Před několika lety, jsem se rozhodl zkusit porozumět tomu,
zda by bylo možné vytvořit biopaliva,
v takovém měřítku, v kterém by byla schopna soupeřit s fosilními palivy,
ale nesoupeřit se zemědělstvím o vodu,
hnojivo a půdu.
Zde je to, na co jsem přišel.
Představte si, že pod vodu
umístíme nádobu, naplníme ji odpadní vodou
a některou formou mikroskopických řas, která produkují olej.
To vše uděláme z flexibilního materiálu,
který bude schopen pohybovat se s vlnami.
Tento vytvořený systém bude samozřejmě,
využívat solární energii k růstu těchto řas,
k čemuž budou využívat CO2, což je pozitvní
a tím budou produkovat kyslík.
Tyto rostoucí řasy jsou umístěny v nádobě,
která distribuuje teplo okolí.
Můžeme je vzít a využít je pro biopaliva,
kosmetiku, hnojiva a zvířecí potravu.
Samozřejmě bychom museli využít velkou plochu tak,
abychom se nemuseli obávat o jiné subjekty
jako rybáře, lodě atd. ale přece,
my mluvíme o biopalivech,
známe důležitost využití potenciálu
alternativních tekutých paliv.
Proč mluvíme o řasách?
Tady vidíte graf ukazující rozdílné druhy plodin,
které jsou zvažované jako zdroj biopaliv.
Tedy můžete vidět například sojové boby,
které produkují 40 litrů na km2 za rok
nebo slunečnici, řepku, jatrophu, palmu,
ty vysoké hodnoty napravo ukazují, čeho mohou dosáhnout řasy.
To je třeba říci, řasy dosahují něco mezi 76
a 189 hl na km2 za rok,
v porovnání s 40 l na km2 za rok u sóje.
Tedy, co jsou mikroskopické řasy? Mikroskopické řasy jsou mikro--
to je to, jsou velmi malé, jak zde můžete vidět
na obrázku těchto jednobuněčných organismů,
v porovnání s lidským vlasem.
Tyto malé organismy jsou kolem nás
miliony let a ve škále tisíců
rozdílných druhů jednobuněčných oranismů,
některé z nich jsou nejrychleji rostoucí rostliny na zemi
a produkují, jak jsem ukázal, mnoho a mnoho oleje.
Nyní, proč to chceme vytvořit mimo pevninu?
Dobře, ten důvod proč to tvoříme mimo pevninu je,
že když se podíváme na naše pobřežní města, vidíme, že nemáme na výběr,
protože využijeme odpadní vodu tak, jak jsem navrhl
a jestli se podíváme, kde je nejvíce
čističek odpadních vod, zjistíme, že jsou zakořeněny ve městech.
Toto je San Francisco, které má 1440 km
kanalizačního potrubí pod městem již nyní
a vyprodukovanou odpadní vodu vypouští do moře.
Tedy, různá města na světě zacházejí s odpadní vodou
odlišně. Některá ji zpracovávají,
některá ji pouze vypouští do okolí.
Ale ve všech případech, voda, která je vypouštěna
zcela dostačuje k růstu mikroskopických řas.
Představme si, jak by tento systém mohl vypadat.
My jej nazýváme OMEGA, což je zkratka pro
Mořské Membránové Ohrazení pro Pěstování Řas (Offshore Membrane Enclosures for Growing Algae).
V NASA, musíte mít dobrou zkratku.
Tedy, jak to funguje? Trochu jsem vám to již ukázal.
Vložíme odpadní vodu a nějaký zdroj CO2
do našich plovoucích konstrukcí,
přičemž odpadní voda poskytuje růstové živiny řasám,
ty pohlcují CO2, které by jinak šlo pryč
do atmosféry jako skleníkový plyn.
K růstu samozřejmě využívají sluneční energii a
vlny na hladině poskytují energii
na promíchávání řas a teplota
je stabilizována teplotou okolní vody.
