Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Прямое сжигание   Древесина, в том числе с энергетических плантаций;                       пеллеты (горючие прессованные брикеты из различных видов биомассы); отходы сельского хозяйства; отходы лесной и деревообраба­тывающей промышленности и т.д. Горение при t=900-2000⁰С Электриче­ская и тепловая энергия   Газификация биомассы Древесина, в том числе с энергетических плантаций; отходы растениеводства (солома, стебли кукурузы, багасса); отходы лесоводства; твердые бытовые орг. отходы Сжигание биомассы при t=800-1300⁰C в присутствии воздуха или кислорода и водяного пара. Топливный газ (синтез-газ): смесь Н₂, СО, СО₂, NO_х, СН₄. Сжижение биомассы (карбоксилолиз) Все виды биомассы в измельченном виде Взаимодействие биомассы с СО в присутствии щелочного катализатора в жидкой среде при давлении 150-250 атм., температуре 300-350⁰С в течение 10-30 мин. Вязкая жидкость (η=100сП), с температурой кипения 200-350°С, энергоемкостью в 10 раз больше исходного сырья. Пиролиз Кукурузная и рисовая шелуха, отходы кофейного производства; отходы лесоперерабатывающей промышленности (ель, сосна, лиственница, береза, кедр и т.д.) отходы растениеводства (солома, стебли кукурузы, багасса); «энергетические плантации» - специально выращенная древесина (гибриды ивы, черного топлива, эвкалипта и др.) и энергетические с/х культуры (кукуруза, сахарное сорго, мискантус и др.); бытовые органические отходы, в том числе полимеры искусственного происхождения Конверсия сырья без доступа воздуха при t=450-800°C. Отношение энергозатрат на производство к энергоемкости полученного продукта не выше 5%. 1) Бионефть (выход до 80% массы сухого сырья), 2) углеподобный остаток (до 30-35%) и 3) пиролизный газ (до 70%). Быстрый пиролиз   Те же виды сырья   Конверсия сырья без доступа воздуха при термическом воздей­ствии на биомассу экстремально высоких температур (600­1400⁰С) в течение 2-3 сек. Этанол, про­пилен, угле­водороды, близкие к бензину, во­дород, метан, этилен, про­пилен. Синтез биометанола и его производных (биометил­-тетро-бутиловый эфир - Био­МТБ) Продукты газификации и пиролиза биомассы, древесина и древесные отходы   1)Каталитический синтез метанола при высоком давлении и t = 300°С из газов, обра­зующихся при терми­ческой конверсии биомассы (СО, Н₂). 2) Сухая перегонка древесины Метанол, биоМТБ

Биотехнологическая конверсия биомассы

Метаногенез Отходы животноводства и растениеводства; отходы спиртовых заводов; отходы пищевых производств и ТБО; осадки сточных вод; активный ил очистных сооружений; биомасса макро- и микроводорослей, в том числе культивируемая Анаэробная ферментация в метантенках Биогаз, содержащий СН₄ (до 80%), СО₂ (до 20%) и примеси (N₂, Н₂, Н₂S). Производство лендфилл-газа ТБО свалок Сбор биогаза, образующегося на свалках ТБО Биогаз Производство биоэтанола и его произ водных (биоэтил-тетро-бутиловый эфир – Био-ЕТБ) Сельскохозяйственные культуры (сахарная свекла, сахарный тростник, кукуруза, картофель, пшеница, кассава и т.д.); древесина и отходы лесной и лесоперерабатывающей промышленности Спиртовое брожение сахара и крахмалсодержащего сырья, а также биогидролизатов из древесины Этанол, биоЭТБ Производство биобутанола древесина, отходы лесной, деревообрабатывающей промышленности и др. отходы растениеводства Ацетоно-бутиловое брожение Биобутанол

Получение растительных углеводородов

Производство биодизельного топлива Рапс, подсолнечник, соя, кукуруза, пальмовое масло, горчица, сурепица, индау, крамбе и др.; некоторые виды микроводорослей; маслосодержащие отходы пищевой промышленности   Отжим или экстракция масла из биомассы, переэтерификация и удаление глицерина Биодизель - метиловый эфир жирных кислот

Перспективные биотехнологии

Производство биофото-водорода Микроскопические водоросли (хламuдомонада), цианобактерии (анабена и др.); искусственные фотохимические системы (хлоропласты, гидрогеназа и др.) Фотосинтез Биоводород Производство биоводорода Отходы животноводства и растениеводства; отходы спиртовых заводов; отходы пищевых производств и ТБО; осадки сточных вод и др. Первый этап анаэробной ферментации   Каталитическое и мембранное разделение биосингаза. Биоводород     Биоводород

