Энергетическая проблема и водоросли

Проблема рационального использования природных ресурсов, в первую очередь, энергетических встала перед человечеством в XX столетии. Традиционные источники энергии – нефть, газ, уголь, горючие сланцы, образовавшиеся в результате фотосинтетической деятельности растений (причем значительная доля в этих процессах принадлежала низшим фотоавтотрофным растениям – водорослям) – в настоящее время считаются практически невозобновляемыми.

Энергетический кризис, охвативший в настоящее время многие страны мира, привел к необходимости поиска новых нетрадиционных источников энергии. К их числу относят энергию Солнца, консервируемую в биомассе фотосинтезирующих растений (биоконсервация солнечной энергии).

Из общего количества солнечного излучения, еже-годно достигающего поверхности Земли, растения утилизируют в среднем около 0,1%. Эта величина почти в 10 раз превышает мировое потребление энергии. Поэтому возникла идея использования биогаза – топлива, получаемого из органической массы путем ее биоконверсии.

Оказалось, что наиболее перспективными первичными утилизаторами солнечной энергии являются микроводоросли, позволяющие повысить эффективность преобразования солнечной энергии в среднем до 3-5%. Максимальные значения КПД фотосинтеза у видов Dimaliella достигают 10%, у сине-зеленых – 12–18%, а у некоторых зеленых водорослей – 21%, т.е. более чем в 200 раз превышает среднее значение КПД фотосинтеза на земном шаре. Обсуждаются биотехнические аспекты фотосинтетического преобразования солнечной энергии, предлагаются новые конструкции “солнечных реакторов”, способствующие повышению его эффективности.

Наиболее экономически выгодным процессом считают метанизацию биомассы водорослей, выращенных на сточных водах. Установки для получения метана из водорослей, выращенных на сточных водах, созданы в США, Японии; их продуктивность составляет соответственно 50 и 80 т/га (в сухой массе) в год, а 50-60 т сухой биомассы водорослей может дать 74 тыс. кВт/ч электроэнергии.

Таким образом, разработанная биотехнология получения биогаза из биомассы водорослей, выращенных на сточных водах, позволяет одновременно решать несколько вопросов: очистки стоков, охраны окружающей среды от загрязнений, получения дополнительных источников энергии и удобрений, экономии природных ресурсов.