Alge se danas sve više koriste u proizvodnji biodizela, bioplina, bioplastike te goriva za zrakoplove, ali i u prehrambenoj industriji. Kao dodatni proizvodi pri destiliranju ulja iz algi dobivaju se i korisni sastojci za farmaceutiku, kozmetiku, ili kao organska gnojiva. Alge su do nedavno bile uglavnom predmet znanstvenih i laboratorijskih istraživanja, no danas su proizvodni pogoni rasprostranjeni po sve većem broju zemalja. Australija se posljednjih nekoliko godina profilira kao “Saudijska Arabija biodizela ekstrahiranog iz algi”, prije svega zahvaljujući efikasnom spoju klimatskih i terenskih uvjeta te mudre vladine politike i razumijevanja za veliki komercijalni potencijal tog novog ekološki čistog izvora energije.
Kada je u ljeto ove godine u australskom New South Walesu, tamošnji ministar energetike službeno otvorio prvu veliku elektranu koja destiliranjem zelenih algi dobiva biogorivo, interes svjetskih medija još više se okrenuo ka tom novom, alternativnom izvoru energije, koji ujedno nudi i dio odgovora na pitanje suočavanja svijeta s daljnjim posljedicama klimatskih promjena.
Dosadašnja nastojanja korištenja algi kao energenata
Australija, međutim, nije bila prva. Potaknuto naftnim šokovima, Američko ministarstvo energije još je 1970-ih godina započelo s projektima istraživanja moguće komercijalizacije uzgoja algi, no zbog previsokih cijena i nekonkurentnosti sa tada niskom cijenom sirove nafte projekti su dvadesetak godina kasnije obustavljeni. Tek s naglim porastom cijene nafte na svjetskom tržištu do preko 100 USD po barelu, mogućnosti novih tehnologija učinile su spektar obnovljivih izvora znatno atraktivnijim, uključujući i uzgoj algi. No procjene jednog od vodećih američkih instituta u tom području, Lawrence Berkeley National Laboratory, su da barel biogoriva proizvedenog iz algi košta između 240 i 332 USD (2010), što je i dalje ekonomski neopravdano u odnosu na naftu. Uska ekonomska računica, naravno ne uključuje i brojne druge prednosti dobivanja biogoriva iz algi.
Američko ministarstvo energije sredinom prošlog mjeseca izabralo je Sveučilište u Arizoni za koordinatora projekta u okviru javno-privatnog partnerstva u visini od 15 milijuna USD s ciljem pronalaženja optimalnog modela komercijalizacije uzgoja algi i proizvodnje biogoriva. Projekt nazvan ”ATP²” podrazumijeva povezivanje sveučilišnih istraživačkih potencijala sa svim zainteresiranim tvrtkama u području energetike. Ključnu znanstvenu ulogu imaju danas vodeći svjetski centri za uzgoj algi na Colorado državnom sveučilištu te u okviru Arizona centra za tehnologiju i inovacije uzgoja algi (Algal Growth System).
Američka nacionalna asocijacija za alge upravo je ovih dana održala godišnji simpozij namijenjen svim poduzetnicima koji planiraju investirati i upustiti se u proizvodnju bioenergije iz algi. Interes za programe obuke eksponencijalno raste.
Američka tvrtka Aurora Algae objavila je prije nekoliko dana kako, nakon uspješnih pilot istraživanja, kreće s novim velikim projektom uzgoja algi u zapadnom području Australije na planiranoj površini od 400 hektara na kojoj kani proizvesti 600 metričkih tona biomase mjesečno. Tvrtka procjenjuje da je tamošnja klima, broj sunčanih dana, te razumijevanje i podrška australske vlade za nove alternativne izvore hrane i energije bili odlučujući faktori za tamošnju investiciju od oko 300 milijuna USD.