 

Практически все перечисленные направления использования биомассы в последние годы получили достаточное развитие, а в стадии научно-исследовательских разработок находятся биологические методы получения водорода. Предполагается, что они могут быть основаны либо на искусственных фотохимических системах (хлоропластах, выделенных из растительных клеток в присутствии катализаторов гидрогеназы или коллоидной платины и переносчика электронов), либо на применении микроскопических зеленых водорослей (хламидомонас) и цианобактерий (анабена) (в таблице 2, раздел Перспективные биотехнологии). В последнем случае продуцентами водорода выступают микроорганизмы и, следовательно, весь спектр исследований (генетических, биохимических, физиологических) целесообразен и необходим для повышения продуктивности культур по водороду.

Следует отметить, что даже хорошо известные технологии использования биомассы совершенствуются; так в технологиях прямого сжигания получила развитие дополнительная предобработка сырья, приводящая к существенному повышению энергосодержания продукта (производство пеллет, брикетов и гранул из древесных и растительных остатков). Большие перспективы намечаются в использовании технологии быстрого пиролиза для получения бионефти из специально выращенных энергетических растений. Так, из высушенной биомассы растения Мискантус китайский (слоновья трава), характеризующегося урожайностью до 50 т. зеленой массы на гектар и почти не содержащей трудноперерабатываемый лигнин, в результате быстрого (менее секунды) пиролиза при Т=450⁰ получена жидкость, близкая к нефти. Выход продукта составил 70%, однако недостатком является высокое содержание кислорода, поэтому сейчас разрабатывается технология его дезоксигенации. Первая в России установка по производству бионефти проходит испытания в СО РАН.

Метаногенез в мире переживает в последнее время второе рождение, т.к. с экологической точки зрения это уникальный процесс, способный уменьшить нагрузку на окружающую среду, конвертируя органические отходы в газообразное топливо с попутным получением органо-минеральных удобрений в биодоступной для растений форме. Актуальность применения данной технологии для России очевидна: ежегодно в стране образуется 150 млн. т концентрированных сельскохозяйственных отходов и 50 млн. т. древесных отходов. Из этого количества отходов может быть одновременно произведено 54 млрд. м³ биогаза, 30 млн. т. удобрений и 100 млн. т. биобензина. Кроме того, благодаря использованию новых мембранных технологий разделения СН₄ и СО₂ принципиально решена проблема использования биогаза в качестве автомобильного топлива. России, только вступающей в эру производства биотоплив, сложно конкурировать с другими странами; так, из-за природно-климатических условий и меньшей урожайности с/х культур неконкурентоспособным оказывается производство биоэтанола из пищевого сырья. Кроме того, существенный рост производства этанола из пищевых продуктов невозможен. Поэтому основным приоритетом могут стать инновационные технологии по про. изводству биотоплив II поколения из лигноцеллюлозных отходов - этанола и бутанола. Все развитые страны имеют государственные программы по развитию индустрии биотоплива на основе возобновляемого сырья, в которых ведущее место занимают технологии осахаривания лигноцеллюлозного сырья. Так, в этой области учеными химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова созда­ны уникальные ферментные системы, состоящие из комбинации синтетических полимеров с природными энзимами, способные осуществлять ферментативный гидролиз лигноцеллюлозы. Расщепленная до растворимых сахаров лигноцеллюлоза в дальнейшем сбраживается традици­онным способом с получением этанола, из которого каталитической восстановительной де­гидратацией получают топливный биоэтанол II поколения [Волчкова, 2008]. Но в реализации этой технологии есть еще много трудностей, одна из которых более высокая цена этанола из лигноцеллюлозы, превышающая его производство из зерна и тем более из сахарного тростника(2,25 $/галлон против 1,03 и 0,81 $/галлон). Но, судя по объему вложенных средств, в течение ближайших пяти лет ожидается развитие рентабельного производства в этой области.

