמות האדמה של המדינה.
מלבד הפוטנציאל לתשואות גבוהות בהרבה, דלק האצות עדיין נקי יותר מנפט, שכן הצמחים הימיים טורפים את הפחמן הדו-חמצני מהאטמוספרה. מבחינה חקלאית אצות פורחות במגוון רחב של בתי גידול, משטחי אוקיינוס לסביבת שפכים. זה לא מסוכן כמו דלק גרעיני, והוא מתכלה, בניגוד לפאנלים סולאריים והתערבויות מכניות אחרות. זה גם לא מתחרה באספקת המזון ושוב דומה מספיק לדלק, כך שניתן יהיה לזקוק אותו הדבר באמצעות מתקנים קיימים.
"אתנול מתירס צריך להיות מעורבב עם גז ושמן צמחי שונה לשימוש בסולר", אומר אליוט, "אבל מה שאנחנו עושים כאן בהמרת אצות הוא יותר מסלול ישיר שאינו זקוק לטיפול או מיזוג מיוחדים. "
או כפי שמנסח החוקרת אצות יורגן פוללה ממכללת ברוקלין: "איננו יכולים להטיס מטוסים עם אתנול. אנו זקוקים לנפט, " הוא אומר ל- CBS News .
אך בעוד שהתשתית לייצור אתנול על בסיס תירס התרחבה עד כדי כך שרוב המכוניות בכביש פועלות על תערובות בנזין המורכבות מ -10 אחוז דלק ביולוגי, הפיתוח המתמשך של דלק האצות התקדם עד כדי כך בצורה קרחונית מאז הניצוץ הראשוני של עניין ב שנות השמונים. מומחים בתעשייה מייחסים את ההאטה הזו לחוסר שיטה ריאלית לייצור דלק אצות בגובה של 10 דולר לגלון, על פי דיווח ב"ניו יורק טיימס " . עם זאת, ההבטחה לשמן מאצות הייתה מפתה דיה לכך ש- ExxonMobil, בשנת 2009, גייסה את המומחיות של המעבדה הביולוגית הנודעת ע"ש קרייג וונטר, Synthetic Genomics, כדי לייצר זן גנטי של אצות עשירות בשומנים, כאמצעי לקיזוז הוצאות הטיפוח והגידול עיבוד החומר למשאב אטרקטיבי מסחרי. עם זאת, למרות שהשקיעו 600 מיליון דולר למאמץ שאפתני במידה ניכרת, הפרויקט עמד על "מגבלות טכניות", מה שאילץ את החברה להודות בתחילת השנה כי דלק האצות "ככל הנראה רחוק יותר" ממרחק 25 שנה מלהפוך למיינסטרים.
מערכת הנזילות ההידרותרמיות שהצוות של אליוט פיתח אינה דבר חדש. למעשה, מדענים התייחסו לטכנולוגיה בתוך משבר אנרגיה במהלך שנות השבעים כדרך להתאושש צורות שונות של ביומסה כמו עץ, ובסופו של דבר זנחו אותה עשור לאחר מכן כשמחיר הדלק חזר לרמות סבירות יותר. עם זאת, הגרסה הבנויה במעבדה של PNNL היא "חדשה יחסית", ונועדה פשוט להמחיש כיצד החלפת פרקטיקות בעלות עלות גבוהה כמו ייבוש אצות לפני ערבוב כימיקלים בגישה יעילה הופכת את התהליך כולו לחסכוני בהרבה בכל השלבים. אליוט מסביר, למשל, כי עיקר ההוצאות מבזבזות על גידול אצות, אשר מגדלות במה שמכונה מערכת בריכה פתוחה, בדומה לסביבות טבעיות, או בתנאים מבוקרים שנמצאים במערכות לולאה סגורה. מערכת הבריכה הפתוחה אינה יקרה מדי להפעלה, אך היא נוטה להניב יבולים מזוהמים ובלתי שמישים יותר, בעוד שקבועים מלאכותיים, בהם אצות עוברות בתוך מכולות סגורות ונקיות סוכר, יקרות מחיר.
"לאנשים יש רעיון מעט לא מדויק שאתה יכול לגדל אצות בכל מקום רק בגלל שהם ימצאו שהוא גדל במקומות כמו בריכת השחייה שלהם, אבל קצירת אצות בדרגה דלקית בהיקף מסיבי היא למעשה מאתגרת מאוד, " אומרת אליוט. "היופי במערכת שלנו הוא שאתה יכול להכניס לתוכו כמעט כל סוג של אצות, אפילו זנים מעורבים. אתה יכול לגדול כמה שאתה יכול, כל זן, אפילו נמוך יותר שומנים בדם ואנחנו יכולים להפוך אותו לגס. "
כתב האנרגיה של פורבס, כריסטופר הלמן, מכיל תיאור טוב כיצד פועלת טכניקת ההנקה ההידרותרמית הספציפית הזו:
"אתה מתחיל עם מקור אצות מעורבב במים. הפיתרון האידיאלי הוא 20% אצות לפי משקל. ואז אתה שולח אותו, ברציפות, במורד צינור ארוך שמחזיק את האצות בטמפרטורה של 660 מעלות פרנהייט ו -3, 000 ס"ק למשך 30 דקות תוך כדי ערבוב הזמן בסיר לחץ זה מפרק את האצות (או חומרי הזנה אחרים) ומשנה אותו לשמן.בהינתן 100 קילוגרמים של מזון אצות, המערכת תניב 53 פאונד של 'ביו-שמן' על פי מחקרי PNNL. השמן דומה מאוד מבחינה כימית לגס קל, מתוק, עם תערובת מורכבת של תרכובות קלות וכבדות, ארומטים, פנולים, הטרוציקליקים ואלקנים בטווח C15 עד C22. "
הפעלת מה שבעיקרו סיר לחץ קיצוני בטמפרטורה גבוהה כל כך בלחץ ולחץ דורש כמות לא קטנה של כוח, אם כי אליוט מציין כי הם בנו את המערכת שלהם עם תכונות לשחזור חום כדי למקסם את החום על ידי רכיבה חזרה לתהליך, מה שאמור להביא לרווח משמעותי של אנרגיה נטו בסך הכל. כבונוס, התגובה הכימית בעקבותיה משאירה אחריה ליטניון של תרכובות, כמו מימן, חמצן ופחמן דו חמצני, שניתן להשתמש בהן ליצירת גז טבעי, ואילו שאריות מינרלים כמו חנקן, זרחן ואשלגן פועלים היטב כדשן.
"זו דרך לחקות את מה שקורה באופן טבעי לאורך זמן בלתי נתפס", הוא מוסיף. "אנחנו פשוט עושים את זה הרבה, הרבה יותר מהר."
צוותו של אליוט אישר את הטכנולוגיה לתאגיד ההפעלה Genifuel מבוסס יוטה, המקווה לבנות על המחקר ובסופו של דבר ליישם אותה במסגרת ממוסחרת גדולה יותר. הוא מציע שצריך להחליף את הטכנולוגיה כדי להמיר בערך 608 טונות של אצות יבשות לגולמי ביום כדי להיות ברת-קיימא כלכלית.
בהודעה שפרסם נשיא ג'ניפואל, ג'יימס אוילר, "זה אתגר אדיר, ליצור דלק ביולוגי תחרותי בעלויות עם דלקים מבוססי נפט מבוססים." "זהו צעד ענק בכיוון הנכון."
