Для большинства людей водоросли на стене – ситуация, скорее, неприемлемая. Для стартап-проекта компании MINT Engineering – это перспективное производство полезных продуктов питания, энергии, источник свежего воздуха.
Биотопливо третьего поколения
Надо признать, что водоросли в длинных трубках на стене здания – зрелище, непривычное для глаз. А если рассказать, что регулярно проводится уборка «урожая» со стен и водоросли становятся ингредиентом многих блюд в меню, таких как чипсы из водорослей, мармеладные мишки, напитки и порошки из водорослей, салаты, снеки, сушеные водоросли и даже чай, то этому точно никто не поверит. Но это действительно так!
В ноябре 2015 года компания MINT Engineering GmbH на фасаде здания в берлинском районе Шёнеберг провела монтаж фотобиореактора для выращивания водорослей, а в июле 2016 года официально ввела его в эксплуатацию. В трубах длиной 700 метров, наполненных 1200 литрами воды, ежедневно вырастает 500 г водорослей. Для работы установки требуется электрическая мощность 100 Вт. В солнечные дни излишки тепла сохраняются.
Зеленые системы
Основной целью запуска стартап-проекта MINT Engineering, базирующегося в Дрездене и Берлине, является распространение технологии выращивания водорослей. Гуннар Мюльштедт, генеральный директор компании, как и его коллеги-единомышленники, убежден, что универсальные зеленые водоросли в ближайшем будущем будут играть значительную роль во многих сферах жизни. В различных по размерам фотобиореакторах выращиваются водоросли Chlorella vulgaris, используемые для производства пищевых продуктов, косметических средств, фармацевтических препаратов, а также биотоплива, и водоросли Haematococcus pluvialis, используемые для производства красителя.
Культивирование уникальных одноклеточных водорослей осуществляется в замкнутой системе прозрачных труб, заполненных водой. Снизу в систему подается воздух с большим содержанием CO2, который, перемещаясь, увлекает за собой жидкость и обеспечивает ее циркуляцию.
Каждые несколько дней созревает урожай, тогда водоросли вынимают из системы через центрифугу или фильтр (в будущем). Чтобы доказать возможность реализации технологии, через несколько месяцев было решено смонтировать две «зеленые системы » на фасаде здания берлинского филиала компании, расположенного на территории EUREF-кампуса.
Две установки площадью 40 м² каждая позволяют в день получать один килограмм микроскопической водоросли Chlorella vulgaris. Они потребляют примерно 1,5 – 2 кг углекислого газа. Конечными продуктами данного процесса являются чистый кислород и водоросли, которые каждые 10 – 14 дней собираются центрифугой. Выращенные водоросли приобретает знаменитый повар Томас Каммайер, шеф-повар EUREF-кампуса. В двух кафе, расположенных на территории кампуса (кафе в водонапорной башне и в кафе-столовой для сотрудников и гостей), он предлагает посетителям «здоровые блюда из сезонных региональных продуктов». Водоросли как раз и являются самым что ни на есть региональным ингредиентом: они растут всего в 100 м от кафе.
Для любых нужд
Установки для выращивания одноклеточных водорослей в ближайшем времени компания MINT Engineering будет конструировать в трех различных типоразмерах. Кроме того, по желанию заказчика можно создать установки различных форм, размеров и мощности. Выделяется несколько видов подобных установок:
- огромные реакторы для индустриального производства микроводорослей;
- установки для городских условий, как установка в EUREF- кампусе;
- установки для зданий в целях воплощения оригинальных идей организации пространства, а также использования микроводорослей.
Установки для выращивания микроводорослей в городских условиях, как на стене здания в кампусе, следует конструировать в соответствии с концепцией самого здания. По этой причине специалисты компании должны тесно сотрудничать с архитекторами, инженерами по стройнадзору и специалистами по фасадным конструкциям зданий.
Установки для производства водорослей внутри помещений – пока еще дело будущего. Г. Мюльштедт представляет себе такую установку как автоматическую систему, поскольку «все другое не подошло бы». Она превращает углекислый газ воздуха в кислород и производит пасту из водорослей, которую сразу же можно подавать к вечернему столу.
Все установки обладают общей чертой: высокий уровень автоматизации требует решения множества вопросов с инженерно-технической, а также с биологической стороны. В команде Гуннара Мюльштедта есть все специалисты: биологи, конструкторы, технологи. Они стремятся сделать процесс производства более логичным и функциональным. Для размножения водорослям необходим не только углекислый газ, но и другие питательные вещества, которые присутствуют в человеческой урине. Так почему же не использовать ее в качестве подкормки? По словам Г. Мюльштедта, такой проект уже разработан при поддержке Федерального министерства окружающей среды Германии, Берлинского технического университета и Дрезденского университета прикладных наук. Проект предполагает использование урины в качестве удобрений для производства водорослей.
Не только еда, но и топливо
Одноклеточные сине-зеленые водоросли универсальны. Они являются полезным пищевым ингредиентом и отличным биотопливом. Водоросли – неплохая альтернатива использованию в энергетических целях рапса, кукурузы и многих других сельхозкультур, имеющих высокую продовольственную ценность. Среди явных преимуществ водорослей как биологического топлива можно выделить следующие. Во-первых, водоросли являются самыми быстрорастущими организмами и не занимают сельхозплощадей. Поэтому они не составят конкуренцию продукции, необходимой для обеспечения продовольственной безопасности. Выращивать водоросли можно как в искусственно созданных прудах, так и в фотобиореакторах.
Во-вторых, отсутствуют резкие колебания цен на биотопливо в результате неустойчивых цен на субстрат. Например, цена биодизеля, произведенного из рапса или подсолнечника, может повышаться в случае роста цен на сами культуры. В-третьих, культивируя водоросли, можно уменьшать негативные последствия парникового эффекта, поскольку «выхлопным газом» является кислород, а не CO2. Еще одним значительным преимуществом является возможность организации безотходного производства водорослей. Дело в том, что остатки сине-зеленых водорослей могут использоваться в качестве органических удобрений, богатых такими микроэлементами, как фосфор, калий, кремний и др. Водоросли считаются третьим поколением биотоплива после биодизеля, биогаза и биоэтанола. Выращивание водорослей на энергетические нужды остается перспективным направлением. На данный момент передовые топливные корпорации Японии, США и других стран проводят испытания топлива из водорослей.