Если бы вы придумали список самых отвратительных впечатлений за всю историю, плавание в заросшем водорослями бассейне или пруду должно было бы быть довольно близко к вершине. Водорослевый водоем слизистый, противный, и он может скрыть голодных существ в воде, которые могут захотеть откусить от вас кусок. Если на мгновение отложить в сторону очень важную роль водорослей в пищевой цепочке, то это просто гадость.
Фраза «ниже, чем прудовая нечисть» все эти годы использовалась как действенное оскорбление по уважительной причине.
Но мы здесь не для того, чтобы ставить эти микроорганизмы («водоросли» - форма множественного числа единственного числа водоросли) ниже их и без того скромного положения на эволюционной диаграмме. На самом деле, мы здесь, чтобы превозносить их. Это потому, что эти твари могут стать значительным прорывом в том, чтобы помочь миру сократить свою зависимость от ископаемой нефти. Как вы, возможно, знаете, мы уже сегодня можем использовать водоросли в качестве биотоплива.
Что еще может быть не общеизвестно, так это множество различных способов, которыми водоросли могут служить источником топлива. Конечно, он может работать в полуприцепе в виде биодизеля. Но поверите ли вы, что он сможет привести в действие следующее поколение боевых кораблей ВМФ? Или что самолет, которым вы отправитесь в ближайшем будущем, может быть любезно предоставлен маслом, полученным из наших одноклеточных друзей?
Переход от традиционных нефтепродуктов к биотопливу на основе водорослей также принесет важную побочную выгоду: водоросли обеспечивают то, что известно какпоглотитель углерода Пока они живы, они поглощать углекислый газ, один из основных парниковых газов, вызывающих изменение климата, и выделять кислород.
Технология, позволяющая осуществить все это, не идеальна. С методами, доступными еще в 2012 году, получение дешевого топлива из водорослей было более скользким, чем дно грязного бассейна.
Но исследователи во всем мире говорят, что они сосредоточены на методах, позволяющих упростить и повысить продуктивность выращивания водорослей в качестве топлива. Если они правы, это означает, что вы, вероятно, можете ожидать, что водоросли будут играть непосредственную роль (в конечном счете) в перемещении вас из пункта А в пункт Б.
5: Наземный транспорт
Часть боли от высоких цен на бензин заключается в том, что люди в другой части мира держат вас за метафорическую бочку. И никто, даже ваш президент, ничего не может с этим поделать.
Таким образом, привлекательность топлива, которое можно было бы выращивать в домашних условиях, дешево производить и использовать для того, чтобы показывать нашим коллективным носам иностранным нефтяным баронам, очень велико.
Водоросли еще не то топливо, оно еще слишком дорогое, но потенциал есть.
В сентябре 2009 года модифицированная Toyota Prius совершила поездку по пересеченной местности из Сан-Франциско в Нью-Йорк с помощью бензина на основе водорослей. «Algaeus», подключаемый электрический гибридный автомобиль, преодолел 3 750 миль (6 035 км) всего за 10 дней (с учетом времени для рекламных остановок). Sapphire Energy, одна из крупнейших компаний, занимающихся разработкой водорослей в качестве экономичного топлива, предоставила для поездки запатентованную смесь бензина на основе водорослей. Эта смесь работала в Algaeus без модификации двигателя и, по словам водителей, «работала безупречно».
Помимо большого заголовка, путешествие водорослей предполагает, что бензин на основе водорослей может однажды стать широко доступным в качестве «заправочного» топлива, которое работает в существующих транспортных средствах.
4: В море
Большие изменения в морских силовых установках происходили не слишком часто. Сначала была мышечная сила - люди гребли веслами. Затем люди научились улавливать силу ветра, и век паруса растянулся на века. В 1800-х годах паруса были вытеснены новой технологией - паровым двигателем. Пар, в свою очередь, уступил место внутреннему сгоранию на нефтяном топливе. Однако морские дизельные двигатели, хотя и все еще широко распространены, не были вершиной судовых двигательных технологий в 20 веке. Эта честь досталась атомным кораблям; современный атомный авианосец может плавать 20 лет без дозаправки.