Одним из возможных кандидатов на биотопливо ближайшего будущего является бутанол, который можно получать из осахаренной растительной биомассы путем ферментации. Эти технологии основаны на ацетонобутиловом сбраживании продуктов ферментативного гидролиза целлюлозных отходов анаэробными бактериями Clostridium acetobutylicum. В этом про­цессе наряду с бутанолом образуется ацетон и этанол в соотношении 60:30:10. Производство бутанола для химической промышленности было начато с конца 20-х годов прошлого века, но в 50-е годы в большинстве стран мира микробиологическое производство бутанола и ацетона было свернуто из-за конкуренции с нефтехимическим синтезом. В СССР и затем в Российской Федерации микробиологическое производство бутанола продолжалось до середины 90-х годов, поэтому возврат интереса к его производству в связи с появившимися перспективами применения бутанола в качестве биотоплива заставил обратиться к накопленному опыту (Дебабов, 2008).

В России ОАО «Корпорация биотехнологии» разработаны технологии и создается сеть предприятий по выпуску биобутанола II поколения из отходов спиртовых, лесоперерабатывающих и гидролизных комбинатов. Были достигнуты серьезные успехи в улучшении свойств штаммов бактерий-продуцентов бутанола: если ранее токсичность бутанола для бактерий­ продуцентов не позволяла получать высокие концентрации в процессе ферментации, то сейчас получены штаммы, выдерживающие 40-процентную его концентрацию (Каныгин, 2008). Био­бутанол в качестве моторного топлива предпочтительнее биоэтанола: его добавка в бензин мо­жет достигать 20% и выше без модификации двигателя, тогда как добавка этанола – только 5,75%; этанол вызывает расслоение горючего при низких температурах и при попадании воды, что отсутствует при использовании бутанола; энергосодержание бутанола (84% от бензина) выше этанола (62-70% от бензина). У этанола высокое давление насыщенных паров, у бутано­ла - меньше, чем у бензина, в результате чего нет необходимости модифицировать конструк­цию бензобаков, а следовательно логистическая транспортная цепь не требует изменений или может удешевляться.

Биодизель - это сложные эфиры (чаще всего метиловые эфиры) жирных кислот и низкомолекулярных спиртов. Сырьем для биодизеля служат жиры, чаще всего растительные масла, и метиловый спирт. По техническим свойствам биодизель близок к минеральному. Мировое производство биодизеля, главным образом из семян рапса, в 2006 г. составило 9,7 млн. т. (считается, что из 1 т. семян рапса можно получить 300 кг рапсового масла или 270 кг биодизельного топлива); в 2008 г. планируется получить 19,5 млн. т. семян рапса, в том числе в Европе 17,5 млн. т. На сегодня главным производителем и потребителем биодизеля остается Европа. В 2020 г. производство биодизеля может составить около 120 млн.м³.

В России одной из перспективных масличных культур является рапс, увеличение объемов производства семян которого позволит полнее обеспечить население растительным маслом, животноводство - растительным белком, а промышленность - сырьем. Исследования физико-химических свойств рапсового масла, проведенные во ВНИПТИрапса, подтверждают, что по основным показателям рапсовое масло и дизельное топливо различаются незначительно. Но за счёт более полной биоразлагаемости (на 95%) и уменьшению выбросов двуокиси углерода (в 1,5-2,0 раза), сажи и серы выявляется экологическое преимущество рапсового масла (Карпачев, 2006). Производство рапса в стране развивается медленно, хотя во многих регионах накоплен большой опыт по его возделыванию. Посевы рапса в России в последние годы (2001 -2005 гг.) занимали 130-250 тыс. га, но имеются реальные возможности довести в ближайшее время посевные площади масличных капустных культур до 2,5 млн. га. Этому способствует возросшая потребность в масличном сырье внутри страны и за рубежом, а также активная позиция министерства сельского хозяйства России, определившего отрасль рапсосеяния одним из приоритетов в дальнейшем развитии АПК. Опыт показывает, что производство биодизельного топлива оказывается рентабельным даже в небольших фермерских хозяйствах, чего нельзя сказать о биоэтаноле, выпуск которого становится экономически рентабельным только в условиях крупнотоннажного производства. Производство рапса считается рентабельным при урожайности более 14 ц/га.

Одной из проблем использования биотоплива и развития биоэнергетики в целом является возможность роста цен на продовольствие, что особенно активно обсуждается в средствах массовой информации. Тем не менее, результаты проведенных исследований (ФАО ООН) показывают, что даже в мировом масштабе производство биоэтанола и биодизеля сейчас не оказывает значительного влияния на повышение цен на продовольственном рынке. Большую значимость имеют другие факторы: низкий уровень урожая в странах экспортерах сельскохозяйственной продукции, возрастающий спрос на продовольствие в стремительно развивающихся государствах Юго-Восточной Азии, а также повышение цен на энергоносители. В частности, анализ соотношения цен на нефть и зерно кукурузы в CШA за последний год показывает, что цены изменяются практически синхронно. Тем не менее, Европейский Союз принял поправки в нормативы на биотоплива, увеличив обязательную долю биотоплива из непищевого сырья. Идут активные поисковые работы в области получения такого биотоплива, которое названо «биотопливо второго поколения».

