1598005375-fdca24712b4dd3cd0f1922045b94d243 (811202), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Ло !981. самых продуктивных сельскохозяйственных культур. Из водорослей можно получать заменители нефти. Например, на основе культуры одноклеточной зеленой водоросли дуналиелла, развиваюгцейся в широком диапазоне соленостей и дающей в сухом остатке до 85% многоатомного спирта — глицерола, в Пенсильванском университете (США) уже разработана технология гидрогенизации, позволяюгцая получать жидкие углеводороды Сев Сэп которые могут быть смешаны с сырой нефтью перед ее перегонкой и увеличат выход моторного топлива. Процесс переработки биомассы идет под давлением 7 10' Па при температуре 400'С. В качестве побочных продуктов гидро| енизации получаются углекислый газ и аммоний, разлагаемый далее на аммиак и углекислый газ, необходимые для роста самих водорослей.
Выход заменителя нефти в опытах составил около 50% от количества переработанной биомассы. По предварительным подсчетам, акватория площадью около 50 тыс. га может обеспечить получение до 5000 м' в сутки нефтеподобных веществ !321. Таблица 81 Сопоставление энергетичесиогв выхода переработки водорослей и сухопутных сельскохоэяйствениых культур * Нанианоаанна кутату тнаааноа топ Сахарный тростник/этанол Маниока/этанол Масличные Водоросли/метанол Водоросли/углеводороды 160 380 40 900 700 23 14,6 4 90 90 4,4 10,6а* 1 18 !6 * йгаяепег К., 11еье!!о А.
Ас!па!. Сонэ. пас. ре1го1, 1983,чо!.!6, № 82, р. 33 — 39 (РЖН, !984, вып. 1, реф. 1.90.!06). "'" Требует энергии для дистцлляцни. Сравнение энергетических возможностей переработки водорослей и сухопутных культур (табл. 8.1) убедительно говорит в пользу водорослей. Выход энергии из биомассы водорослей даже при скромных значениях продуктивности (урожайности) при любом виде переработки сугцественно превышает эффект, который может быть получен с помогцью сельскохозяйственных культур. й 3.4. Океенскме фермы длв вырвщмввнмл мвкроводорослем Океанские фермы для выращивания ламинариевых на искусственном субстрате — основа современного высокопродуктивного водорослеводческого хозяйства.
Искусственный субстрат был выб- 13* 196 ран из-за того, что перенесение обычных методов агрокультуры в подводные хозяйства оказалось нерентабельным по целому ряду причин технологического и экологического свойства. Такой тип фермы практически не имеет ограничения по глубинам — уже разработаны конструкции, которые могут эксплуатироваться в открытом море, а это дает возможность использовать в хозяйственных целях значительные площади океанской поверхности. Простейший вариант установки для вырашивания морской капусты изображен на рис.
8.6. Подобные конструкции используются уже более 10 лет в практике отечественной марикультуры Рис 8.8. Простейшая установка для выращивания ламинарии в Приморье. Их отличительная особенность — съемные поводцы, служащие субстратом для закрепления спор и роста водорослей.
Споры осаждают на поводцы в мелководных бассейнах на берегу. Затем в марте — апреле поводцы с молодыми растениями вывозят в море и прикрепляют к горизонтальным канатам. Собирают урожай, снимая поводцы с уже взрослыми растениями. Масса сырой ламинарии, высаженной в марте — апреле, уже в феврале следующего года достигает 50 — 55 кг. Без специальной подкормки и регулирования температурных условий морская ферма на основе подобных установок позволяет в условиях Приморья получать до 70 т/га сырой продукции при средней массе одного слоевища 0,8 кг в двухлетнем цикле выращивания.
Цикл выращивания может быть сокращен до одного года, если высаживать на поводцы не споры, а подготовленную рассаду высотой 15 см, также вырашеиную в бассейнах на берегу при оптимальных условиях 1161. Работы по искусственному разведению морской капусты были начаты на Дальнем Востоке в 60-х гг., а первая водорослеводческая ферма была основана в 1972 г. Площадь искусственных морских плантаций в Приморье уже достигает 65 га прн урожайности 80 — 100 т/га.
