Потенциал биомассы микроводорослей
В 2009 году на конференции ООН по изменению климата 3146 ученых со всего мира единодушно согласились с тем, что деятельность человека оказывает значительное влияние на продолжающееся глобальное потепление. Поиск альтернативных источников энергии, обеспечивающих устойчивое развитие и полный переход на возобновляемые источники энергии, является вызовом, как для энергетического, так и для транспортного сектора. На фоне интенсивно развивающихся новых производственных технологий, получение биотоплива из биомассы микроводорослей для сокращения выбросов CO2 все еще находится в начальной стадии, что затрудняет достижение целого ряда стратегических целей развития альтернативной энергетики. Одна из них — стремление Европы к 2050 году стать по воздействию на климат первой нейтральной частью света. Капитал мирового рынка топлива из биомассы водорослей (биодизель, авиационное топливо, «зеленый дизель», др.) для транспортного и авиационного секторов в 2017 году составил 4,1 млрд евро и предположительно, увеличиваясь ежегодно на 8,6%, к 2024 году достигнет 8,7 млрд евро.
Декарбонизация транспортного сектора
В настоящее время развитие научных исследований и опытно — конструкторских разработок (НИОКР) в области новых видов биотоплива сосредоточено на решении задач биотехнологической инженерии, транспорта и энергетики, а также комплексном решении проблемных аспектов перспективного совершенствования транспортной и энергетической отраслей, ища ответы на будущие вызовы. Одной из наиболее актуальных проблем сегодняшнего дня для этих отраслей является преобразование биомассы микро- и макроводорослей в возобновляемые источники энергетики — альтернативные сорта биотоплива. При этом следует отметить, что транспорт играет важнейшую роль в социально-экономическом развитии более чем 198 стран мира.
Применяемые на транспорте жидкие виды топлив в зависимости от природы используемого для их получения энергетического сырья подразделяются на группы первого, второго, третье, а в перспективе и четвертого поколения. В этом ряду биотоплива третьего поколения (синтетическое и полученное из биомассы микроводорослей), являясь жизнеспособным источником для получения чистой энергии, в настоящее время находятся на вершине шкалы средств устойчивого развития, в силу чего и представляют значительный интерес для научного сообщества и технических специалистов практической сферы. Применение этих биотоплив особенно актуально в тех секторах транспортной отрасли, где альтернативные решения (например, использование электродвигателей, водородных топливных элементов) не являются технологически продвинутыми: в авиации, судоходстве, грузовых автомобильных перевозках.
Продвижение новых видов биотоплива на рынок предполагает не только исследование технологических аспектов его применения на моделях семейств дизельных двигателях, но не в меньшей степени детальную оценку необходимой логистической инфраструктуры и финансовой составляющей для производства биотоплива из биомассы микроводорослей в странах различных климатических поясов. Только реализация комплексного подхода, включая обоснование рентабельности производства и оценку воздействия на окружающую среду всех составляющих жизненного цикла биотоплива из микроводорослей «от скважины до колес», явится необходимым условием его внедрения на транспорте.
Декарбонизация энергетического сектора
Одно из направлений исследования консорциума связано с получением и переработкой массы микроводорослей для производства биотоплива третьего поколения в непосредственной близости от его потребителей: энергетических установок, мусоросжигательных заводов, когенерационных установок. Такое решение позволит интегрировать СО2 отработавших газов в процесс выращивая микроводорослей в качестве необходимых источника тепловой энергии и фактора фотосинтеза. Достижение положительного энергетического баланса при выращивании и переработке микроводорослей в промышленных масштабах в климатически более суровых регионах Европы, таких как Литва, является для исследователей перспективной задачей стратегического направления «умных специализаций» (SMART specialization) «Энергетика и устойчивая окружающая среда».