Royal Dutch Shell se još prije par godina povezao sa novom vladinom start-up tvrtkom HR Biopetroleum na jednom havajskom otoku s namjerom uzgoja algi na 100,000 hektara koristeći bazene s morskom vodom. Nedostaci tog projekta potaknuli su nove tehnologije uzgoja algi, pri čemu se kao vodeća profilirala tvrtka „Vertigo“ sa svojim „Bio Reactor Systemom“ koji alge uzgaja u plastičnim plosnatim balonima koji vise u staklenicima. Takva proizvodnja povećala je prinos za preko jedne trećine u odnosu na uzgoj u otvorenim bazenima. Sunčeva svjetlost dosezala je znatno veću površinu algi nego kad su na površini vode. Tim modelom, nakon ekstrakcije ulja, ostatak se koristi kao stočna hrana ili u proizvodnji celuloznog etanola. Kanadska tvrtka ”International Energy” otišla je jedan tehnološki korak dalje i razvila sustav koji iz algi izvlači ulje bez da ih pri tome ubija.
„Lufthansa“ je, također, među prvima prepoznala komercijalni interes i sredinom rujna ove godine potpisala ugovor s američko-australskom tvrtkom „AlgeaTec“ za izgradnju nove bioelektrane koja bi zelene alge pretvarala u gorivo za njihove zrakoplove.
Što čini alge tako atraktivnim energentom?
Alge rastu i do stotinu puta brže od biljnih kultura koje se tradicionalno koriste za proizvodnju biogoriva. Alge apsorpcijom sunca i CO2 proizvode ugljikohidrate koji se jednostavno pretvaraju u biodizel ili bioplin, koji se zatim postojećom infrastrukturom lako prevozi na daljnje korištenje. Uzgoj algi ne traži ni zemlju niti pitku vodu, što dodatno povećava atraktivnost takvih projekata.
Uzgoj algi i njihova prerada u biogorivo ne luči nikakve štetne plinove i bezopasne su za okoliš. Alge konzumiraju CO2 i time još dodatno smanjuju zagađenje, tako da je njihovo instaliranje i uzgoj optimalan upravo gdje postoji veća količina ugljičnog dioksida, a to naravno mogu biti i gradska okruženja. Jednako tako, idealne lokacije mogle bi biti i neposredno uz neku klasičnu elektranu na kruta goriva ili postrojenje za preradu otpadnih voda gdje bi se alge dodatno opskrbljivale nitratima i fosfatima. No glavna prednost korištenja algi jest da se uzgajališta mogu instalirati praktički bilo gdje na svijetu gdje je dovoljno sunca. Pomislimo li na ogromna prostranstva Afrike i relativno jednostavni proces instaliranja takvih sustava, logično se nameće potreba da se tehnologija uzgoja i prerada algi pokuša što više popularizirati i približiti onima koji bi od nje mogli imati najveće neposredne koristi.
Alge kao moguće rješenje prehrane stanovništva
U nedavnom izvješću FAO-a upozorava se, naime, kako u svijetu danas gladuje preko 870 milijuna ljudi, te kako proizvodnja hrane postaje ključni globalni prioritet. Tradicionalna poljoprivredna proizvodnja je vrlo slabo prilagođena klimatskim promjenama i porastu temperature kao i naglim i nepravilnim oscilacijama ključnih klimatskih parametara. Dovoljno je samo jednokratno naglo zahlađenje ili prejaki toplinski val da dođe do uništavanja plodova. Jednako teške posljedice donose i sve češće oluje te velike količine padalina i popratne poplave. Proces fotosinteze moguć je samo unutar određenih temperaturnih raspona, što znači da opada iznad 35 stupnjeva celzija, a praktički prestaje iznad 40 stupnjeva. Isto pravilo vrijedi i za proces polenizacije.
