Эффективность культивирования микроводорослей для производства биотоплива (обзор)

Abstract

Потребление первичных энергоресурсов в мире, по оценкам экспертов, к 2020 г. возрастёт вдвое. В ближайшие десятилетия основное энергопотребление будет происходить за счёт каменного угля и возобновляемых источников энергии. Липидсодержащие микроводоросли являются перспективным сырьём для развития биоэнергетики, получения из них биодизельного топлива. Наблюдается значительный и устойчивый рост масштабов применения биомассы в энергетике, расширение спектра способов её преобразования в биотопливо. Культивируют микроводоросли в открытых прудах и в закрытых фотобиореакторных системах. В статье рассмотрены технологические аспекты промышленного производства микроводорослей — перспективного возобновляемого сырья для получения биодизельного топлива; дан обзорный анализ современного состояния вопроса с точки зрения промышленной эффективности и экономической целесообразности технологии получения биотоплива из культивируемых микроводорослей закрытым фотобиореакторным способом. Важным аспектом является использование искусственного освещения, перемешивания, газообмена, рН и температуры среды на процессы культивирования микроводорослей в фотобиореакторах. Одновременное достижение высокой продуктивности биомассы с высоким содержанием липидов при культивировании микроводорослей невозможно. Обсуждается эффективность получения биотоплива из микроводорослей при культивировании биомассы в замкнутых фотобиореакторах. Рассмотрены основные компоненты и конструкционные материалы фотобиореакторов для культивирования микроводорослей, приведены их преимущества и недостатки при промышленном выращивании биомассы для получения биотоплива. Приведены рекомендации возможных мер по повышению эффективности фотобиореакторных систем для культивирования микроводорослей: обеспечение высокой эффективности преобразования световой энергии в биомассу и достижение высокого уровня содержания липидов в микроводорослях; оптимизация конструкций фотобиоректорных систем.