Еще одним фактором, вызывающим опасения, является возможная конкуренция между производством «энергетических» и продовольственных культур за сельскохозяйственные угодья. В настоящее время доля сельскохозяйственных площадей, используемых для выращивания биотопливного сырья, остается весьма незначительной - менее 1 % от используемой пашни и менее 0,3% от доступных площадей (Кирюшин,, Аблаев, 2008). Однако в случае масштабного роста производства биоэнергетического сырья эту проблему необходимо учитывать. Согласно данным lEA в 2000 г. полное мировое потребление энергии составило 323*10¹⁸ Дж/год, в 2010 г. планируется рост до 403*10¹⁸Дж/год, а к 2020 г. - 488*10¹⁸Дж/год. В ряде прогнозов предполагается возможным (и необходимым) полное замещение уже к 2020 г. ископаемого топлива на возобновляемые источники энергии в генерации электроэнергии (186*10¹⁸Дж/год) (Huntley, Redalje, 2007). Будет ли у биоэнергетики возможность заместить оставшуюся долю потребляемой энергии (302*10¹⁸Дж/год), которая приходится на жидкое топливо? В настоящее время биоэнергия, производимая из наземных растений, замещает более 45*10¹⁸Дж/год энергопотребностей в мире. Без сомнения это замещение будет расти, однако, наземные экосистемы недостаточно продуктивны для производства такого количества биоэнергии на тех площадях, которые доступны. По современным оценкам общая площадь земель в мире, потенциально пригодных для производства сельскохозяйственных культур – 2,6 Гга или около 19,5% площади земли. К 2050 г. примерно половина (1,31 Гга), по-видимому, будет использоваться для пищевых целей. Оставшиеся 1,28 Гга (9,6%) могут быть потенциально использованы для выращивания энергетических культур (Climate change, 2001).

В качестве альтернативы традиционным энергетическим культурам могут выступать фотосинтезирующие микроводоросли - перспективные источники различных видов возобновляемого биотоплива: метана при анаэробном сбраживании, биоводорода, биодизеля из водорослевого масла. Биомасса микроводорослей на 50% сухого веса представлена углеродом, который образуется при ассимиляции атмосферного СО₂, поэтому при производстве 100 т. водорослевой биомассы связывается около 180 т. углекислого газа. Таким образом, плантации микроводорослей могут выступать эффективным стоком СО₂. Поэтому важно сравнить продуктивность различных наземных растений и липидосодержащих микроводорослей и оценить потребности в земельных площадях при их выращивании.

По данным Y.Chisti, продуктивность микроводорослей по биомассе и маслу на порядок превышает продуктивность наземных растений. Так, в некоторых видах водорослей при оптимальных условиях культивирования содержание липидов превышает таковое в масличных растениях: У Sce n edesтus diтorphиs содержание липидов составляет 16-40%, у Pryт n esiuт parvuт - 22-38%, Eug l e n a graci l is - 14-20%, Chlore l la vu l garis - 14-22%, Duпa l ie ll a sa l i n a ­ - 16-44%, Hae т atococcus pluvialis - 25-45%, Tetrasel т is suecica - 20-30%, lsochrisis galbana ­ - 22-38%, Nannochloropsis sp . - 33-38%, Stichococcus sp . - 40-59%. а у Botryococc и s braunii - до80% (Chisti. 2007; Huntley, Redalje, 2007). При этом площади их выращивания сокращаются по сравнению, например, с канолой (рапсом) в 50-100 раз (таблица 17). Проблема доступных площадей будет все более острой из-за конкуренции с продовольственными культурами и ухудшением качества пахотных земель.

 

Таблица 17.