Značaj korištenja algi slijedom njihovog energetskog i prehrambenog potencijala neki podižu i na razinu nacionalne sigurnosti. Tako Mark Edward, ugledni profesor sa već spomenutog Sveučilišta u Arizoni, koji je upravo objavio novu knjigu „Mikrofarme mira: Strategija zelene alge za prevenciju rata” zastupa tezu da će se zbog posljedica klimatskih promjena te porasta svjetske populacije sve više ratova u budućnosti voditi zbog nestašice pitke vode i hrane, odnosno zbog tuđe plodne zemlje na kojoj se može uzgajati potrebna hrana. Kao moguće rješenje za izbjegavanje sukoba, on sugerira upravo mikrofarme za uzgoj zelenih algi i mikro-sjemenki uz primjenu novih visokih tehnologija uzgoja. Cijena instaliranja takvih farmi, uz primjenu danas već poznatih novih tehnologija uzgoja, kao i educiranje onih koji će s njima upravljati neusporedivo je manja nego cijena vođenja sukoba ili post-ratne obnove.
Profesor Edward u svojoj novoj knjizi navodi kako je ključni problem klasične poljoprivrede u tome što se temelji na zemlji i korijenju. Biljke naime oko 30 posto ukupne dostupne energije troše upravo na korijenje, četvrtinu na stabljiku i preko trećine na sjemenje. U nedostatku dovoljnih izvora energije, biljka će kao prioritete postaviti korijenje zbog izvora vlastite prehrane te samu stabljiku kao strukture na kojoj se nalazi sjemenje. U konačnici, upravo sjemenje najviše trpi pri nedostatku energije i potrebne vode.
Sve biljke na zemlji nastale su iz alga u procesu koji je započeo prije 500 milijuna godina. Alge, za razliku od biljaka na zemlji, nisu toliko podložne klimatskim promjenama jer su gotovo potpuno neovisne o zemlji, a njihova struktura ne uključuje “suvišne” dijelove koji troše veliki dio dostupne energije.
Proizvodnja hrane, a primarno žitarica, zahtijeva iznimno velike površine plodne zemlje, a samo jedna tona zrna žitarica zahtijeva preko 10,000 tona vode. Uspješni uzgoj sjemenja i bilja traži i iznimno velika sredstva uložena u umjetna gnojiva. Samo cijena fosfora koji se masovno koristi u poljoprivredi porasla je za čak 7 puta u posljednjih dvije godine. Zaštita bilja i žitarica traži i velike iznose uložene u pesticide i različita sredstva koja dodatno podižu cijenu proizvodnje hrane. Pri proizvodnji genetski modificirane hrane potrebna je i veća količina vode. Umjetna gnojiva pak vrlo brzo propadnu na dubinu znatno ispod korijenja bilja što im naravno smanjuje učinkovitost. Tome treba dodati kako se tek oko 5 posto pesticida učinkovito iskoristi, dok praktički velika većina propada u zemlju i truje podzemne vode, čineći iznimno velike štete širem području. Površine pesticide pak raznosi vjetar i dodatno zagađuje okoliš.
Nove znanstvene spoznaje i suvremeni pristupi poljoprivrednoj proizvodnji temeljeni na zemlji, prema profesoru Edwardu, ne pridonose značajno povećanju efikasnosti proizvodnje, niti rješavaju ključno pitanje velikih nestašica hrane s kojima će se čovječanstvo suočiti. Zato se u posljednje vrijeme sve više pozornosti pridaje mogućim promjenama globalne strategije proizvodnje hrane, prema novim oblicima prehrambene proizvodnje koji ne bi ovisili o klimatskim promjenama i vremenskim uvjetima.
Prijedlog rješenja nudi se u instaliranju alternativnih mikrofarmi koje bi proizvodile 20 do 30 puta više alternativne hrane po hektaru nego klasične žitarice uzgojene na zemlji. Umjesto klasičnih modela uzgoja s korištenjem umjetnih gnojiva, pesticida i navodnjavanja, model mikorfarmi nudi okretanje ka sunčevoj energiji, ugljičnom dioksidu i steriliziranim otpadnim vodama. Mikro-plodovi koji se mogu uzgajati uključuju široki spektar različitih mikroorganizama kao što su alge, gljive, planktoni i drugo.
