211service.com
Biobränslen från saltvattengrödor
Ett projekt i Mellanöstern syftar till att göra flygbränsle från saltvattentoleranta grödor som odlas i öknen. Forskare vid Masdar Institute i Förenade Arabemiraten startar en två kvadratkilometer stor demonstrationsfarm som ska kombinera fisk- och räkodling med odling av mangroveträd och salicornia, en växt med oljerika frön som kan omvandlas till bränsle.
Bränsleskörd: Ett fält av salicornia, en saltvattentolerant växt, vid en testplan i det nordafrikanska landet Eritrea.
Målet är att producera biobränslen utan att ta bort mark från matgrödor eller använda stora mängder färskvatten, vilket är två av de största bristerna med konventionella biobränslen, säger Scott Kennedy, docent vid Masdar Institute som leder projektet. Projektet stöds av flera stora företag: Boeing, Etihad Airways (Förenade Arabemiratens nationella flygbolag) och UOP Honeywell, som kommer att leverera teknik för att omvandla biomassan till kemiska prekursorer och bränslen. Masdar Institute är en del av en nollutsläppsstad som byggs i Abu Dhabi, det största emiratet i Förenade Arabemiraten.
Kennedy och hans kollegor kommer att förfina en teknik som kallas integrerat havsvattenjordbruk. Det börjar med att man gräver en kanal från havet. Den kanalen levererar vatten till flera stadier i systemet. Först pumpar forskarna saltvatten i dammar eller rinner det förbi burar som används för att odla räkor eller fiskar. Vanligtvis är ett sådant vattenbruk en miljökatastrof, säger Kennedy. Avrinningen innehåller stora mängder avföring som kan orsaka farliga algblomningar till exempel. Men i Masdar-systemet kommer forskarna att använda det avloppsvattnet nedströms för att gödsla salicornia.
Salicornia odlas i saltvattenbevattnade fält och kan skördas som andra grödor, som vete eller ris. Avrinningen från den bevattningen, som nu är saltare och fortfarande innehåller en del avlopp från fisken och räkorna, tillsammans med mer vatten från kanalen, matas sedan till en sträcka av planterade mangroveträd, som kan växa i det saltare vattnet. Mangroveskogen utgör en barriär, så att inget av det förorenade vattnet från fiskodlingen återvänder till havet. Bladen kan även användas som mat till fisken.
De oljerika fröna från salicornia kan pressas med bearbetning liknande den som används för andra oljefrögrödor, såsom solrosor. Den oljan kan sedan modifieras genom en egen UOP Honeywell-process som gör den lämplig för inblandning i flygbränsle. Resten av anläggningen kan sedan användas vidare för att producera flytande bränslen, eller brännas för att producera ånga för elproduktion.
Fiskodlingarna ger både en inkomstkälla och en gödselkälla, vilket minskar de totala koldioxidutsläppen, eftersom produktion och användning av gödselmedel vanligtvis är en viktig källa till koldioxidutsläpp vid produktion av biobränslen. Mangroveskogen binder också koldioxid i sitt rotsystem. De flesta biobränslen är i bästa fall kolneutrala och släpper ut lika mycket koldioxid när de produceras och förbränns som biobränslegrödor tar in när de växer. En av nyckeldelarna i Masdars forskningsprojekt är att bestämma hur mycket kol som kan bindas ekonomiskt.
En version av systemet har redan demonstrerats i det nordafrikanska landet Eritrea av Carl Hodges, grundaren och ordföranden för Havsvattenstiftelsen . (Han agerar som en speciell rådgivare till Masdar-projektet.) I det projektet användes salicornia och löv från mangroveväxterna som djurfoder, och en del av oljan från fröna omvandlades till biodiesel. Det projektet slutade som ett resultat av politisk omvälvning i det landet, säger Hodges, men det visade att det integrerade tillvägagångssättet kunde fungera.
Ansträngningen att undvika att använda färskvatten och mark som används för mat bör applåderas, säger Mark Schrock , professor i biologisk och jordbruksteknik vid Kansas State University. Men han säger att det kommer att vara viktigt att snabbt utveckla ett mekaniserat sätt att skörda salicornia. Detta kan vara en utmaning eftersom, även om det kan skördas med befintlig utrustning, har anläggningen höga saltnivåer som kan skada dessa maskiner, säger Wayne Coates , en professor vid Office of Arid Land Studies vid University of Arizona.
Det kommer också att behöva konkurrera med andra biobränslegrödor. Per hektar av olja är i nivå med sojabönor (som ger ytterligare ekonomiskt värde från icke-oljeprodukter), men är bara en åttondel av avkastningen av palmolja. Saltvattensystemet har dock fördelen att det inte kräver dyr mark och vatten, och det producerar sin egen gödsel. Kennedy säger att initiala uppskattningar tyder på att bränsle som produceras från salicornia kan vara konkurrenskraftigt med petroleumbaserade bränslen, men varnar för att detaljerade studier fortfarande behöver göras.