Энергия из водорослей - реальная перспектива или утопия?

Какие только альтернативы иссякающим ископаемым энергоносителям ни предлагают исследователи! Тут и ветер, и солнечное излучение, и морской прибой, и тепло недр, и биомасса. Вот только практическая реализация этих альтернатив наталкивается на трудности, порой почти непреодолимые.

Так, биодизель, то есть дизельное топливо из растительного сырья, еще недавно многим представлялся чуть ли не панацеей от всех проблем. Однако вскоре оказалось, что технические культуры, призванные служить сырьем для производства горючего, начали вытеснять кормовые и пищевые культуры, а это привело к росту мировых цен на продукты питания. Так что массовым возделыванием технических культур энергетическую проблему решить не удалось. И вот в последнее время все более активно дискутируется другая идея - использовать в качестве альтернативного энергоресурса микроводоросли: для фотосинтеза им не нужно ничего кроме солнечного света и углекислого газа, а благодаря высокой скорости размножения они за короткое время образуют весьма значительное количество биомассы. Этой теме была посвящена прошедшая во Франкфурте-на-Майне сессия Немецкого общества химической техники и биотехнологий (Dechema).

Страсти вокруг водорослей

Казалось бы, на узкоспециальном и сугубо научном мероприятии о перспективах промышленного разведения водорослей не место эмоциям, однако в данном случае страсти разгорелись не на шутку. Особенно бурную реакцию участников сессии вызвало выступление Ульриха Штайнера (Ulrich Steiner), сотрудника отдела проектирования производственного оборудования концерна Bayer в Леверкузене, эксперта в области новых стратегий производства энергии. Касаясь перспектив решения энергетической проблемы уже в ближайшем будущем за счет широкомасштабного разведения водорослей - а такие сценарии излагали многие докладчики, - он назвал их "совершенно утопическими".

Между тем, авторы этих сценариев не скупятся на посулы. По их замыслу, крупные фермы по разведению фитопланктона позволят решить проблему горючего не только для наземного, но и для воздушного транспорта. На смену нефтепродуктам - бензину, дизельному топливу, авиационному горючему - придут биоэтанол, биодизель и биокеросин из водорослей. Кроме того, эти фермы могут быть устроены где угодно, хоть в пустыне. Они не потребуют плодородных в сельскохозяйственном отношении территорий, - утверждают поборники новаторской идеи. Однако по мнению Ульриха Штайнера, вся эта концепция не выдерживает критики: "Проблема просто-напросто в том, что мы располагаем очень слабым источником энергии - я имею в виду солнечный свет, доходящий до поверхности Земли. И еще в том, что для сбора этой энергии мы собираемся использовать процесс, сам по себе крайне неэффективный, с очень низким коэффициентом полезного действия - я имею в виду фотосинтез".

Даже в самых солнечных регионах Земли на производство биогорючего из водорослей потребуется больше энергии, чем будет получено на выходе, - поясняет Ульрих Штайнер: "Подача воздуха под давлением, экстракция, сушка, поддержание температурного режима и так далее - все это весьма энергоемкие процессы. В результате мы получаем отрицательный энергобаланс, что для производства энергии, естественно, полный абсурд".

Узкое место - технология

Однако эту точку зрения разделяют отнюдь не все. Многие участники сессии выступили с возражениями. Они дружно указывали на большой потенциал этой технологии и ратовали за создание более эффективного оборудования - прежде всего, фотобиореакторов, поскольку в замкнутой системе проще контролировать условия роста фитопланктона и параметры технологического процесса.

Олаф Крузе (Olaf Kruse), профессор биотехнологии Билефельдского университета, поясняет: "Очень многое зависит от того, сумеет ли промышленность наладить производство высокоэффективных и экономичных фотобиореакторов, которые смогут обеспечить положительный энергобаланс. Время покажет. А биологи, в свою очередь, должны предложить более эффективные штаммы водорослей - да это, собственно, уже происходит. Мы делаем все, чтобы максимально повысить энергоотдачу водорослей. Но совершенно очевидно, что узким местом в использовании микроводорослей будет технология".

Профессор Крузе связывает свои представления о будущем биотехнологий с крупномасштабным и, главное, многопрофильным производством, которое поставляло бы на рынок не только биотопливо, но и целый ряд других ценных субстанций: "Это могут быть вещества, представляющие большой интерес для фармацевтической или косметической отрасли. Но это могут быть и вещества, которые найдут применение в качестве кормов в птицеводстве или рыбоводстве. Я полагаю, что сочетание производства энергии с производством широкого ассортимента ценных химических субстанций вполне способно сделать биотехнологию на основе фитопланктона вполне реальным делом"

Однако в одном вопросе все участники сессии во Франкфурте-на-Майне были едины: прежде чем на рынке появится сколько-нибудь значительное количество биотоплива из водорослей, пройдет еще очень много времени. А значит, планы авиаперевозчиков уже через 10-15 лет заправлять этим топливом значительную часть своего воздушного флота, - чистая утопия. Это признает и профессор Крузе: "Реалистичными такие представления не назовешь".

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман