Πριν από μερικά χρόνια, ξεκίνησα την προσπάθεια να αντιληφθώ
εάν υπήρχε δυνατότητα να παραχθούν βιοκαύσιμα
σε κλίμακα που θα μπορούσε να ανταγωνιστεί τα ορυκτά καύσιμα
αλλά χωρίς να ανταγωνίζονται τη γεωργία στη χρήση νερού,
λιπασμάτων και καλλιεργήσιμων εκτάσεων.
Ορίστε που κατέληξα.
Σκεφτείτε ότι δημιουργούμε μια κλειστή κατασκευή, την οποία τοποθετούμε
κάτω από το νερό, και την γεμίζουμε με λύματα
και κάποια μορφή μικροάλγης που παράγει πετρέλαιο
και την φτιάχνουμε από κάποιας μορφής εύκαμπτο υλικό
που κινείται με τα κύματα μέσα στο νερό,
και ασφαλώς το σύστημα που πρόκειται να κατασκευάσουμε,
θα χρησιμοποιεί την ηλιακή ενέργεια για την ανάπτυξη της άλγης
και στη συνέχεια θα χρησιμοποιούν CO2, που είναι επιθυμητό,
και θα παράγουν οξυγόνο καθώς θα αναπτύσσονται.
Οι άλγες θα καλλιεργούνται σε ένα δοχείο που
διανέμει τη θερμότητα στο περιβάλλον νερό,
και μπορούμε να τις μαζέψουμε και να παράξουμε βιοκαύσιμα,
καλλυντικά, λιπάσματα και ζωικές τροφές
και ασφαλώς θα πρέπει να καταλάβουμε μια μεγάλη επιφάνεια από αυτό
ώστε θα πρέπει να συνυπολογίσουμε και άλλους παράγοντες,
όπως τους ψαράδες και τα πλοία, κλπ, αλλά προσέξτε,
μιλάμε για βιοκαύσιμα
και γνωρίζουμε τη σημασία της δημιουργίας
ενός εναλλακτικού υγρού καυσίμου.
Γιατί όμως μιλάμε για τις μικροάλγες;
Εδώ βλέπετε ένα διάγραμμα που δείχνει τους διαφορετικούς τύπους
αγροτικών καλλιεργειών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιοκαυσίμων,
έτσι μπορείτε να δείτε μερικά είδη όπως η σόγια,
που παράγει 50 γαλόνια ανά εκτάριο το χρόνο
ή ηλιοτρόπια, κανόλα, ιάτροφα ή φοίνικες, και εκείνη
η ψηλή μπάρα δείχνει τι μπορεί να προσφέρει η μικροάλγη.
Δηλαδή, η μικροάλγη συνεισφέρει ανάμεσα σε 2.000
και 5.000 γαλόνια ανά εκτάριο το χρόνο,
σε σύγκριση με τα 50 γαλόνια άνα εκτάριο από τη σόγια.
Τι είναι λοιπόν η μικροάλγη; Η μικροάλγη είναι μικροσκοπική
δηλαδή εξαιρετικά μικρή, όπως μπορείτε να δείτε εδώ
μια φωτογραφία από αυτούς τους μονοκύτταρους οργανισμούς
σε σύγκριση με την ανθρώπινη τρίχα.
Αυτοί οι μικροί οργανισμοί υπάρχουν
για εκατομμύρια χρόνια και υπάρχουν χιλιάδες
διαφορετικά είδη μικροάλγης στον κόσμο,
μερικά από τα οποία είναι τα ταχύτερα αναπτυσσόμενα φυτά στον πλανήτη
και παράγουν, όπως μόλις σας έδειξα, μεγάλες ποσότητες πετρελαίου.
Τώρα, γιατί θέλουμε να το κάνουμε στη θάλασσα;
Λοιπόν, ο λόγος που το κάνουμε στη θάλασσα είναι επειδή
εάν δείτε τις παραθαλάσσιες πόλεις μας, δεν υπάρχει επιλογή,
επειδή θα χρησιμοποιήσουμε λύματα, όπως πρότεινα,
και αν δείτε που βρίσκονται οι περισσότεροι σταθμοί
επεξεργασίας λυμάτων, είναι ενσωματωμένοι στις πόλεις.
Στην πόλη του Σαν Φρανσίσκο, που έχει 900 μίλια
υπονόμους κάτω από την πόλη,
και απελευθερώνει τα λύματα στη θάλασσα.