Hrvatska i energetski potencijal uzgoja zelenih algi
Hrvatski centar obnovljivih izvora energije (HCOIE) godinama promiče sve prednosti korištenja alternativnih izvora energije, pa tako i korištenje energije iz zelenih algi. Upravo s tim ciljem osnovan je i poseban Hrvatski centar za biogorivo iz alga. Iako su alge vrlo otporne na različite klimatske uvjete, idealnim se smatra umjerena temperatura u rasponu od 20-30 stupnjeva celzija uz puno sunčanih dana.
Hrvatskoj je, naravno, potrebno više stručnjaka upućenih u to područje, ali i snažniji poduzetnički duh te adekvatno zakonodavstvo i mehanizam koji bi poticali razvoj svih novih alternativnih tehnologija za korištenje novih i obnovljivih izvora energije. Prije svega potrebno je bolje informirati javnost o svim novim globalnim trendovima, kako u području obnovljivih izvora energije, tako i o novim tehnologijama proizvodnje hrane.
Prije nekoliko godina njemački istraživački tim sa Sveučilišta u Bremenu predložio je da se na području od 20-30 km uzduž mediteranske obale izgradi serija bioreaktora u kojima bi alge apsorbirale CO2 i proizvodile čistu bioenergiju. Područje s dosta sunca i blizu mora idealna je lokacija za takve energetske instalacije. Iako je njihova prvobitna ideja podrazumijevala jug Španjolske, nema naravno nikakvih razloga da i Hrvatska, ukoliko pokaže interes za takve projekte ne pokuša pronaći zainteresirane investitore. Činjenica da su klimatski uvjeti idealni za instaliranje uzgajališta algi, da je njihov uzgoj i prerada u biogorivo ekološki potpuno prihvatljiv, te da uzgoj algi neposredno potiče i razvoj niza pratećih industrija (farmaceutska, kozmetička, prehrambena) sigurno bi trebala naići na određenu pozornost onih koji sudjeluju u kreiranju buduće energetske slike zemlje. Budući da se alge hrane sa CO2 , instaliranje njihovih uzgajališta neki povezuju i sa neposrednom blizinom klasičnih elektrana na ugljen ili kruta goriva, jer zajedno čine sinergiju koja je ekološki iznimno prihvatljiva.
Primjer venecijanskog zaljeva i problem tamošnjih algi poučan je primjer inovativnog pristupa problemima. Početkom 1990-ih godina, nagomilane alge počele su se komercijalno koristiti u proizvodnji specijalnih papira. Prije dvije godine grupa talijanskih stručnjaka predložila je da se alge nagomilane u Venecijanskom zaljevu iskoriste i za proizvodnju čak 40 MW energije, odnosno polovicu ukupno potrebne energije za opskrbu centra grada. Talijanska vlada je tada odlučila uložiti čak 200 milijuna eura za ekološki projekt kojim bi se iskoristio energetski potencijal nakupljenih algi te ujedno značajno smanjila emisija štetnih plinova. Taj projekt trebao bi ujedno biti i prvi konkretan veliki primjer efikasne komercijalizacije morskih algi u jednoj urbanoj sredini.
Početkom 2012. godine osnovan je konzorcij od 12 organizacija iz 6 mediteranskih zemalja (Italija, Grčka, Cipar, Malta, Libanon i Egipat) financirana većim dijelom iz EU ENPI fondova koji bi istražio mogućnost komercijalnog korištenja morskih algi u proizvodnji energije. Vjerojatno ne postoji poseban razlog da se i Hrvatska aktivnije ne uključi u niz sličnih inovativnih međunarodnih projekata.
Budući da alge vjerojatno mnoge ipak najprije asociraju na gadljive zelene naslage koje ometaju kupanje na jadranskim plažama, utoliko je korisno bolje upoznati i popularizirati mogućnost njihovog korištenja i u neke vrlo korisne svrhe. Možda je uzgoj algi jedan od budućih inovacijskih iskoraka toliko nam potrebnog poduzetničkog duha, tim više što su uvjeti za njihov uzgoj u Hrvatskoj iznimno dobri.
Autor/izvor: dr.sc. Damir Kušen, veleposlanik RH u Finskoj