Сравнительная оценка источников сырья для производства биодизеля (Chisti. 2007)

Культура	Урожай масла, л/га	Площадь, необходимая для производства масла (Мга)
Кукуруза	172	1540
Соя	446	594
Канола	1190	223
Ятрофа	1892	140
Кокосовый орех	2689	99
Пальмовое масло	5950	45
Микроводоросли (30%	58 700	4,5
Микроводоросли (70%)	136 900	2

 

Для применения микроводорослей в целях энергетики необходим скрининг штаммов­продуцентов масла и разработка технологии их крупномасштабного культивирования. Такие работы активно проводились, начиная с 80-х годов прошлого столетия. Самыми значимыми из них были программа Aquatic Species Program лаборатории возобновляемой энергетики США (the U.S. National RenewabIe Energy Laboratory (NREL)) с инвестициями в 25 млн.$ (Sheehan, 1998) и проект Research Institute of Iппоvаtivе Technology for the Earth (RIТЕ, Япония, 117 млн.$) (Murakaтi, lkenouchi, 1997). Однако экономическая рентабельность при производстве биотоплива с использованием фотосинтезирующих микроорганизмов в этих программах не была достигнута. Тем не менее, в 1997-2001 гг. на Гавайях осуществлено успешное крупномасштабное культивирование зеленой микроводоросли Haeтatococcus pluvialis (Huntley, Redalje, 2007). В многолетней практике выращивания водорослей используются два способа культивирования: в фотобиореакторах (закрытый способ) и в открытых культивирова­торах. Фотобиореакторы обеспечивают контролируемые условия выращивания, но являются дорогостоящим. При значительно более дешевом открытом культивировании возникает про­блема в неконтролируемости процесса, и, что существенно, заражения другими микроорганизмами. В результате в мировой практике только три вида водорослей (хлорелла, спирулина и дуналиелла) в настоящее время выращиваются в широких масштабах открытым способом. Это обеспечивается селективными условиями их роста (спирулина растет при рН среды >10, а ду­налиелла - на средах с минерализацией > 116⁰/₀₀). Для основной массы микроводорослей­–продуцентов масла более перспективными являются закрытые фотобиореакторы с контроли­руемыми параметрами и стерильными условиями, однако получаемый при этом биодизель до­роже минерального.

Известно, что для большинства штаммов микроводорослей достаточное обеспечение культуры азотом способствует высокой скорости роста, но приводит к низкому содержанию масла, в то время как при дефиците азота уменьшается скорость роста, а содержание масла увеличивается. Таким образом, высокая продуктивность по биомассе и высокое содержание липидов при одинаковых условиях культивирования взаимно исключаются. Это послужило основой двухстадийного процесса выращивания биомассы Haematococcus pluvialis с целью получения масла и каротиноида астаксантина - мощного антиоксиданта, востребованного фармацевтической промышленностью в проекте, упомянутом выше. Предложенная система непрерывного культивирования микроводоросли гематококкус состояла из закрытых трубчатых фотокультиваторов и открытых прудов общей площадью 2 га. На первой стадии в фотобиореакторах выращивалось большое количество альгологически чистой биомассы, которая затем помещалась в открытые системы с максимальным освещением и низкими концентрациями питательных веществ. В условиях физиологического стресса за короткий период (1-2 дня) происходило быстрое нарастание биомассы и усиленный биосинтез масла в клетках. Основные характеристики технологии двухстадийного метода выращивания Haematococcus pluvialis представлены в таблице 18.

Средняя энергопродуктивность биомассы Haematococcus pl uvialis составила в этом проекте 763 ГДж/га/год при энергопродуктивности по маслу 422 ГДж/га/год. Максимальные значения энергопродуктивности биомассы в отдельные периоды составили 1836 ГДж/га/год при энергопродуктивности по маслу 1014 ГДж/га/год. Эти величины существенно выше тех, что дают наземные растения (около 50 ГДж/га/год). Используя экспериментальные результаты авторов проекта, нами проведен сравнительный анализ продуктивности масличных культур (рапса) и микроводоросли Haematococcus plиvialis как сырья для биодизеля и показана принципиальная возможность замены наземных растений микроводорослями для получения биотоплива (Таблица 19).

Из данных, приведенных в таблице 5 видно, что производство биотоплива из высших растений, эквивалентного 300 ЕДж/год, потребует на порядок большую площадь пахотных земель, чем из биомассы микроводорослей. Проведенный нами сравнительный анализ урожайности рапса и микроводоросли Haematococcus pluvialis показал принципиальную возможность использования биомассы микроводорослей для получения биотоплива. Следует отметить, что данный успешный конкретный способ не является универсальным. Более высокий выход масла (>40%) отмечен в одностадийных экспериментах с Du n aliella sali n a при одновременном синте­зе ценного продукта β-каротина. В настоящее время экономическая рентабельность использования микроводорослей зависит в немалой степени от способности культуры продуцировать помимо энергетических продуктов ценные соединения, такие как β-каротин, астаксантин, фикоцианин, хлорофилл и т.д., которые удешевляют производство биодизеля.

