PAŘÍŽ (od zvláštní zpravodajky LN ve Francii) Ekologická spása, nebo cesta do pekel? Biopaliva vypadala ještě nedávno jako nadějný nástroj k omezení skleníkových plynů. Je pravda, že při jejich spalování vzniká oxid uhličitý jako u klasického benzinu a nafty. Rozdíl je ale v tom, že se vyrábějí z rostlin, které krátce předtím odebraly CO2 z atmosféry. Do oběhu se tedy nepřidává další uhlík, který ležel miliony let ukrytý pod zemí, jako je tomu při užívání fosilních paliv.
Přesto prvotní nadšení z biolihu, vyráběného z obilí a kukuřice, i z bionafty, pocházející z řepkového a palmového oleje, rychle opadlo. Výroba biopaliv je zatím velmi drahá a navíc žene nahoru ceny potravin. Ekologové upozorňují, že obyvatelé tropických oblastí ve velkém kácejí pralesy a zakládají místo nich plantáže olejových palem.
Odborníci proto hledají způsoby, jak vyrábět biopaliva z jiných surovin, než jsou potravinové plodiny. Jednou z nových možností je využití mikrořas – organismů, které jsou součástí rostlinného planktonu.
Na moři i v mokřinách Už dnes existují zařízení, ve kterých se řasy průmyslově pěstují. Obsahují hodně bílkovin, lipidů, pigmentů a antioxidantů, a proto se používají jako potravinové doplňky pro lidi i zvířata. Slouží rovněž jako zdroje surovin pro farmaceutický a kosmetický průmysl.
„Důležité je, že mají také mnoho lipidů – tedy tuků, ze kterých se může vyrábět bionafta,“ uvedl na pařížském veletrhu výzkumu a inovací Kristian Spilling z Finského ústavu pro životní prostředí v Helsinkách. Společně s finským Technickým výzkumným centrem zahájil projekt, jehož cílem je zkoumat možnosti výroby biodieselu z řas.
Jedním z hlavních přínosů má být podle Spillinga fakt, že se řasy mohou pěstovat v místech, která nekonkurují zemědělské půdě – například na moři nebo v zasolených mokřinách. Finský expert poukazuje i na to, že řasy rostou mnohem rychleji než řepka a podobné plodiny, takže se mohou sklízet častěji. Navíc lze vedle oleje využít k dalšímu zpracování i samotnou biomasu.
Před přílišným optimismem ale varuje docent Jiří Masojídek z Laboratoře řasových biotechnologií Mikrobiologického ústavu AV ČR v Třeboni. „Výroba bionafty z řas je dobrý nápad, bezesporu by byla velkým přínosem. V řadě světových laboratoří se na tomto problému pracuje. Má ale mnoho úskalí a cesta k průmyslovému využití bude ještě dlouhá, pokud se vůbec podaří ho realizovat,“ podotýká český expert.
Existují sice kmeny řas s vysokým obsahem lipidů a kmeny, které rostou rychle. Zatím se ale nepodařilo najít průnik těchto vlastností. Problém je v tom, že právě „tučné“ řasy s obsahem lipidů okolo 40 až 60 procent rostou velmi pomalu a snadno se kontaminují nevhodnými kmeny.
Vhodný kmen zatím chybí „Bude zapotřebí buď selekcí, nebo spíše pomocí genetických modifikací získat nový kmen s vysokým obsahem lipidů, který zároveň poroste rychle,“ říká docent Masojídek. Dále připomíná, že už dostal ze zahraničí několik nabídek ke spolupráci na podobných projektech, ale právě z tohoto důvodu je odmítl.
„Nyní mi chodí zoufalé e-maily s prosbami o kmen řas s těmito vlastnostmi. Ale kdybych ho měl, tak ho nikomu nedám a sám bych možná dostal Nobelovu cenu,“ říká s nadsázkou Jiří Masojídek. „V každém případě nesmíme zůstat stranou a třeboňská laboratoř se zapojuje do spoluprací v oblasti tohoto výzkumu v rámci nově vypisovaných projektů EU,“ dodává.
Kristian Spilling se ale domnívá, že ani menší obsah lipidů nemusí být nepřekonatelnou překážkou. „Bionafta druhé generace se bude vyrábět z jakékoliv biomasy, tedy i z celých řas, nejen z lipidů,“ říká.
