Predstavitev
ALGE obnovljiv vir surovin in energije Miha Žitnik AlgEn, center za algne tehnologije, d.o.o. www.algen.si ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 AlgEn • Start-up SME v okviru TPLj • Podjetje ustanovljeno marca 2010, aktivnosti na algnem področju od 2008 • 4 sodelavci • Ustanovni člani European Algae Biomass Association • Algne tehnologije: – – – – – – Biološki, tehnološki in ekonomski vidik svetovanje, R&R, integracija, partnerstva sistemi za gojenje alg kontrolni sistem za gojenje alg algno-bakterijska obdelava odpadnih vod uporaba algne biomase v procesu pridobivanja bioplina – gojenje algne biomase (spirulina, Haematococcus, Chlorella) ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Alge • Vodni, fotosintetski, evkariontski organizmi. • Alge so zelo raznolika skupina organizmov, taksonomija nima enotnega mnenja. • Na področju algnih tehnologij med alge uvrščamo: – Makroalge – Mikroalge – Cianobakterije ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Makroalgae Ulva sp. Laminaria digitata Macrocystis pyrifera Lattissima saccharina ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase Sargassum natans Laminaria hyperborea 18.3.2013 Mikroalge in cianobakterije Chlorella vulgaris Scenedesmus quadricauda Arthrospira (Spirulina) sp. Nannochloropsis Heomatoccoccus pluvialis Botryococcus braunii ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase Dunaliella salina 18.3.2013 Zakaj alge? Prednosti: hitrejša rast (5-15x), večji donos, stalna rast, učinkovitejša izraba hranil, recikliranje vode v kateri jih gojimo, ne potrebujemo kmetijskih površin, ni izpustov, pesticidov… ne tekmujejo s površinami hrano, nimajo odvečnih organov (stebla, korenine…), lignina… uporaba lahko dostopnih hranil (odpadna voda) sistemi za gojenje alg so še neoptimizirani, žetev/separacija alg je E potratna, stroški gojenja Pomanjkljivosti:ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Gojenje alg Hranila N, P, K… Se zdi enostavno… ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Algne tehnologije Izbira vrste Sistem za gojenje Vir E Mikroalge Cianobakterije Makroalgae Zaprti sistemi Odprti sistemi Ploski paneli Fototrofni Sončna Proizvodnja biodizla Cevni ostalo Miksotrofni Heterotrofni Umetna Vir hranil Minerala Organska Odpadna voda Vir CO2 Zrak Industrijski Kemični Vir vode Sladkovodna Morska Odpadna Pogoji gojenja Naravni Spremljani Nadzorovani Separacija Flokulacija Filtracija Centrifugiranje Žetev Sušenje Naravno / Sonce Spray Liofilizacija Ostalo Energetika Uporaba Biodiesel Stranski produkti Proteini Bioetanol Metan Biomasa Metan Hrana Gnojila Krma Kozmetika Ostalo Biorefinerije Gnojila Lipidi Antioksidanti Vitamini Brez stranskih produktov ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Sistemi za gojenje alg - odprti Cyanotech, Hawai Sapphire Energy, ZDA Sunchlorella, Kitajska Seambiotic, Israel ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Sistemi za gojenje alg - zaprti GreenFuel - ZDA AzCATI - ZDA AlgaIn - Italija Klötze (Roquette) - Nemčija NCRIS - Australia ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase AlgEn - Slovenija 18.3.2013 Algadisk – pritrjene alge www.algadisk.eu ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Gojenje makroalg ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Žetev in sušenje alg • • • • Centrifugiranje – E potratno Flokulacija – uporaba flokulantov Sedimentacija – počasno Filtracija – počasno Sušenje biomase • Spray drying oz. razprševalno sušenje • Liofilizacija • Sušenje na soncu (naravno) ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Povezovanje z industrijo GOJENJE ALG ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Biorafinerije ALGNA BIOMASA ̴ 50 % ̴ 15 % LIPIDI (OLJE) ̴ 25 % 0 – 0,5 % PROTEINI Trans esterifikacija Izolacija lipidov Izolacija proteinov Biodiesel Maščobne kisline (omega3), … Aminokisline, krma, ostalo, … OSTANEK Anaerobna fermentacija Bioplin MINERALI SLADKORJI Izolacija mineralov Fermentacija - destilacija Izolacija in obdelava C-H Si, P, I … Bioetanol, biobutanol, mlečna kislina, … Poli & oligo – saharidi, … ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Področja uporabe alg Zdravila po meri (npr. cepiva, biozdravila) Farmacevtiki (biološko aktivne substance) Nutricevtiki (vitamini, omega mašćobne kisline) Ekologija (WWT) Kozmetika Prehranski dodatki Krma Gnojila Biogoriva ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Področja uporabe alg • Za komercialne namene se goji le 10 različnih vrst alg • 50 % algne biomase za ekstrakcijo različnih snovi (karotenoidi, fikobilini, antioksidanti) • 74 % algne biomase se uporablja za prehrano in prehranske dodatke, 25 % za krmo (ribe…). ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Biogoriva Prednosti v primerjavi z rastlinami: • • • • • • • • • • hitrejša rast večja vsebnost lipidov potrebujemo manjše površine ne potrebujejo kmetijskih površin ne tekmujejo s hrano ni odvečnih organov, lignina ni letnih ciklov sprotni proces, manj zalog bolj učinkovita izraba nutrientov bolj učinkovita izraba vode Botryococcus braunii Pridelek: ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase Donos olja (l/ha) 18.3.2013 Primerjava površin za cilje 2020 Kmetijske površine v uporabi Vsa transportna goriva 10% transportnih 71,7% skupne površine 10% diesla goriv 3,1kratnik kmetijskih površin ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Algna biogoriva - VSE transportne potrebe • 6,5 krat Krajinski park Barje • polovico terena z naklonom manj kot 4° ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Biogoriva v morju • Proizvodnja 100% transportnih goriv ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Za vsa transportna goriva v EU potrebujemo • 400 mio m3 lipidov • 9.25 mio ha površine =velikost Portugalske • Stranski produkt je 400 mio ton proteinov • 40-kratnik sojinih proteinov, ki jih letno uvozimo v EU *Wijffels & Barbosa (2010) An outlook on microalgal biofuels. Science.. 379: 796-799.) ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Biogoriva ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 V Evropi • potekajo 3 FP7 Energy projekti + biogoriva iz alg (∑ 31 mio €) – ALLGas - Industrial scale Demonstration of Sustainable Algae Culture for Biofuels Production; Frank Rogalla AQUALIA (Spain) – InteSusAl - “Demonstration of Integrated & Sustainable enclosed raceway and photobioreactor microalgae cultivation with biodiesel production and validation. “ Lois Hobson Centre for Process Innovation limited (UK) – BIOFAT - BIOfuel From Algae Technologies Neftali Lopez - ABENGOA BIOENERGY ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Bioplastika • • • • • • • • • • Hitra rast v primerjavi z rastlinami Vsebuje naravne proteine in biopolimere (škrob, celuloza…) Ne potrebujejo kmetijskih površin Ne tekmujejo s hrano Ni odvečnih organov, lignina Ni letnih ciklov – pridelek celo leto Sprotni proces, manj zalog Bolj učinkovita izraba nutrientov, vode, CO2, uporabljamo lahko odpadne vode… Stranski produkt proizvodnje algnih biogoriv, čiščenja odpadnih vod… Trenutno se algna oz rastlinska biomasa se dodaja polimerom (do 50 %) ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Obdelava odpadnih vod obdelana voda Odpadne vode O2 CO2 N,P biomasa organske snovi ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Alge Sonce + CO2 bakterije obdelana voda CO2 N P Odpadne vode O2 CO2 N,P biomasa organske snovi ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Hibridna algno bakterijska čistilna naprava primarna obdelava sekundarna & terciarna obdelava sekundarni usedalnik čista voda svetli del algno bakterijska obdelava zračenje z algami temni del predobdelava inokulacijski FBR bioprodukti biorafinerija zračenje po potrebi bioplin nutrienti CO2 anaerobic digestion CO2 ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase gas motor električna energija gnojilo 18.3.2013 Bioplin Prostor za bioplinarno, silažo in prostor za skladiščenje digestata: 5-6 ha Za 1MW električne moči potrebujemo 335 ha energetskih rastlin Za porabo CO2 iz 1MW bioplinarne potrebujemo 56 ha terena, ki ni nujno namenjen za pridelavo hrane Produkti iz algne biomase Rafinerija ostanek biomase vrnemo v bioplinarno algna biomasa digestat kot vir hranil Električna energija 1MW CO2, toplota Fotografija: Biogas plant, Hannover, Germany;; Algal plant, Sapphire energy ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Prehranski dodatki • Spirulina, Chlorella, Haematococcus… • V obliki praškov in tablet ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Roquette - Nemčija • Roquette Klötze: gojenje Chlorelle za prehrano in krmo • 500 km (600 000 litrov) steklenih cevi • 130 t/leto ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Cyanotech - Havaji ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Spirulina v Ljubljani www.algica.si ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Visokovredni produkti Pigmenti: • • • • Astaxanthin (150 - 3000 €/kg ) Phycobilines Phycocyanin (20 - 2000000 €/kg ) Haematococcus Zeaxanthin pluvialis Dunaliella salina dry powder Dunaliella salina ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase Haematococcus pluvialis Astaxanthin 18.3.2013 Astaxanthin ALGATECHNOLOGIES - Izrael ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 BIOZDRAVILA Rastline ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 Biofarmacevtiki in genski inženiring ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013 HVALA ZA POZORNOST Miha Žitnik [email protected] ALGE – obnovljiv vir surovin in biomase 18.3.2013
© Copyright 2024