Эти плантации обеспечивают получение всей товарной продукции. Продуктивность ферм пока низка и отстает от предельной, наблюдаемой в естественных условиях. Развитию сети ферм мешают трудности, связанные с большой долей ручного труда при современной технологии посадки, обслуживания и сбора урожая. Дальнейшее развитие фермы этого типа получили, когда в 1974 г. была построена широко известная опытная ферма Г. Уилкокса вблизи о. Сан-Клемента примерно в 100 км от кали- форнийского побережья США. Ферма плошадью 3 га (рис. 8.7) представляла собой гибкий плот, по периметру которого размещались поплавки, соединенные полипропиленовыми канатами.
Из нее'~ СЪ с~~,. лот„'~~в кап л э лтэ с.в Рис, 8.7. стационарная Ферма Унляокса 18Ц таких же канатов была смонтирована рабочая часть плота— искусственный субстрат для разведения гигантского келпа. Плот удерживался системой якорей в 12 м от поверхности при глубине моря около 90 м. Это была прочная пространственная конструкция, способная противостоять штормам средней силы. Возможно, она просуществовала бы достаточно долго, если бы уже в январе 1975 г. не была разрушена неизвестным судном, команда которого не обратила внимания на навигационные знаки, зашишав- 197 шие ферму, построенную, кстати говоря, под эгидой ВМС США и обслуживавшуюся его специалистами 151].
Эксперимент не был завершен (не удалось получить урожай культурного келпа), но он способствовал продолжению работ по созданию установок уже с искусственной подкормкой водорослей за счет подъема богатых биогенными солями глубинных вод (простая подкормка удобрениями с поверхности не дала бы нужного эффекта из-за ухудшения прозрачности воды, а ведь водорослям нужен еще и свет! ). Установка первой экспериментальной фермы была частью программы министерства энергетики США, принятой в 1975 г. и рассчитанной на 10 — 15 лет. Программа предусматривала проведение необходимых исследований по разведению гигантского келпа и его переработке, в основном в метан, путем анаэробного разложенгпь Кроме биологических исследований, конструкторских работ, отработки методов разведения келпа предстояло разработать технологию его предварительной подготовки к переработке подобрать необходимые культуры бактерий, отработать технологию биологического разложения.
Все эти работы были выполнены Н ау ~но-исследовательским институтом газа. Заключительная фаза программы предполагала создание опытно-промышленной фермы площадью около 40 тыс, га в Атлантическом или в Тихом океане. Предполагалось, что 1 га такой фермы может обеспечить О среднегодовую потребность в пище и энергии от 6 до 12 чеч, (65). чередное измение конъюнктуры на нефтяном рынке побудило правительство США практически прекратить финансирование этих работ и передать их частным фирмам. Следующим шагом в развитии океанских ферм стало создание совершенно новой плавучей конструкции в виде океанского буя с трубопроводом для подачи обогащенной глубинной воды Эти работы проводились под научным руководством Научно-исследовательского института солнечной энергии отделом систем утилизации энергии компании «Дженерал электрик» (Филадельфия, США).
В работах принимали участие несколько субподрядчиков, в частности работы по конструированию оборудования и его изготовлению были выполнены отделением фирмы «Глобал марин» (Ньюпорт, Калифорния). Возглавил проект Ж. Леон. Н а основе результатов предыдущих работ были выработаны основные требования к новой конструкции: конструкция не должна создавать значительного сопротивления океанским течениям, волнам я ветру; она должна выдерживать без значительных повреждений шторм с высотой волн 16 м и течением 1 м/с (случается, в среднем, раз в 50 лет); т е конструкция должна полностью соответствовать биологическ м ребованиям, необходимым для роста келпа, и при работе не загрязнять среду; для проведения исследований она должна позволять установку на якорь на глубине моря примерно до 700 м; 198 конструкция должна быть безопасной для персонала и удобной для обслуживания; обогащенные биогенными солями воды должны подниматься с глубины до 500 м в таком количестве, чтобы обеспечить концентрацию азота в объеме, занятом растениями, на уровне 3 10-а грамм-атома на литр.
Конструкция фермы (рис. 8.8) была разработана после целого ряда машинных экспериментов и испытания моделей. В качестве субстрата для разведения келпа в ней использованы синтетические канаты, натянутые на раму из 6 спиц, связанных стальными тросами. Спицы на шарнирах прикреплены к жесткой секции трубопровода на глубине примерно !8 м от поверхности воды. Благодаря шарнирам рама может складываться, что важ- но при установке фермы, Жесткая секция трубопровода шарнирно связана с одной сто- ./ — 1 роны с корпусом буя, с другой — с трубопроводом глубинной воды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
