КРУПНАЯ БУРАЯ ВОДОРОСЛЬ Macrocystis
Pyrifera
Данная популяция благодаря некоторым свойствам (способность прикрепляться к плавающим структурам, высокий потенциал роста, соответствующий органический состав [4, 6]) является одной из перспективных для выращивания с целью переработки ее в топливо. Как видно из рис. 1, бурая водоросль пригодна для выращивания на большой глубине. Растения нижней своей частью самостоятельно закрепляются на плавающих опорах, а наполненная газом луковичная структура ориентирует его вертикально к водной поверхности. На слоевищах растения имеется ряд листовых пластинок, способствующих поглощению питательных веществ и солнечной энергии. Быстрый рост верхней части и ее способность восстанавливаться позволяют регулярно собирать урожай. При этом нижняя часть растения, составляющая его основу и размещающаяся на глубине 15-24 м, практически не повреждается.
Скорость естественного роста морских водорослей в условиях ограниченного питания может быть замедлена, однако, согласно данным исследований, в глубоководных условиях с богатым содержанием питательных веществ темпы роста достигают 18% в сутки [5]. При создании в океане хозяйств для выращивания морских водорослей предусматри-
Рис. 1. Диаграмма, иллюстрирующая развитие молодого растения Macrocystis. |
Верхушечная Меристема. |
Молодое слоевище Спорофилышй пучок Корень слоевища Первичная ножка Прикрепляющая часть гтгамама водорості. " |
Вается поднятие богатых питательными веществами глубинных вод на поверхность, что позволит выращивать Macrocystis pyrifera в теплых водах.
Предполагается, что морские водоросли биологически должны легко разрушаться, так как в них отсутствует лигнин, который снижает способность биологического разрушения многих наземных биомасс. Кроме того, высокое содержание калия в неорганической части потенциально свидетельствует о высокой стоимости побочных продуктов, содержащихся в отходах переработки морской биомассы.
На рис. 2 представлены проект хозяйства по выращиванию морских водорослей и схема превращения водорослей в топливо [7], которая в настоящее время находится в стадии оценки ее пригодности. Предвидится создание большой сети линий и структур с регулированием плавучести для присоединения к ним морских водорослей с целью обеспечения их питательной средой. Стимулирование продуктивности морских водорослей будет обеспечиваться необходимым количеством питательных веществ, поднятых на поверхность вод с глубины 150-300 м, или путем рециркуляции отходящих материалов процесса переработки водорослей.
Для производства метана из морских водорослей был выбран процесс анаэробного перегнивання вследствие его эффективности в случае переработки сырья с высоким содержанием воды. При этом морские водоросли собирают, измельчают и непрерывно подают в батарею
Рис. 2. Технологическая схема проекта морской фермы. |
Перегнивателей. Получаемые газы очищают и направляют для реализации. Отходящие вещества из перегнивателя возвращаются на ферму в качестве питательных веществ с целью использования их для выращивания морских водорослей или для производства различных продуктов, в том числе корма для животных и удобрений. Основные характеристики системы в целом, такие, как размер, проект хозяйства и размещение перегнивателей, зависят от результатов проводимых в настоящее время экспериментов. Результаты предварительного анализа приводятся в работе [5], а в обобщенном виде представлены в табл. 1. Расчетные стоимости газа колеблются в пределах 3,9-5,9 долл. за теплосодержание газа, равное 109 Дж, в зависимости от размеров фермы. Такие цены свидетельствуют о том, что в целом система экономически привлекательна.
Предварительные исследования, проводимые Институтом газовой технологии [8, 9], показали, что морские водоросли могут подвергаться
Таблица 1. Стоимость сырья и Газа в зависимости от урожая водорослей (в долл. 1978 г.) [5]
|
Анаэробной ферментации с образованием метана в обычных условиях без добавления извне питательных веществ. Недавно в Институте газовой технологии были проведены работы по выявлению факторов, ограничивающих выход метана и скорость ферментации.