Riasy majú byť energetickým zdrojom budúcnosti

Výroba bioetanolu či bionafty z poľnohospodárskych produktov, ako slnečnice, repka, či cukrová trstina, zažíva globálny boom. Ozýva sa však aj hlasná kritika – energetické plodiny vytláčajú z pôdy potraviny a tým sa podieľajú na zvyšovaní ich cien.

Mnoho nádejí sa preto vkladá do „biopalív druhej generácie“, vyrábaných z drevnatej biomasy. Zdrojom energie by sa stali časti rastlín, ktoré nie sú určené na konzumáciu. Možností je mnoho – od odpadu z kukurice či cukrovej trstiny, po listy, slamu, kôru stromov či drevný odpad.

Aj s týmito zdrojmi je však spojený zásadný problém – ich masové využitie predpokladá cielené pestovanie a tak by v konečnom dôsledku mohli zaberať poľnohospodársku pôdu. Ďalším efektom by bolo zvyšovanie cien dreva, nevyhnutného napríklad v papiernictve.

„Jedným zo súčasných obmedzení biopalív je, že na ich pestovanie treba využívať pôdu“, tvrdí Raffaelo Garofalo, výkonný riaditeľ Európskeho združenia biomasy z rias (EABA). „A to sa týka súčasných spôsobov, ale napríklad aj premeny biomasy na tekutinu, čo je už druhá generácia. Pretože stále musíte mať les, stále musíte niekde na pôde biomasu pestovať.“

Perspektíva z mora

Tento problém prakticky riešia riasy. „Na rozdiel od poľnohospodárskych plodín nepotrebujú vôbec produktívnu pôdu, alebo dobrú pôdu, ktorá je normálne využívaná pre potraviny“, tvrdí Garofalo.

Riasy rastú najlepšie v morskej vode – jej zásoby sú prakticky neobmedzené. Niektorým typom mimoriadne prospieva znečistená morská voda, v ktorej sú schopné rásť exponenciálne.

„Na znečistených miestach v mori existuje fenomén, ktorý nastáva prirodzene, nazývaný eutrofizácia, čo znamená že je tam nadmerný rast rias. Práve preto, že znečistená voda prináša riasam dodatočnú výživu a preto môžu exponenciálne rásť.“

To by sa dalo využiť priemyselne na pestovanie rias ako zdroja bioenergie. Znečistená morská voda by sa k nim privádzala potrubím. Riasy by rástli v transparentných plastových nádržiach a vznikal by takzvaný bioreaktor – znečistenie z vody by bolo absorbované riasami ako hnojivo a voda by sa mohla vracať do mora čistejšia. Riasy bude možné použiť na výrobu biopalív.

„Bezprostredným vplyvom na životné prostredie teda bude vyčistenie vody“, tvrdí Garofalo.

Riasy možno pestovať v otvorených nádržiach, alebo uzavretých bioreaktoroch. Tie možno umiestňovať kdekoľvek na neproduktívnu pôdu, napríklad na púšte.

Investície od veľkých ropných firiem

Táto technológia je stále v rannom štádiu vývoja. Pritiahla však pozornosť viacerých veľkých ropných firiem.

Americký ExxonMobil otvoril v spolupráci s Synthetic Genomics, Inc. (SGI) výskumný program podporený sumou 600 miliónov eur, na výboj, testovanie a výrobu biopalív z rias. „Hoci nás stále čaká dôležitá práca a roky výskumu a vývoja, ak uspejeme, biopalivá založené na riasach môžu pomôcť uspokojiť rastúci svetový dopyt po dopravných palivách a súčasne znížiť emisie skleníkových plynov“, povedal viceprezident firmy Michael Dolan.

Shell začal podobný projekt v decembri 2007. V havajskom výskumnom zariadení študuje komerčnú životaschopnosť rôznych druhov rias. „Riasy majú obrovský potenciál ako udržateľná surovina pre výrobu palív naftového typu, ktoré zanechávajú veľmi malú CO2 stopu“, povedal výkonný viceprezident spoločnosti pre budúce palivá a CO2, Graeme Sweeney. „Táto demonštrácia bude dôležitým testom technológie, a čo je kľúčové aj komerčnej životaschopnosti.“

Hlavný problém – náklady

Pred plnou komercializáciou využitia rias však treba prekonať niekoľko prekážok. Najväčšou sú náklady. „Vo väčšine aplikácií využívajúcich riasy sme stále vo fáze základného výskumu“, priznáva Garofalo. „Potrebujeme výskum, aby sme mohli identifikovať druhy či rodiny rias, ktoré sú najvhodnejšie na výrobu biopalív. Potrebujeme výskum, aký je na to najlepší tvar bioreaktorov, či druh plastov.“

Otvorenou otázkou tiež ostáva, či je efektívnejšie pestovanie v bioreaktoroch, alebo v otvorených nádržiach.

