Перспективные направления получения экологически чистой энергии

Запасы энергии в растительном покрове Земли, создаваемой с помощью фотосинтеза, сопоставимы с запасами энергии природных ископаемых. Обычно сухую биомассу превращают в энергию в процессе сгорания, тогда как наиболее эффективный способ превращения с помощью микроорганизмов сырой биомассы в энергию - получение углеводородов биогаза (метана). Метановое брожение было открыто еще в конце XVIII в. Биогаз, образующийся В результате такого брожения, представляет собой смесь, главные компоненты которой метан (65%), углекислый газ (30%) и сероводород (1%). Для получения биогаза используют смеси органических веществ (навоз, солому, помет, водоросли, целлюлозную биомассу), что требует для метанообразования многокомпонентных микробных ассоциаций. Метан важен не только для производства биоэнергии. Его получение - эффективный способ утилизации отходов сельского хозяйства. Экологически чистое топливо - этанол. В последние годы его начинают использовать в двигателях внутреннего сгорания. Наиболее пригодны для производства этанола злаки (особенно кукуруза), картошка, маниок, земляная груша, сахарная свекла, сахарный тростник. В последнее время спектр используемых для этого микроорганизмов значительно расширился. В настоящее время ведутся работы по генно-инженерному изменению этой бактерии с целью расширения круга утилизируемых ею субстратов. Перспективными для биоконверсии полисахаридных субстратов в этанол считаются некоторые термофильные бактерии. Так, Clostridium tlicrmohydrosulfuricum утилизирует с очень высоким выходом этанола продукты деградации целлюлозы.Для повышения выхода продукта и стабилизации активности бактерий производят иммобилизацию их на разных носителях. Согласно прогнозам этанол, получаемый ферментацией углеводородсодержащих субстратов, к 2000 г. будет стоить дешевле, чем спирт, производимый по традиционной химической технологии. Благодаря поиску микроорганизмов, содержащих углеводороды, которые можно использовать в качестве заменителей нефти, обнаружены некоторые микроводоросли (Bolhryacoceus, Isochrysis и др.), содержащие эти соединения в количестве от 15 до 80% сухой массы клеток. Наилучший состав углеводородов присущ В. braunii, что позволяет использовать ее в качестве источника энергии.

Преимущества и недостатки получения альтернативных источников энергии

Полноценное и последовательное развитие мировой биоэнергетики невозможно без получения исчерпывающей и достоверной информации о достоинствах и преимуществах этого вида альтернативных источников энергии. Преимущества биотоплива всем известны. Ведь производить биотопливо можно из самых разных органических материалов. А это означает, что развитие биоэнергетики, в отличие от других видов альтернативных источников энергии, возможно в любом регионе или стране мира, вне зависимости от климатических условий или рельефа. Кроме того, производство биотоплива поможет решить проблемы, связанные с утилизацией мусора. Это означает, что есть реальные перспективы решения весьма важной проблемы, которая уже давно заботит многих учёных, политиков и простых людей во всём мире. Теперь то, что представляло угрозу экологической безопасности планеты и являлось головной болью многих землян, может принести неоценимую пользу. Наряду с очевидными преимуществами, существуют и недостатки биоэнергетики. Так, многие учёные опасаются уничтожения лесов и нанесения вреда окружающей среде.В то же время, по мнению, некоторых исследователей, массовое выращивание растений, предназначенных для производства биотоплива, способно истощить плодородные земли и послужить причиной голода во многих странах третьего мира. Это понимают многие,и все перечисленные факторы тормозят развитие биоэнергетики. Конечно, указанные недостатки серьёзны и требуют тщательного изучения.

Заключение

Экологический кризис охватил практически всю планету. Основная его причина – результаты деятельности человека в промышленности, сельском хозяйстве и других сферах. Усиливается загрязнение окружающей среды промышленными, бытовыми и сельскохозяйственными отходами, прогрессирует эрозия почвы, уменьшается биоразнообразие, происходят глобальные изменения в биосфере (озоновые дыры, глобальное потепление и др.), изменяется среда обитания организмов и человека. В связи с необходимостью разработки экологически безопасных технологий в промышленности и сельском хозяйстве важная роль отводится биотехнологии. Такое развитие основано на экологизации промышленности и сельского хозяйства, использовании возобновимых источников энергии, сохранения биоразнообразия, защите окружающей среды, решении проблемы утилизации отходов и др. Все эти проблемы невозможно решить без использования современных биотехнологических методов. В настоящее время можно говорить о развитии нового направления исследований - экологической биотехнологии, науки, использующей методы генетической и клеточной инженерии, созданные на ее основе организмы и технологии для оздоровления и защиты окружающей среды. По своим потенциям биотехнология экологически достаточно чистый и практически неисчерпаемый высокоэкономичный производитель разнообразной продукции и поэтому все больше будет вытеснять несовершенные, ограниченные ресурсами и экологически вредные современные химические технологии. Однако для большего прогресса биотехнология нуждается в успехах фундаментальных наук и в более совершенных методах оперирования живыми системами.