Jak jsem již zmínil, tyto řasy produkují při růstu kyslík
a také biopaliva, hnojiva, potravu
a jiné využitelné řasové produkty.
Tento system je kompaktní. Co tím myslím?
Je přizpůsobivý. Řekněme, že se něco stane
jednomu z modulů, něco naprosto nečekaného.
Bude prosakovat. Bude zasažen bleskem.
Odpadní voda, která uniká, je již voda,
která je vypouštěna do pobřežního prostředí,
uniklé řasy jsou biologicky odbouratelné
a jelikož žijí v odpadní vodě,
nesnesou čerstvou vodu, což znamená, že nemohou
žít ve slané vodě a zemřou.
Plastový materiál, který použijeme, bude
dobře známý plast, s kterým máme dobré zkušenosti a
moduly budou takové stavby, aby mohli být znovu použity.
Když nad tím přemýšlím, my jsme tedy schopni vytvořit
systém, který vám ukazuji a to je třeba říci.
My se musíme zamýšlet nad vodou, nad čerstvou vodou,
která také bude vážným tématem budoucnosti.
Pracujeme na metodách
úpravy odpadní vody.
Další věc pro zvážení je vlastní konstrukce.
Ona poskytuje povrch pro různé věci v oceáně
a tento povrch, který je pokrytý mořskými řasami
a jinými oceánskými organismy,
se samo stane mořským prostředím
a tím tedy zvýší biodiverzitu.
A konečně, protože je to mořská konstrukce,
můžeme zvážit, jak to přispěje
k akvakulturní aktivitě mořského prostředí.
Tedy, vy si pravděpodobně myslíte: " To zní
jako dobrý nápad. Co můžeme udělat, abychom viděli, jestli to tak opravdu funguje?"
No, já jsem založil laboratoře v Santa Cruz
při kalifornském ústavu pro rybářství a myslivost,
toto zařízení nám umožňuje mít velké nádrže s mořskou vodu
pro vyzkoušení těchto nápadů.
Také jsme začali experimenty v San Fraciscu
na jedné ze tří čističek odpadní vody,
opět se jedná o zařízení pro ověřování nápadů.
A nakonec, bychom chtěli vědět,
jaký by byl dopad této konstrukce
na mořské prostředí, proto jsme vytvořili takové zařízení
na místě nazývaném Moss Landing Marine Lab
v Monterey Bay, kde pracujeme v přístavu,
abychom zjistili dopady na mořské organismy
Laboratoř, kterou jsme založili v Santa Cruz, byla náš rozvojový projekt.
Bylo to místo, kde jsme pěstovali řasy,
svařovali plasty, vytvářeli nástroje,
a dělali mnoho chyb,
nebo, jak říká Edison, my jsme
hledali těch 10 000 způsobů, kterými by náš systém nemohl fungovat.
Nyní, pěstujeme řasy v odpadní vodě a stavíme zařízení,
která nám dovolují nahlédnout do života řas,
můžeme monitorovat jejich růst,
zjistit, co jim prospívá, ujišťujeme se, že
budeme mít buněčné kultury, které přežijí a bude se jim dařit.
Tedy nejdůležitějším prvkem, který bylo potřeba vyvinout byly
tzv. fotobioreaktory nebo také PBRs (photobioreactors)
To jsou ty konstrukce plovoucí
na hladině, vytvořené z levného plastu,
který dovoluje řasám růst. Postavili jsme mnoho a mnoho
konceptů, většina z nich byla hrozná chyba,
ale když jsme nakonec dostali fungující koncept
na 100 litrů, zvětšili jsme jej
na 1 700 litrů v San Franciscu.
Ukážu Vám, jak tento systém funguje.
V podstatě vezmeme odpadní vodu s vybranými řasami
a poženeme je skrz tyto plovoucí konstrukce,
válcové, flexibilní plastové konstrukce.
Necháme je tu cirkulovat
se slunečním zářením dopadající na jejich povrch
a řasy porostou díky příjmu živin.