Problémom je aj zber rias. „Riasy sú mikroorganizmy s veľkosťou desať krát menšou, ako vlas. Nemôžete ich teda zbierať napríklad so sieťou“, hovorí Garofalo.

Použiť sa dajú centrifúgy, či chemické látky, ktoré vyvolajú zrážanie mikrorias, no náklady sú vysoké.

Zachytávanie emisií CO2

Dokázalo sa, že mikroriasy rastú rýchlejšie, keď majú prísun oxidu uhličitého. Riasy pestované v blízkosti priemyselných podnikov či elektrární by tak mohli v budúcnosti prispievať k znižovaniu koncentrácie emisií v ovzduší.

„Mohli by ste napríklad umiestniť riasy blízko cementárne, či tepelnej elektrárne, a uhlík unikajúci z prevádzky privádzať do bioreaktora. CO2, namiesto toho aby šlo do komína, tak pôjde do bioreaktora na produkciu rias. Tie budú potom druhý krát spálené ako palivo, a len potom sa (CO2) dostane do atmosféry. To isté CO2 tak môže byť použité dva krát.“

Spoločnosť GreenFuel v Arizone postavila veľké zariadenie na premenu rias na biopalivá. Využíva emisie CO2 z neďalekej elektrárne. Zariadenie bolo otvorené v roku 2005 a nasledujúci rok získalo cenu Platts Emissions Energy Project of the Year Award.

Právne a regulačné prekážky

V Európe musí výroba bioenergie z rias čeliť aj ďalším problémom. Jedným z nich je nedostatočný právny rámec. „Ak by bol niekto dnes schopný vyrobiť biopalivo z rias, nebolo by možné ho predať. Pretože biopalivo z rias je dnes, z právneho hľadiska, neznámy lietajúci objekt. Neexistuje legislatíva, neexistuje definícia, neexistujú povolenia, nič.“

Situáciu chce riešiť Európske združenie biomasy z rias (EABA), ktoré začalo činnosť 5. júna. Snaží sa o právnu jasnosť v rámci nedávno prijatej Smernice o obnoviteľných zdrojoch.

Viac ako biopalivá

Hlavným cieľom združenia je posilnenie dialógu medzi výskumníkmi a priemyslom. „V opačnom prípade riskujeme, že veda pôjde smerom, ktorý je pre priemysel úplne nepotrebný“, varuje Garofalo.

Kľúčom k budúcej komerčnej výhodnosti je pochopenie, že riasy ponúkajú viac než len výrobu biopalív.

„Výroba bionafty či bioetanolu z biomasy z rias nebude nikdy ekonomicky životaschopná, ak nebudeme myslieť na bočné produkty. Keď napríklad vyrábate bionaftu, lipid, alebo olejnatá časť rias predstavuje asi 25-30% produktu. Čo so zvyšnými 70%? Môžeme to volať bočný produkt, v skutočnosti je to však z pohľadu váhy rovnaký produkt.“

Podľa EABA možno z rias okrem biopalív vyrábať aj výživové látky, farmaceutiká, potravu pre zvieratá, a ďalšie produkty. Vo všetkých týchto oblastiach majú riasy a vodná biomasa obrovský potenciál. Môžu byť kľúčom k revolúcii, ktorá prinesie trvalo udržateľné hospodárstvo, tvrdí EABA.

Potrebný je ešte výskum

Garofalo však nechce predpovedať, kedy bude technológia komerčne životaschopná. „Nebolo by zodpovedné dávať vám dátumy. Chceme sa vyhnúť niečomu ako internetová bublina, keď ľudia špekulujú o množstvách a cenách mikrorias v budúcnosti“, povedal v interview pre EurActiv.

„Je potrebných mnoho investícií do výskumu a tento výskum je motivovaný presvedčením, že možno dosiahnuť ekonomiku masy, zlepšenie dosahovaných výsledkov a výstupov. Je to vec času.“

„Pokiaľ nebude výskum uzavretý je nemožné povedať, kedy to nastane.“

Celé interview s Raffaelom Garofalom v anglickom jazyku nájdete na tejto linke.