Prej disa vitesh, janë kryer kërkime dhe eksperimente me mikroalga për përdorim në prodhimin e biokarburanteve. Këto hetime bazohen në faktin se mikroalgat kanë disa përparësi ndaj lëndëve të para të tjera tradicionale, siç janë kulturat bimore ose mbetjet bujqësore. Aktualisht, këto mikroalga përdoren për qëllime të ndryshme, si në industrinë farmaceutike apo ushqimore, por potenciali i tyre si burim energjie duket të jetë shumë premtues.
Mikroalgat janë mikroorganizma fotoautotrofikë njëqelizorë që kanë aftësinë të gjenerojnë energji përmes fotosinteza dhe sintetizojnë biomolekulat e tyre nga komponime të thjeshta si p.sh ujë y dioksidi i karbonit (CO2). Kjo i bën mikroalgat një mjet kyç jo vetëm për prodhimin e biokarburanteve, por edhe për reduktimin e gazeve serrë, pasi ato thithin CO2 gjatë rritjes së tyre.
Çfarë janë mikroalgat dhe si funksionojnë ato?
Mikroalgat janë organizma fotosintetikë njëqelizorë të pranishëm në një shumëllojshmëri të gjerë mjedisesh ujore. Rreth 30.000 lloje janë të njohura, megjithëse vetëm 50 janë studiuar në thellësi dhe më pak se 10% përdoren në treg. Kjo lë një hapësirë të madhe kërkimi për të gjetur specie me karakteristika efikase për prodhimin e biokarburanteve.
Për më tepër, mikroalgat kanë një cikël rritjeje jashtëzakonisht të shpejtë. Ndërsa bimëve tokësore mund të duhen muaj për t'u zhvilluar, disa lloje mikroalgash mund të dyfishojnë masën e tyre brenda disa orësh. Kjo siguron një avantazh konkurrues kur bëhet fjalë për prodhimin e sasive të mëdha të biomasës në hapësira të vogla dhe në një kohë më të shkurtër, gjë që rrit përfitimin e përdorimit të saj.
Përparësitë e mikroalgave në prodhimin e biokarburanteve
- Bollëku dhe diversiteti në planet: Mikroalgat janë shumë të bollshme dhe të larmishme. Aftësia e tyre për t'u përshtatur me lloje të ndryshme mjedisesh, si ujore ashtu edhe tokësore, u jep atyre fleksibilitet të madh për kultivim në kushte të ndryshme. Për më tepër, gama e gjerë e llojeve të saj lejon zgjedhjen e atyre që janë më të përshtatshmet për çdo lloj biokarburantesh.
- Performanca më e mirë: Mikroalgat janë shumë më produktive për sa i përket biomasës sesa kulturat konvencionale të përdorura për biokarburantet, si misri ose soja. Ato prodhojnë deri në 100 herë më shumë biomasë për njësi sipërfaqe, që përkthehet në një sasi më të madhe biokarburantesh për hektar.
- Ata nuk konkurrojnë me kulturat ushqimore: Ndryshe nga burimet e tjera bimore të biokarburanteve, mikroalgat nuk kërkojnë tokë bujqësore pjellore për t'u rritur. Ato mund të zhvillohen në ujëra të zeza, kripëra ose edhe në tokë jo të përshtatshme për bujqësi, duke minimizuar ndikimin në sigurinë ushqimore.
- Përdorimi i CO2 dhe ndikimi më i ulët mjedisor: Mikroalgat konsumojnë sasi të mëdha të CO2 gjatë rritjes së tyre. Kjo jo vetëm që përfiton nga procesi i fotosintezës, por gjithashtu ndihmon në uljen e përqendrimit të këtij gazi në atmosferë, duke kontribuar në luftën kundër ndryshimeve klimatike.
- Prodhimi i komponimeve të shumta: Mikroalgat janë të afta të prodhojnë lipide për bionaftë, karbohidrate për bioetanol dhe proteina që mund të përdoren si ushqim ose suplement. Gjithashtu, nga biomasa e tij mund të merren produkte dytësore me aplikim në industrinë farmaceutike dhe kozmetike.
Prodhimi i biokarburanteve nga mikroalgat
Ekzistojnë lloje të ndryshme të biokarburanteve që mund të prodhohen nga mikroalgat, secila me karakteristika të veçanta që i bëjnë ato ideale për lloje të ndryshme përdorimesh. Ndër biokarburantet më të zakonshme janë bionaftë, bioetanol, biogazit dhe biohidrogjeni. Secila prej këtyre lëndëve djegëse përftohet nga përbërës të ndryshëm të mikroalgave, si lipidet dhe karbohidratet.
