ここ数年、研究と実験が行われてきました。 微細藻類 ～の製造に使用するため バイオ燃料。これらの研究は、微細藻類が野菜作物や農業廃棄物などの他の伝統的な原料に比べていくつかの利点があるという事実に基づいています。現在、これらの微細藻類は製薬産業や食品産業などさまざまな目的で利用されていますが、エネルギー源としての可能性が非常に期待されています。
微細藻類は光独立栄養性の単細胞微生物であり、エネルギーを生成する能力があります。 光合成 などの単純な化合物から生体分子を合成します。 水 y 二酸化炭素（CO2）。このため、微細藻類は成長中に CO2 を吸収するため、バイオ燃料の生産だけでなく、温室効果ガスの削減にも重要なツールとなります。
微細藻類とは何ですか?また、それらはどのように機能するのでしょうか?
微細藻類は、さまざまな水生環境に存在する単細胞の光合成生物です。約 30.000 種が知られていますが、詳細に研究されているのは 50 種だけで、商業的に使用されている種は 10% 未満です。このため、バイオ燃料の生産に効率的な特性を持つ種を見つけるための研究の余地は膨大に残されています。
さらに、微細藻類の成長サイクルは非常に速いです。陸上植物の発育には数か月かかる場合がありますが、微細藻類の一部の種は数時間でその質量を 2 倍にすることができます。これにより、狭いスペースで短期間に大量のバイオマスを生産する場合に競争上の利点が得られ、その結果、バイオマス使用の収益性が高まります。
バイオ燃料の生産における微細藻類の利点
- 地球上の豊かさと多様性: 微細藻類は非常に豊富で多様です。水生と陸上の両方の異なるタイプの環境に適応する能力により、さまざまな条件での栽培に大きな柔軟性が与えられます。さらに、その種類の範囲が広いため、それぞれの種類のバイオ燃料に最適なものを選択することができます。
- 最高のパフォーマンス: 微細藻類は、トウモロコシや大豆などのバイオ燃料に使用される従来の作物よりもバイオマスの生産性がはるかに優れています。単位面積あたり最大 100 倍のバイオマスを生産し、これは XNUMX ヘクタールあたりのバイオ燃料の量が増えることになります。
- それらは食用作物と競合しません。 他の植物由来のバイオ燃料とは異なり、微細藻類は成長するために肥沃な農地を必要としません。廃水、塩水、さらには農業に適さない土地でも発生する可能性があり、食料安全保障への影響を最小限に抑えます。
- CO2 の使用と環境への影響の低減: 微細藻類は、成長中に大量の CO2 を消費します。これは光合成プロセスに利益をもたらすだけでなく、大気中のこのガスの濃度を下げるのにも役立ち、気候変動との戦いに貢献します。
- 複数の化合物の生成: 微細藻類は、バイオディーゼル用の脂質、バイオエタノール用の炭水化物、および食品またはサプリメントとして使用できるタンパク質を生産することができます。また、そのバイオマスからは製薬および化粧品産業で応用される二次製品を得ることができます。
微細藻類からのバイオ燃料の生産
微細藻類から生産できるバイオ燃料にはさまざまな種類があり、それぞれにさまざまな種類の用途に最適な特定の特性があります。最も一般的なバイオ燃料には次のものがあります。 バイオディーゼル、 バイオエタノール、 バイオガス Y·エル バイオ水素。これらの燃料はそれぞれ、脂質や炭水化物などの微細藻類のさまざまな成分から得られます。
微細藻類からのバイオディーゼル
El バイオディーゼル これは最もよく知られているバイオ燃料の 1 つであり、主に微細藻類が内部に蓄えている脂質 (脂肪) から得られます。それを生成するには、脂質が藻類細胞から抽出され、その後、として知られる化学プロセスを受けます。 エステル交換、それはそれらをバイオディーゼルの主成分であるメチルエステルに変換します。
抽出プロセスは高価ですが、新しい脂質抽出技術の研究と脂肪酸が豊富な微細藻類の開発が急速に進んでいます。さらに、藻類バイオマスを生産するための処理も一定の進歩を遂げている。 バイオ燃料 主に次のような技術により、バイオディーゼルをより効率的に入手できるようになりました。 熱水液化（HTL）、湿ったバイオマスを高圧および高温で処理します。
微細藻類からのバイオエタノール
El バイオエタノール 微細藻類に蓄えられた炭水化物の発酵によって得られます。バイオマスを前処理して糖を分離した後、酵母と細菌を使用してそれらの炭水化物をエタノールに変換します。このプロセスはトウモロコシやサトウキビに使用されるプロセスと似ていますが、微細藻類には広い面積の土地や肥料を必要とせず、人間の消費を目的とした作物と競合しないという利点があります。
微細藻類からのバイオガス
El バイオガス これは、微細藻類を使用して生産できるもう 1 つのバイオ燃料です。嫌気性消化のプロセスを通じて、藻類に存在する炭水化物と脂質は酸素の不在下で分解され、メタンと二酸化炭素が生成されます。このバイオガスは天然ガスと同じように使用でき、発電や暖房システムでの使用が可能になります。
産業および輸送におけるバイオ燃料
バイオガスからの発電に加えて、微細藻類から得られるバイオ燃料は、輸送や航空などの分野で重要な用途を持っています。現在、微細藻類から生産されるバイオディーゼルは、脱炭素化が最も困難な分野の一つである民間航空機の燃料の有力な代替品として研究されています。彼 バイオケロシン 微細藻類由来の微生物は、この分野の CO2 排出量を削減するための実行可能な解決策となる可能性があります。
応用分野も研究されています。 生体高分子の生産、脂質のエステル交換プロセス中に得られるグリセロールなどの副産物から生成される生分解性プラスチックです。これにより、微細藻類の生産にさらなる経済的価値が加わり、バイオ燃料に使用される他の原料との競争力が高まる可能性があります。
生産コストは引き続き微細藻類からのバイオ燃料の大量商業化に対する主な障害となっているが、科学技術の進歩はこの産業の有望な将来を示唆している。培養および抽出プロセスの効率が向上し、バイオ燃料精製技術が完成するにつれて、微細藻類が世界の主要な再生可能エネルギー源の1つとしての地位を確立することは間違いありません。
要約すると、微細藻類はバイオ燃料生産に関して有望であるだけでなく、私たちの社会のエネルギーと環境問題を軽減するための持続可能な解決策も提供します。微細藻類は、さまざまな環境に適応する能力、高い生産能力、CO2 吸収能力により、クリーンで実行可能なエネルギーの代替品を探す上で優れた選択肢となります。