Další překážkou je podle docenta Masojídka technická náročnost a nákladnost pěstování i zpracování řas. Efektivně rostou jen v tenké vrstvě, kde mají zajištěn dostatek světla. Pokud by měly pěstírny alespoň částečně uspokojit poptávku po biopalivech, musely by zabírat obrovské plochy.
I v případě, že se podaří vyšlechtit vhodný kmen rychle rostoucích řas s vysokým obsahem lipidů, pořád bude zapotřebí vyřešit další otázky: jak pěstovat co nejvíce řas na co nejmenší ploše, jak je efektivně sklízet a získávat z nich olej.
Pionýrem v této oblasti chce být americká společnost PetroSun z Rio Hondo v Texasu. Letos v dubnu oznámila, že má v plánu pěstovat řasy na slanisku o ploše 4,5 km2 a získávat ročně přes 16 milionů litrů oleje a 50 milionů kilogramů biomasy. Zda a jak rychle se jim podaří k tomuto cíli dospět, ukáže až čas. Pro srovnání – v Třeboni, kde pěstují řasy ve vysoce produktivním systému, vyroste za pět měsíců kultivační sezóny 1,2 tuny biomasy na 650 čtverečních metrech.
Dvě mouchy jednou ranou Při pěstování řas mají odborníci na vybranou mezi dvěma možnostmi: buď je vystaví přirozeným podmínkám venku na otevřených plochách, nebo jim vytvoří umělé prostředí ve speciálních bioreaktorech.
V prvním případě riskují, že se mezi šlechtěné řasy dostanou i divoké invazivní druhy s nižším obsahem lipidů. Ty porostou rychleji a kultivované řasy umoří. Kromě toho naše klimatické podmínky vyhovují masové kultivaci řas jen pět měsíců v roce. Tato metoda se tedy může uplatnit spíše blíž k rovníku.
Bioreaktory je zapotřebí vyhřívat a osvětlovat, v teplejších oblastech se musí naopak chladit. Tím roste spotřeba energie a výroba už není tolik šetrná k životnímu prostředí. Také je nutné vyřešit odvod plynů, především kyslíku, které řasy produkují, a naopak jim dodávat potravu v podobě CO2 a výživy. „V tom spočívá další úvaha o pěstování řas. Bioreaktory se mohou umístit poblíž tepelných elektráren nebo spaloven komunálního odpadu, jež produkují velké množství oxidu uhličitého v poměrně čisté formě,“ říká Kristian Spilling. Tím by se zabily dvě mouchy jednou ranou: průmysl se zbaví přebytečného skleníkového plynu a řasy budou mít co jíst.
O podobně zaměřeném projektu nyní uvažují také odborníci z třeboňské laboratoře. „Máme v plánu zkoumat možnosti poloprovozního fotobioreaktoru s řasami na fixaci CO2 ze spalinových plynů,“ říká docent Masojídek. Připouští, že je nutné začít se zabývat i přeměnou biomasy řas na naftu. „Zatím především na úrovni výzkumných projektů. Pokud jde o praktické využití, určitě k němu nedojde dřív než za pět až deset, možná spíš později,“ uzavírá docent Jiří Masojídek.
***
Nový směr biopaliv Odborníci hledají zdroje bionafty, které nebudou konkurovat produkci potravin. Za nadějnou cestu někteří experti považují výrobu bionafty z řas. Realisté ale upozorňují, že jejich vývoj ještě potrvá nejméně deset let.
Řasy musí růst v tenké vrstvě, aby měly dobrý přístup k oxidu uhličitému a ke světlu. Pěstírny proto zabírají velké plochy.
Ideální koncepce bioreaktoru s řasami na výrobu bionafty
Řasy se živí oxidem uhličitým, proto by se mohly pěstovat u spaloven, které tento skleníkový plyn produkují
Výhodou řas je, že obecně rostou rychleji než řepka, olejová palma a další plodiny, ze kterých se dnes vyrábí bionafta. Problém je ale v tom, že řasy s vysokým obsahem lipidů (tuků), z nichž se bionafta vyrábí, rostou poměrně pomalu. Bude proto zapotřebí genetickými úpravami vyrobit kmen řas s vysokým obsahem lipidů, který zároveň poroste rychle.
Jedna z variant bioreaktoru pro pěstování řas 1/ vodní čerpadlo 2/ přísun živin 3/ počítačový řídicí systém 4/ filtr 5/ čerpadlo 6/ bioreaktor s řasami
O autorovi| Eva Vlčková, redaktorka LN
