مقایسه روش تولید انرژی و سوخت‌های تجدیدپذیر از جلبک‌ها با سایر روش‌های منابع تولید بیودیزل

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد زیست فناوری صنعت و محیط زیست، گروه علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشیار، هیئت علمی گروه انرژی‌های نو و محیط زیست، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

امروزه تولید سوخت­های جایگزین برای سوخت­های فسیلی از مباحث نوین و اساسی برای مقابله با آلودگی­های محیط زیست به شمار می­رود. بیودیزل نیز با همین رویکرد برای جایگزینی سوخت دیزل فسیلی به کار می­رود. به طور کلی در این مقاله علمی ترویجی به بررسی چهار نسل تولید سوخت زیستی از منابع مختلف و مقایسه­های اقتصادی تولید آنها پرداخته می­شود. در این مطالعه مروری از گزارش­های قبلی، ابتدا با توجه به رویکرد بومی­سازی سوخت­های جایگزین، به معرفی انواع ریزجلبک­ها، نحوه تولید، تکثیر و کاربردهای آن­ها در زمینه محیط زیست، تولید بیوگاز، بیواتانول و بیودیزل پرداخته می­شود. سپس به طور اختصاصی، شیوه بهینه تولید بیودیزل از ریزجلبک­ها مورد بررسی قرار می­گیرد و در نهایت مقایسه­ای بین بیودیزل تولیدی از ریزجلبک و سوخت دیزل فسیلی و استاندارد ASTM بیودیزل صورت گرفته است. نتایج مطالعات متعدد نشان داده است که به علت رشد سریع ریزجلبک­­ها و هزینه پایین کشت و تولید آن­ها و بازدهی بالا می­توان سالانه از هر هکتار کشت ریزجلبک حدود 5000 تا 15000 گالن بیودیزل تولید کرد که در مقایسه با دیگر منابع تولید بیودیزل جایگاه خوبی را به خود اختصاص می­دهد.

کلیدواژه‌ها


[1]   S. F.Han, W.B. Jin, R. J.Tu, W. M.Wu, Biofuel production from microalgae as feedstock: current status and potential. Critical reviews in biotechnology, Vol. 35, No. 2, pp. 255-268, 2015.
[2]   K. Dutta, A. Daverey, J. G. Lin, Evolution retrospective for alternative fuels: First to fourth generation, Renewable energy,  Vol. 69, No. 1, pp.114-122, 2014.
[3]   M. Olaizola, Commercial development of microalgal biotechnology: from the test tube to the marketplace, Biomolecular Engineering, Vol. 20, No. 4-6, pp. 459-466, 2003.
[4]   A. Aslam, S. R. Thomas-Hall, T. Mughal, Q. U.Zaman, N. Ehsan, S. Javied, P. M.Schenk, Heavy metal bioremediation of coal-fired flue gas using microalgae under different CO2 concentrations, Journal of environmental management, Vol. 241, No. 1, pp. 243-250, 2019.
[5]   Z. M.Xu, Z. Wang, Q. Gao, L. L.Wang, L. L.Chen, Q. G.Li, P. Yang, Influence of irrigation with microalgae-treated biogas slurry on agronomic trait, nutritional quality, oxidation resistance, and nitrate and heavy metal residues in Chinese cabbage, Journal of environmental management, Vol. 244, No. 1, pp. 453-461, 2019.
[6]   R. Harun, M. Singh, G. M.Forde, M. K.Danquah, Bioprocess engineering of microalgae to produce a variety of consumer products, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, No. 3, pp. 1037-1047, 2010.
[7]   C. Cavinato, A. Ugurlu, I.de Godos, E. Kendir, C. Gonzalez-Fernandez, Biogas production from microalgae, Microalgae-Based Biofuels and Bioproducts, pp. 155-182, 2017.
[8]   O. Córdova, J. Santis, G. Ruiz-Fillipi, M. E.Zuñiga, F. G.Fermoso, R. Chamy, Microalgae digestive pretreatment for increasing biogas production, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 82, No. 1, pp. 2806-2813, 2018.
[9]   H. M.Kim, C. H.Oh, H. J.Bae, Comparison of red microalgae (Porphyridium cruentum) culture conditions for bioethanol production, Bioresource technology, Vol. 233, No. 1, pp. 44-50, 2017.
[10] R. Sivaramakrishnan, A. Incharoensakdi, Utilization of microalgae feedstock for concomitant production of bioethanol and biodiesel, Fuel, Vol. 217, No. 1, pp. 458-466, 2018.
[11] T. M.Mata, A. A.Martins, N. S.Caetano, Microalgae for biodiesel production and other applications: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, No. 1, pp. 217-232, 2010.
[12] R. Davis, A. Aden, P. T.Pienkos, Techno-economic analysis of autotrophic microalgae for fuel production, Applied Energy, Vol. 88, No. 10, pp. 3524-31, 2011. 
[13] R. Pate, G. Klise, B. Wu, Resource demand implications for US algae biofuels production scale-up, Applied Energy, Vol. 88, No. 10, pp. 3377-3388, 2011.
[14] M. Mubarak, A. Shaija, T. V.Suchithra, Flocculation: An effective way to harvest microalgae for biodiesel production, Journal of Environmental Chemical Engineering, Vol. 7, No. 4, pp. 2213-3437, 2019.
[15] M. Mofijur, M. G.Rasul, N. M. S.Hassan, M. N.Nabi, Recent development in the production of third generation biodiesel from microalgae, Energy Procedia, Vol. 156, No. 1, pp. 53-58, 2019.
[16] C. Y.Chen, K. L.Yeh, R. Aisyah, D. J.Lee, J. S.Chang, Cultivation, photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production: A critical review, Bioresource Technology, Vol. 102, No. 1, pp. 71-81, 2011.
[17] J. A. V.Costa, M. G.de Morais, The role of biochemical engineering in the production of biofuels from microalgae, Bioresource Technology, Vol. 102, No. 1, pp. 2-9, 2011.
[18] Y. Chisti, Biodiesel from microalgae, Biotechnology Advances, Vol. 25, No. 3,  pp. 294-306, 2007.
[19] P. Schenk et al, Second Generation Biofuels: High-Efficiency Microalgae for Biodiesel Production, BioEnergy Research, pp. 20-43, 2008.