Многочисленные исследования по применению микроводорослей в различных аспектах говорят о большом интересе к этой группе микроорганизмов. Целесообразны дальнейший поиск культур с повышенным содержанием масла, направленный биосинтез целевого продукты, работы по усовершенствованию оборудования для культивирования микроорганизмов с целью увеличения фотосинтетической эффективности, использование побочных продуктов и отходов производства. То есть микроводоросли следует рассматривать как объекты микробиологической промышленности. Немалое внимание уделяется генно-инженерным работам по увеличению скорости роста перспективных культур (Botryococcus braи n ii) и их продуктивности (Chlorella protothecoides). В последние 10 лет исследования американской компании Sоlazуme и китайских ученых из Department o fBiological Sciences and Biotechnology, Tsinghua University PR China были направлены на получение гетеротрофных штаммов микроводорослей, способных в темноте к усиленному синтезу липидов, на основе которых возможно производить дизельное и авиационное топливо. По их данным Chlore ll a protothecoides (гетеротрофный штамм) образует до 54,7% липидов против 14,57% , образуемых автотрофным штаммом (Wu, Мiао). Компания Solazyme заявляет, что начнет продажу «водорослевого горючего» на основе гетеро­трофных микроводорослей в ближайшие 2-3 года (Официальный сайт фирмы Solazyme).

Таблица 18.

Общая схема двухстадийного процесса культивирования микроводоросли Haeтatococcus pl uv ialis (Huntley, Redalje, 2007).

Параметры установки/условия культивирования		Ежедневное перемещение в объеме суточного прироста биомассы
	Фотобиореактор		Открытый культиватор
Размеры	Длина - 245 м Диаметр - 38 см Глубина культуральной жидкости - 35 см Площадь поверхности -186 м2		Длина - 76 м Ширина - 5.5м Глубина культуральной жидкости -12см   Площадь поверхности - 417 м2
Объем	25 м3		50м3
Характер роста	Непрерывная культура		Периодическая культура
Условия роста	Постоянные условия:     питательные вещества   температура низкая интенсивность освещения рН		Значительные вариации для создания условий физиологического стресса: питательные вещества – низкие концентрации или отсутствуют; высокая температура; очень высокая интенсивность освещения; постоянное значение рН.
Отклик системы культивирования	1) Скорость роста: постоянная 2)Концентрация клеток: постоянная		1) Скорость роста: первоначально очень высокая; далее - нулевая 2) Концентрация клеток: быстрый рост
Биохимические характеристики	Низкое содержание масла		Высокое содержание масла
Временные интервалы	Непрерывное культивирование		Рост клеток и накопление масла: 1-2 дня Накопление астаксантина: 3-5 дней

 

Таблица 19.

Сравнение продуктивности семян рапса и микроводоросли Haematococcus p l иvialis как энергонсточников

Культура	Продуктив-ность семян, т/га/год	Энерго- содержание общее, ГДж/га/год	Продуктив-ность по маслу, т/га/год	Энерro- содержание по маслу, ГДж/га/год	Площадь, необходимая для производства 300* 1018Дж/год энергии, Гга
Рапс (Германия)	3,1	77,9	1,2	44,7	6,7
Рапс (Финляндия)	1,6	24	0,65	25,4	11,8
Рапс (Россия)	2,5	61	0,75	29,3	10,2
Рапс (Россия)	1,0	37,1	0,3	11,7	25,6
Haematococcus pluvialis (в среднем	38,2	763	13,8	422	0,71
Hae т atococcus pluvialis (максимально)	91,8	1836	33,2	1014	0,3

В лаборатории возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ в течение 20 лет проводятся научно-исследовательские работы по крупномасштабному выращи­ванию биомассы микроводорослей в открытых плоскостных фото культиваторах как для целей энергетики, так и для комплексного использования в качестве кормовых и пищевых добавок; изучаются вопросы систематики микроводорослей; создается коллекция культур микроводорослей-продуцентов масла; осуществляется поиск продуктивных штаммов других энергетиче­ских культур микроводорослей (Dunaliella salina, Haematococcus pluvialis, Scenedesmus, Tetraselmis, Botryococcus braunii и др.) с целью разработки способов их массового культивиро­вания (Алексеев и др., 2004; Чернова, Киселева, 2004; Чернова и др., 2008. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант №2 08-08-00526).