К сожалению, было бы непрактично и непомерно дорого устанавливать атомную электростанцию на большинство военных и гражданских кораблей. Проблемы с утилизацией отходов и тот факт, что ядерное оружие чрезвычайно сложно, означают, что в ближайшее время вы не будете прикреплять Evinrude с атомным двигателем к своему прогулочному катеру.
Так что, возможно, немного иронично, что следующий скачок в морской тяге может произойти из-за чего-то такого простого, как водоросли. Например, ВМС США делают большие ставки на крошечные организмы.
В июле 2012 года ВМС продемонстрировали авианосную ударную группу Great Green Fleet, состоящую из атомного авианосца USS Nimitz и четырех кораблей поддержки. За исключением «Нимица», все корабли ударной группы и все реактивные самолеты, самолеты поддержки и вертолеты присоединения работали на смеси возобновляемого (водоросли и растительное масло) и нефтяного топлива..
Усилия обошлись налогоплательщикам недешево. Стоимость 450 000 галлонов (1 703 435 литров) топлива, уплаченного военно-морским флотом, в 2012 году составляла около 27 долларов за галлон. Это почти в 9 раз больше, чем стоимость обычного топлива на нефтяной основе.
Эти умопомрачительные ранние затраты не имеют значения, по словам руководства ВМФ. Ключевым моментом является разработка альтернативного источника топлива - любого источника, - который могут использовать военные, когда их враги обладают способностью перекрывать запасы нефти.
Секретарь военно-морского флота Рэй Мабус сказал: «Проще говоря, мы, военные, слишком сильно полагаемся на ископаемое топливо. Эта зависимость создает стратегическую, оперативную и тактическую уязвимость для наших вооруженных сил и делает их восприимчивыми к потрясениям цен и поставок, вызванным антропогенными или стихийными бедствиями в нестабильных районах мира, где производится большая часть ископаемого топлива».
3: В воздухе
Для летательных аппаратов тяжелее воздуха, таких как самолеты, требуется много концентрированной энергии, чтобы подняться в воздух и оставаться там в течение приличного промежутка времени. На протяжении большей части эры полетов с двигателями продукты на нефтяной основе, такие как авиационный газ или топливо для реактивных двигателей, служили предпочтительным топливом из-за их высокой плотности энергии. Другими словами, они содержат много энергии в относительно небольшом корпусе.
Вы знаете, что будет дальше - да, водоросли тоже можно превратить в топливо для самолетов.
Вот несколько вех в авиации по водорослям для вас:
- В ноябре 2011 года Боинг 737 United Airlines доставил пассажиров из Хьюстона в Чикаго, сжигая смесь реактивного топлива и биотоплива на основе водорослей. Смесь, разработанная Solazyme и Honeywell, позволила установить рекорд: первый внутренний коммерческий рейс в США, использующий биотопливо на основе водорослей.
- Высокоэффективные самолеты также могут работать на биотопливе. Упомянутые ранее сверхзвуковые истребители-бомбардировщики F/A-18 Hornet из Великого зеленого флота ВМФ используют смесь 50-50 гидроочищенного возобновляемого топлива (водорослей и растительного масла) и обычного реактивного топлива JP-5.
Самолеты доставляют нас туда, куда нам нужно в спешке, но это дорогой компромисс для окружающей среды: они являются печально известными загрязнителями. Таким образом, озеленение их топлива путем смешивания его с более чистым маслом из водорослей было бы шагом в правильном направлении, верно?
2: Как стратегический и экономический инструмент
Как мы отмечали ранее, военные считают мудрой идеей контролировать обильные, возобновляемые, местные источники топлива для своих боевых машин.
В более широком плане независимость от иностранной нефти означает, что обычным людям не придется так сильно беспокоиться о ценах на бензин. В 2011 году средняя семья в США потратила на бензин рекордно высокие 4155 долларов, или 8,4% своего бюджета.