Ale to je trošku jako navlečení si sáčku na hlavu.
Řasy se nebudou dusit kvůli CO2
jako my.
Ony se dusí, protože produkují kyslík,
ony se ve skutečnosti nedusí, ale vzniklý kyslík
je problematický a řasy vypotřebují všechen CO2.
Tedy další neodkladná věc byla, jak můžeme
odstranit kyslík, což jsme udělali postavením tohoto trychtýře,
ve kterém cirkuluje část vody
a navrací CO2, což jsme udělali probubláváním systému
před tím než vrátíme vodu zpět.
Tady vidíte prototyp,
na kterém jsme se poprvé pokusili vyzkoušet tento typ trychtýře.
Větší trychtýř, který jsme pak v San Franciscu
použili v systému.
Vlastně ten trychtýř měl ještě jinou velmi dobrou vlastnost,
a to, že se v něm řasy usazují,
což nám dovoluje sbírat tuto řasovou biomasu
a jednoduše ji sklidit.
Tedy bychom mohli vzít řasy, které se koncentrují
na dně trychtýře a potom bychom je mohli
sklidit procedurou, kdybychom je nechali vyplout
na povrch a sesbírali je síťkou.
My jsme také chtěli zjistit, jaký by byl dopad
tohoto systému na mořský ekosystém.
Jak jsem zmínil, začali jsme pokus v terénu
v Moss Landing Marine Lab.
Zjistili jsme, že ten materiál
přerostl řasami, proto jsme potřebovali vyvinout
čistící proces. Také jsme sledovali
vliv na mořské ptáky a savce.
A zde vidíte mořskou vydru, která o to měla neuvěřitelný zájem
a která v pravidelných intervalech přeplouvala přes tuto malou
plovoucí vodní postel. My jsme ji chtěli najmout
nebo vytrénovat, tak aby čistila povch
těchto modulů, ale to je jen budoucnost.
A teď, co jsme dělali:
pracovali jsme na čtyřech oblastech.
Náš výzkum se zabýval biologií systému,
což zahrnuje studium způsobu růstu řas,
ale také co se jimi živí a co je zabijí.
Chtěli jsme porozumět, co bychom potřebovali
abychom mohli postavit tyto konsrukce
a to ne pouze v malém měřítku, ale
v obrovském, které bude opravdu potřeba.
Zmínil jsem, že jsme pozorovali ptáky a mořské savce,
sledovali jsme dopad našeho systému
na ekosystém. A také nás zajímaly ekonomické aspekty,
co myslím tím ekonomické,
kolik energie je zapotřebí pro funkci našeho systému?
Dostaneme více energie z našeho systému
než do něj vložíme
za účelem toho, aby fungoval?
Jaké jsou provozní náklady?
Jaké jsou investiční náklady?
A jaká je celá ekonomika provozu?
Musím Vám říci, že to nebude lehké,
čeká nás ještě mnoho práce ve všech čtyřech
oblastech, abychom to mohli rozběhnout.
My ale nemáme moc času, chtěl bych vám ukázat
uměleckou koncepci, jak by náš systém mohl vypadat,
pokud se budeme nacházet v chráněném zálivu,
v jakékoli části světa a budeme mít v pozadí
tento obrázek, čističky odpadní vody
a zdroj přívodu plynu CO2.
Když však spočítáte ekonomickou stránku systému,
zjistíte, že bude obtížné to rozběhnout.
Pokud se nebudete na tento systém dívat, jako na cestu nakládání se znečištěnou vodou,
skladování uhlíku a potenciálně pro fotovoltaické panely
nebo případně přílivové či větrné zdroje energie.
Jestli začnete přemýšlet z pohledu
propojení těchto všech různých možností,
mohli byste také zahrnout takové věci, jako akvakulturní zařízení.
Takhle bychom mohli chovat korýše,
pěstovat slávky nebo hřebenatky.
Pěstovali bychom ústřice a další organismy,
které by produkovaly hodnotné produkty a jídlo.
