Hírek Japánból - A világ megváltoztatása algákkal
Az algák termesztése a tavakban és a tenger partján egyre inkább a kutatás fókuszába kerül, tekintettel a kimerült energiaforrásokra - például az olaj- és élelmiszer-válságokra - a gyors népességnövekedés következtében okozott aggodalmakra. Néhány algatípus rendkívül gyorsan szaporodik és tápanyagokban gazdag; sőt vannak olyan fajok is, amelyek a kőolajhoz hasonló olajos anyagokat termelnek. Az ilyen típusú algák termesztése magasabb hozamot eredményez a szárazföldi növények termesztéséhez képest a szükséges termesztési területhez viszonyítva. Egy másik nagy vonzerő, hogy az algák fotoszintézise felhasználható a globális felmelegedés elleni küzdelemre. Az érdeklődés a japán vállalatok és kutatóintézetek kezdeményezéseire is irányul, amelyek az algák erőforrásként történő felhasználására törekszenek.
Spirulina - "A jövő étele"
1981-ben egy japán vegyipari vállalatcsoport mesterségesen kezdte termeszteni a spirulinát a kaliforniai sivatagban, ahol sok a napfény. A csoport évente 500 tonna algát termel emberi fogyasztásra a világ legnagyobb szabadtéri növények tenyésztő tartályaiban, amelyek teljes területe 180 000 m². A dél-kínai Hainan-sziget 1997-ben megnyitott és 100 000 m² területű gyárával együtt a spirulina éves termelése 850 tonna. Ez a vállalatcsoport, amelynek termékeit többek között harminc országban értékesítik, a világ legnagyobb beszállítójává válik.
A spirulinát főleg természetes kék színként használják a rágógumiban és a fagylaltban, valamint tabletták formájában étrend-kiegészítőként. "A jövő táplálékának" tekintik, mert több mint ötven egészséges tápanyagot tartalmaz, köztük vitaminokat, ásványi anyagokat és aminosavakat. Ugyanakkor képes csökkenteni az üvegházhatású gázokat. Ez az algatípus több mint három milliárd évvel ezelőtt származott a Földről, és bolygónkon az első oxigént termelte. A fotoszintézis potenciálja olyan nagy, hogy a Japán Aerospace Exploration Agency (JAXA) az űrállomás légtisztító rendszerének részeként használja fel.
Spirulina tenyésztartály Kaliforniában (Fotó: DIC Corporation)
Használhatja az algákat üzemanyagként a repülőgépekhez?
Becslések szerint 300 000–10 millió algafaj él a földön. Néhányuk sejtjeiben több mikrométeres vagy annál nagyobb kloroplaszt műanyag található; mások úgy mozoghatnak, mint az állatok. Az Euglena algák külön figyelmet érdemelnek, mert egyesíti ezt a két tulajdonságot, és nyersanyagként olajat is képes előállítani. 2005-ben a Tokiói Egyetem biokockázati vállalata lett az első vállalat a világon, amely sikeresen tenyésztette Euglenát nagyszabásúan a szabadtéri létesítményekben. A vállalat elősegíti az Euglena elterjedését olyan étrend-kiegészítők előállításával, amelyek felhasználják ennek az algának az 59 tápanyagát. Addig is a cél az algák fejlesztése és felhasználása repülőgépek üzemanyagaként 2018 körül.
Az Euglena által előállított tisztított olajos anyagból készült olaj nagyon hasonlít a sugárhajtóművekhez; rendkívül könnyű és kiváló minőségű. A tömegtermelés másik nagy előnye, hogy a legtöbb más algatípustól eltérően az Euglenának nincs sejtfala, így az olajos anyag könnyen kivonható.
Balra: Euglenából származó por található Ishigakijima szigetén
Okinawa prefektúrában kell betakarítani. (Fotó: euglena Co., Ltd.)
Jobbra: "Euglena mezőgazdasági jármű", amely dízel-olaj keverékkel működik,
amelynek olajrészét Euglenától nyerik. (Fotó: euglena Co., Ltd.)
Új energia a szennyvízből
Egy másik projekt egy újrahasznosítási rendszer, amelyben a mikroalgákat a szennyvíz tisztítására és az eljárás során olaj előállítására használják, amelyet aztán égetőműként használnak üzemanyagként. 2012-ben Sendai városa összefogott a Tsukuba és a Tohoku egyetemekkel egy közös projekt érdekében, amelynek során kétféle algát, köztük a heterotróf aurantiochytriumot használnak szénhidrogének (olajok) előállításához. Idén a sendai szennyvíztisztító telepén kísérleti üzem építését tervezik, majd 2016-ban üzembe helyezik.
Az Aurantiochytrium nem végez fotoszintézist, hanem szerves anyagokat vesz fel a szennyvíziszapból, és olajokká alakítja azokat. Az algák 2-4 óránként osztódással szaporodnak; ez a növekedési sebesség sokkal nagyobb, mint a fotoszintetikus organizmusoké. Az algák egy másik típusa, a Botryococcus Braunii fotoszintézissel képes olajokat előállítani. Ennek során szervetlen nitrogént és foszfátokat használ, amelyek tápanyagként maradnak a kezelt szennyvízben. Az égető által leadott hő és szén-dioxid szintén újból felhasználható. Ezeknek a mechanizmusoknak a kombinációja teszi teljessé a forradalmi újrahasznosító rendszert, amely új energiát von ki a háztartási szennyvízből.
Laboratórium a Botryococcus Braunii alga tenyészeteivel.
(Fotó: SENDAI város)
A bioüzemanyagok gyakorlati felhasználása
Az autóalkatrészek vezető gyártója olyan újrahasznosítási rendszert is fejleszt, amely az algák fotoszintéziséből származó olajat használja fel a gyár szén-dioxid-kibocsátásával. Ez a gyártó meg akarja kezdeni a Pseudochoricystis ellipsoidea tömegtermelését, amely a fotoszintézis során olyan olajat állít elő, amely hasonlít a könnyű olajra. A projekt részeként mikrohullámokat használó új technológiákat fejlesztenek ki, például mikrohullámú sütőkben, hogy az olajat hatékonyan bioüzemanyaggá alakítsák.
A bioüzemanyagok forgalmazásának legfőbb kihívása a termelési költségek csökkentése.Az algák hatékonyabbá tételének egyik legjobb módja a jobb törzsek termesztése. Japán egyik vezető gépgyártója által alapított biokockázati vállalat célja az „Enomoto-Algae”, a Botryococcus továbbfejlesztett törzsének forgalmazása, amely körülbelül ezerszer gyorsabban szaporodik, mint a hagyományos változatok. Még ha az élőlények sűrűsége is nő, a termelés volumene nem csökken. És az a tény, hogy ez az alga ellenáll a nem kívánt baktériumoknak, és szabadban is termeszthető, azt jelenti, hogy a költségek jelentősen csökkenthetők.
Az algákból származó bioüzemanyag néhány évvel ezelőtt utópiának tűnt, de ennek a gyakorlati alkalmazásnak a kutatásának tovább kell gyorsítania a jövőbeli fejlődés ütemét.
Balra: Empirikus kísérletek egy 350 m²-es tenyésztartályban (Fotó: DENSO Corp.).
Jobbra: "Enomoto Algae" - a Botryococcus továbbfejlesztett nemesítését megszárítják és meggyújtják.
(Fotó: IHI NeoG Algae LLC)