Tulosta
 

2/2010 Toukokuu 2010

28.05.2010
*

Kasvatettu levä tulevaisuuden energialähde?


  Eräs mikrolevän laajamittaisen kasvatuksen ongelma on veden erottaminen levästä sadonkorjuuvaiheessa. Tässä siivilöidään levää 10 mikrometrin planktonhaavilla. Kuva Kristian Spilling.

Kasvatettu levä saattaa olla tulevaisuuden energialähteitä. SYKEn merikeskus tutkii yhteishankkeessa VTT:n kanssa leväbiomassan soveltuvuutta energiantuotantoon.

Mikroskooppisten, vedessä kelluvien planktonlevien käyttöä energiantuotannon tarpeisiin on tutkittu 1970-luvulta lähtien. Laajempi kiinnostus on herännyt viime vuosina energian hinnan yhä noustessa ja leväkasvatusteknologian edistyessä.

Kasvatusteknologia on välttämätön, sillä levien määrä luonnonvesissä ei ole tarpeeksi suuri, jotta biomassaa voitaisiin kerätä ja hyödyntää energiantuotannossa. Leväbiomassan laajamittainen kasvatus tapahtuukin joko suljetuissa valobioreaktoreissa tai avoimissa altaissa, joissa kasvuolosuhteita voidaan kontrolloida.

Planktonleväbiomassalla monia etuja

Leväbiomassa on kiinnostava tutkimuskohde, sillä planktonleväbiomassa lyö monella tapaa laudalta metsä- ja peltobiomassan. Levät kasvavat monta kertaa nopeammin kuin maalla kasvatetut kasvit ja niiden rasvapitoisuudet ovat muita kasveja korkeampia. Levätuotantoyksiköt eivät kilpaile peltoalasta ravinnontuotannon kanssa ja ne voidaan sijoittaa jopa kaupunki- ja teollisuusympäristöihin.

Levätuotantoyksiköiden kokoa voidaan periaatteessa säätää portaattomasti, minkä vuoksi tuotanto voidaan hajauttaa tai keskittää toisella tavalla kuin pelto- tai metsäbiomassan tuotannossa.

Leväsolut tuottavat rasvojen ohella monia kaupallisesti tärkeitä kemikaaleja, jotka voidaan myös hyödyntää. Jäännösbiomassasta voidaan saada lisäenergiaa useilla vaihtoehtoisilla menetelmillä (fermentaatio, polttaminen tai kaasuntaminen). Leväviljelmät voivat hyödyntää haitallisia hiilidioksidi- ja ravinnepäästöjä kasvutekijöinä.


  Scenedesmus obliquus -viherlevää ja Phaeodactylum tricornutum –piilevää kasvatetaan kahdeksan litran pulloissa. Ne sijlevaitsevat vesialtaassa, jonka vesi pitää ne tasalämpöisinä. Kuva Kristian Spilling.
Isoja laitoksia odotetaan

Planktonlevien käyttö energianlähteenä ei vielä tällä hetkellä ole kustannustehokasta, eikä isoja teollisuusmittakaavan laitoksia ole olemassa. Levien kasvatuksen ja eri prosessien optimointia tutkitaan ympäri maailmaa useissa tutkimuslaitoksissa. Monia haasteita on vielä ratkaistavana.

Peruskysymys on, mitkä levälajit ja -kannat soveltuvat parhaiten laajamittaiseen tuotantoon ja voidaanko niitä turvallisesti muokata geneettisesti tuottamaan enemmän rasvoja? Mitkä ovat taloudellisimmat ravinteiden ja hiilidioksidin lähteet leville?

Moni ratkaistava seikka liittyy kustannuksiin. On ratkaistava esimerkiksi se, miten leväsato korjataan energiatehokkaasti talteen vedestä? Tai miten järjestetään optimaalinen valonsaanti tiheissä leväkasvustoissa? Myös levien kasvatuksen vaatima pinta-ala ja kasvatusaltaiden tai putkien kustannustehokkuutta pitää selvittää.

Osa kysymyksistä liittyy itse polttoaineen valmistukseen. Näitä ovat esimerkiksi rasvojen uutto leväbiomassasta ja biodieselin valmistustekniset ongelmat.

Tutkimushankkeita

Suomessa planktonlevien käyttöä bioenergian lähteenä selvitetään Suomen Akatemian rahoittamissa Kestävän energian SusEn -tutkimusohjelman LIPIDO- ja ALGIESEL-hankkeissa, jotka ovat SYKEn ja VTT:n yhteishankkeita.

Aira Saloniemi

Lisätietoja:

Erikoistutkija, Timo Tamminen, Suomen ympäristökeskus SYKE , puh. +358 40 554 9564, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
Vanhempi tutkija Jukka Seppälä, Suomen ympäristökeskus SYKE, puh.+358 40 182 3316, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Lisää Suomessa tehtävästä taloudellisesta ja yhteiskunnallisesta merentutkimuksesta Itämeriportaalissa.