To by byl tržní pohon, jak bychom
budovali systém ve větším a větším měřítku, čímž by to mohlo
převážit nad pouhým využitím pro produkci paliv.
Vždy nastává velká otázka,
protože plast v oceánu má opravdu špatnou pověst,
přemýšlíme o ekologicky nezávadném řešení.
Co se chystáme dělat s plastem, který
budeme potřebovat v našem mořském ekosystému?
Já nevím, jestli tom víte,
ale v Kalifornii je velké množství plastu,
které se používá na polích jako mulč,
což je plast, který vytváří tyto malé skleníky
přímo v úrovni půdy a poskytuje
teplo půdě pro prodloužení sezóny,
pomáhá nám to mít pod kontrolou plevel
a samozřejmě to zvyšuje účinnost zavlažování.
Tedy OMEGA systém bude tato část
výstupu a když skončíme užívání plastu
v mořském ekosystému, použijeme jej,
doufejme, na polích.
Kde se to chytáme postavit
a jak to bude vypadat na moři?
Tady je obrázek, jak by to vypadalo v zátoce v San Franciscu.
San Francisco produkuje 250 milionů litrů
odpadní vody denně, pokud bychom na 5 dní zastavili
tento odpadní systém, potřebovali bychom uložit
1,2 mld litrů, což by bylo okolo 5 km2
OMEGA modulů v zálivu v San Franciscu.
To je méně, něž jedno procento
hladiny zmíněného zálivu.
Produkce by byla 1,8 milionů litru na km2 za rok,
což by bylo 7,5 milionů litrů paliva,
což je okolo 20 % bionafty,
nebo nafta spotřebovaná San Franciscem,
a to bez snah o zvýšení účinnosti.
Kde jinde bychom mohli potenciálně využít tento systém?
Je mnoho možností.
Samozřejmě záliv v San Franciscu, jak jsem zmínil.
Jiný příklad je záliv v San Diegu,
Mobilský záliv nebo zátoka Chesapeake, ale pravda je to,
že s rostoucí hladinou moře, bude
připadat v úvahu více a více možností.
Tedy to, o čem vám tu vyprávím, je systém
integrovaných technologií.
Produkce biopaliv je integrovaná s alternativní energií
je integrovaná s akvakulturou.
Já jsem se vydal hledat cestu
inovativní produkce obnovitelných biopaliv
a na cestě jsem zjistil, že potřebnější
pro udržitelnost je integrace více než inovace.
Již dlouhou dobu věřím
v naši společnou a sdílenou vynalézavost.
Myslím, že téměř neexistují bariéry pro to, čeho můžeme dosáhnout,
pokud jsme otevření
a nestaráme se o to, kdo slízne smetanu.
Udržitelná řešení našich budoucích problémů
budou velmi rozmanitá
a bude jich mnoho.
Myslím si, že musíme zvážit vše,
vše od alfa po OMEGA.
Děkuji vám. (Potlesk)
(Potlesk)
Chris Anderson: Jen rychlá otázka, Jonathane.
Může tento projekt pokračovat pod záštitou
NASA nebo potřebujete velmi ambiciózní
fond podporující zelenou energie, který by vás vzal pod křídla?
Jonathan Trent: Teď přichází
na scénu otázka, jak by to chtěla NASA rozšířit,
v něco dalekosáhlého. Máme mnoho problémů s
aplikací ve Spojených Státech, kvůli svazujícím
povolením a času potřebného k získání povolení
k rozšíření.
V tuto chvíli, velmi potřebujeme, lidi z vnějšku.
Jsme velmi otevřeni poskytnout tuto technologii,
předat ji
komukoli a všem, kdo má zájem,
podílet se a zkusit ji realizovat.
CA: To je zajímavé. Vy to nebudete patentovat?
Vy to zveřejníte.
JT: Přesně.
CA: Dobře. Velmi vám děkuji.
JT: Děkuji (Potlesk)