Bionaftë nga mikroalgat
El bionaftë Është një nga biokarburantet më të njohura dhe merret kryesisht nga lipidet (yndyrnat) që mikroalgat ruajnë brenda. Për ta prodhuar atë, lipidet nxirren nga qelizat e algave dhe më pas i nënshtrohen një procesi kimik të njohur si transesterifikimi, i cili i shndërron ato në estere metil, përbërësi kryesor i bionaftë.
Procesi i nxjerrjes është i shtrenjtë, por kërkimi në teknikat e reja të nxjerrjes së lipideve dhe zhvillimi i mikroalgave të pasuruara me acide yndyrore po përparon me shpejtësi. Për më tepër, disa përparime në trajtimin e biomasës algash për të prodhuar biokarburanteve kanë lejuar efikasitet më të madh në marrjen e bionaftë, kryesisht nëpërmjet teknikave si p.sh lëngëzimi hidrotermik (HTL), i cili trajton biomasën e lagësht në presion dhe temperaturë të lartë.
Bioetanoli nga mikroalgat
El bioetanol Përftohet përmes fermentimit të karbohidrateve të ruajtura në mikroalga. Pas përpunimit paraprak të biomasës për të ndarë sheqernat, majatë dhe bakteret përdoren për të kthyer ato karbohidrate në etanol. Edhe pse procesi është i ngjashëm me atë të përdorur për misër ose kallam sheqeri, mikroalgat kanë avantazhin se nuk kërkojnë sipërfaqe të mëdha toke ose plehra dhe nuk konkurrojnë me kulturat e destinuara për konsum njerëzor.
Biogaz nga mikroalgat
El biogazit Është një tjetër nga biokarburantet që mund të prodhohet duke përdorur mikroalga. Nëpërmjet një procesi të tretjes anaerobe, karbohidratet dhe lipidet e pranishme në algat dekompozohen në mungesë të oksigjenit për të gjeneruar metan dhe dioksid karboni. Ky biogaz mund të përdoret në të njëjtën mënyrë si gazi natyror, duke lejuar prodhimin e energjisë elektrike ose përdorimin në sistemet e ngrohjes.
Biokarburantet në industri dhe transport
Përveç prodhimit të energjisë elektrike nga biogazi, biokarburantet e marra nga mikroalgat kanë aplikime kyçe në sektorë të tillë si transporti dhe aviacioni. Aktualisht, bionaftë e prodhuar nga mikroalgat po hetohet si një alternativë e qëndrueshme për karburantet në aviacionin komercial, i cili është një nga sektorët më të vështirë për t'u dekarbonizuar. Ai biokerozinë që rrjedhin nga mikroalgat mund të jetë një zgjidhje e mundshme për të reduktuar emetimet e CO2 në këtë sektor.
Aplikimet janë duke u studiuar gjithashtu në prodhimi i biopolimereve, të cilat janë plastika të biodegradueshme të krijuara nga nënprodukte të tilla si glicerina e marrë gjatë procesit të transesterifikimit të lipideve. Kjo mund të shtojë vlerë ekonomike shtesë për prodhimin e mikroalgave, duke i bërë ato më konkurruese me lëndët e tjera të para të përdorura për biokarburantet.
Kostot e prodhimit vazhdojnë të jenë pengesa kryesore për komercializimin masiv të biokarburanteve nga mikroalgat, por përparimet shkencore dhe teknologjike sugjerojnë një të ardhme premtuese për këtë industri. Ndërsa efikasiteti në procesin e kultivimit dhe nxjerrjes përmirësohet dhe teknologjitë e përpunimit të biokarburanteve po përmirësohen, nuk ka dyshim se mikroalgat do të pozicionohen si një nga burimet kryesore të energjisë së rinovueshme në botë.
Si përmbledhje, mikroalgat jo vetëm që premtojnë në lidhje me prodhimin e biokarburanteve, por gjithashtu ofrojnë një zgjidhje të qëndrueshme për të zbutur problemet energjetike dhe mjedisore të shoqërisë sonë. Aftësia e tij për t'u përshtatur me mjedise të ndryshme, performanca e lartë produktive dhe potenciali i tij për të thithur CO2 i bëjnë mikroalgat një opsion të shkëlqyeshëm në kërkimin e alternativave të energjisë së pastër dhe të qëndrueshme.