Даже если топливо из водорослей не завоюет популярность на потребительском автомобильном рынке (возможно, вместо этого доминируют электромобили), оно все равно может сэкономить деньги обычных людей. Налоговые доллары больше не нужно будет тратить на отправку наших военных для защиты коррумпированных, аллергичных на демократию (но богатых нефтью) режимов.
Кроме того, многие страны, включая Соединенные Штаты, взяли на себя обязательства по сокращению выбросов парниковых газов в ближайшие годы, даже несмотря на рост спроса на загрязняющее окружающую среду топливо. Топливо из водорослей может стать более чистой альтернативой нефти, при этом удовлетворяя потребности стран в промышленном и транспортном топливе, чтобы способствовать экономическому росту.
1: Как «подпитка людей»
Если вы думали, что плавание в кишащих водорослями водах было отвратительным, подождите, пока вы не услышите, как водоросли употребляют «топливо». Как люди едят.
Похоже (и, ну, так оно и было) на то, что можно увидеть в научной фантастике. Только один пример: вымышленный экипаж Звездного крейсера «Галактика» нашел спасение и выживание на планете водорослей, когда было обнаружено, что обычные запасы пищи их флота заражены. В телевизионной космической драме съемочная группа не скрывала, насколько неприятным они считают свой аварийный источник пищи. Но когда вы голодаете, одна из первых вещей, которые вы отбрасываете, - это различающий вкус.
На самом деле люди уже довольно регулярно едят водоросли. Морские водоросли, разновидность водорослей, являются популярным блюдом в странах Восточной Азии и завоевывают поклонников по всему миру.
Спирулина, сине-зеленая водоросль, широко используется в качестве пищевой добавки из-за высокого содержания белка и антиоксидантов, которые защищают клетки от повреждений. При покупке без рецепта люди обычно принимают его в виде таблеток или порошка. Но есть люди, которые выращивают его в резервуарах прямо дома и едят свежим.
Ряд компаний-разработчиков водорослей сильно пострадали, пытаясь выращивать водоросли в качестве топлива для транспорта. Гораздо выгоднее: выращивать его в качестве побочных продуктов для использования в удобрениях, кормах для животных и, да, в продуктах, которые едят люди.
Но у Дж. Крейга Вентера, автора карты генома человека и предпринимателя, занимающегося разработкой водорослей, есть еще более амбициозные планы относительно водорослей. Среди его многочисленных занятий - поиск наиболее продуктивных генов водорослей и перенос их на другие культуры и микробы. Одна из возможностей - «мясо», полученное из генов водорослей, которое можно выращивать в чашке Петри.
Конечно, реализация многих из обещанных преимуществ водорослей в качестве топлива потребует много времени и кучу денег - возможно, миллиарды - в долларах на исследования и разработки. Некоторые люди думают, что это уже не стоящее занятие. Но, учитывая все заманчивые способы его использования в качестве топлива, появление корабля водорослей может стать лишь вопросом времени.
Примечание автора: 5 способов использовать водоросли в качестве топлива
Топливо из водорослей - заманчивая и одновременно сложная концепция. Трудно, потому что многие люди абсолютно ненавидят идею использования денег налогоплательщиков для полного раскрытия потенциала. Я вижу, что технология формируется аналогично модели, которая построила Интернет или спутниковую сеть Глобальной системы позиционирования. Можно утверждать, что оба они связаны с высоким риском, непроверенной технологией и небольшой непосредственной ощутимой пользой для общества в первые годы их работы. Кроме того, они оба в значительной степени субсидировались государством.
Военные лидеры говорят, что их тяга к биотопливу выходит за рамки какой-либо партийной или экологической программы и является вопросом национальной безопасности. Если они добьются своего в покупке биотоплива, например, на основе водорослей, это будет недешево для начала. Но если руководствоваться историей, я думаю, что она создаст рынки, которые в конечном итоге снизят цены и найдут широкий спектр потребительских применений.