Kulakova_Doklad_ETM-017_Printsipialnaya_skhema_poluchenia_energii_iz_vodorosley_1

1.

Принципиальная схема
получения энергии из
водорослей
• Выполнил студент гр ЭТМ-1-017 Кулакова Е.А.

2.

Виды водорослей для биоэнергетики
Зеленые (хлорофилла-нормальные)
Бурые и красные водоросли
Микроводоросли (хлорелла, спирулина)
Мезо- и макроводоросли

3.

Принципы получения энергии из водорослей: общий подход
Сбор и предварительная обработка
Экстракция или разложение ценных компонентов
Переработка в энергоноситель
Очистка и хранение

4.

Энергия из Липидов: биодизель
• Содержание липидов в водорослях: до 50% сухой массы у некоторых видов
• Этапы: обезвоживание -> экстракция липидов -> трансэтерификация -> биодизель
• Преимущества: совместимость с существующей инфраструктурой двигателей

5.

Энергия из углеводов: биоэтанол
• Преобразование полисахаридов в сахара через гидролиз
• Ферментация сахаров дрожжами: получение этанола
• Возможны два пути: прямой гидролиз и псевдо-крахмалистые водоросли

6.

Энергия из водорода: фото-анаэробная и электрохимическая
деградация
• Путь 1: фотолитогенный водород (с помощью водорослей и водородсодержащих
ферментаций)
• Путь 2: биофизика водородного сегмента через ферменты водородазы

7.

Энергия в виде биоэлектричества: микроводоросль в биоэлектрическом
топливном элементе
• Принцип: фотогальваника + биоэлектрический элемент
• Этапы: сбор электронов, транспорт, выработка тока
• Преимущества: возможна микроэлектрика на биооснове

8.

Энергетическая схема: общая концепция
Ввод: водоросли в биореактор
Этапы переработки: экстракция липидов / гидролиз углеводов / фотолиз воды
Выходы: биодизель, этанол, водород, электричество
Управление отходами и рециркуляция питательных веществ

9.

Технологические варианты: выделение липидов против углеводов
• Стадии: предобработка, ферментация, кривая кинетики
• Влияние условий: освещение, температура, pH
• Экономика: себестоимость продукции, потребность в энергии на переработку

10.

Энергетическая эффективность и вызовы
Энергетический баланс
Стоимость оборудования и вихревые потери
Контролируемость биореакторов
Проблемы: конкуренция за питательные вещества, накопление токсинов

11.

Экономика и экологичность
Затраты на культивирование и переработку
Выбросы CO2 и экосистемные эффекты
Возможности субсидий и гос поддержки
Круговая экономика: использование побочных продуктов

12.

Выводы и вопросы
Краткие итоги:
Водоросли предлагают разнообразные пути получения энергии
Эффективность зависит от вида, состава и технологий переработки
Применимые варианты: биодизель, этанол, водород, биоэлектричество