Επομένως, διάφορες πόλεις ανά τον κόσμο, διαχερίζονται τα λύματα
διαφορετικά. Μερικές τα επεξεργάζονται.
Μερικές απλά τα ρίχνουν στο νερό.
Αλλά σε όλες τις περιπτώσεις, το νερό στο οποίο αδειάζονται
είναι απολύτως κατάλληλο για την ανάπτυξη μικροάλγης.
Άρα, ας σκεφτούμε πώς θα μπορούσε να μοιάζει το σύστημα.
Το ονομάζουμε OMEGA, που είναι το ακρωνύμιο για
Offshore Membrane Enclosures for Growing Algae.
Στη ΝΑΣΑ, πρέπει να βρίσκεις ωραία ακρωνύμια.
Πώς λοιπόν λειτουργεί; Κατά κάποιον τρόπο σας το έχω ήδη δείξει.
Βάζουμε λύματα και κάποια πηγή CO2
στην επιπλέουσα κατασκευή,
και τα λύματα προσφέρουν στην άλγη τα θρεπτικά συστατικά για να αναπτυχθεί,
και προσλαμβάνουν CO2 το οποίο σε άλλη περίπτωση θα έφευγε
στην ατμόσφαιρα ως αέριο θερμοκηπίου.
Ασφαλώς χρησιμοποιούν ηλιακή ενέργεια για να αναπτυχθουν,
και η ενέργεια των κυμάτων στην επιφάνεια παράγει ενέργεια
για το ανακάτεμα της άλγης, και η θερμοκρασία
ρυθμίζεται από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος νερού.
Η άλγη που αναπτύσσεται παράγει οξυγόνο, όπως ανέφερα,
και επίσης παράγει βιοκαύσιμα και λιπάσματα και τροφή και
άλλα παραπροϊόντα άλγης που είναι χρήσιμα.
Το σύστημα είναι διαιρούμενο. Τι εννοώ με αυτό;
Είναι χωρισμένο σε τμήματα. Ας πούμε ότι συμβαίνει
κάτι τελειώς απρόβλεπτο σε ένα από τα τμήματα
και έχει διαρροή. Έστω ότι χτυπήθηκε από κεραυνό.
Τα λύματα που διέρρευσαν στο νερό και ήδη τώρα
πηγαίνουν στο περιβάλλον της παραλίας και
η άλγη που έχει διαρρεύσει, είναι βιοδιασπώμενα,
και επειδή ζούν στα λύματα,
είναι άλγη του γλυκού νερού, που σημαίνει ότι δεν μπορούν
να ζήσουν στο αλμυρό νερό, άρα πεθαίνουν.
Τα πλαστικά από τα οποία κατασκευάζονται είναι κάποια μορφή
γνωστών πλαστικών για τα οποία έχουμε εμπειρία χρήσης, και
θα ξαναφτιάξουμε τα τμήματα ώστε να μπορούμε να τα ξαναχρησιμοποιήσουμε στο μέλλον.
Άρα ίσως μπορούμε να πάμε στο επομενο στάδιο, όταν σκεφτούμε
ότι το σύστημα που σας δείχνω, και θέλω να πω ότι
πρέπει να σκεφτόμαστε σε υδάτινους όρους, το καθαρό νερό,
το οποίο πρόκειται να είναι ένα πρόβλημα στο μέλλον
και δουλεύουμε πάνω σε μεθόδους τώρα
για την ανάκτηση των λυμάτων.
Το άλλο που πρέπει να λάβουμε υπόψιν είναι η ίδια η κατασκευή.
Παρέχει μια επιφάνεια για πράγματα στον ωκεανό
και αυτή η επιφάνεια, που καλύπτεται από φύκια
και άλλους οργανισμούς της ανοικτής θάλασσας
θα γίνει ένα εμπλουτισμένο θαλάσσιο φυσικό περιβάλλον
αυξάνοντας τη βιοποικιλότητα.
και τελικά, επειδή είναι μια θαλάσσια κατασκευή,
μπορούμε να σκεφτούμε το πώς θα μπορούσε να συνεισφέρει
σε μια δραστηριότητα υδατοκαλλιέργειας στη θάλασσα.
Άρα πιθανον να σκέφτεστε, «Ωραία, αυτό ακούγεται
καλή ιδέα. Πώς μπορούμε να δοκιμάσουμε αν ισχύει στην πράξη»;
Λοιπόν έστησα ένα εργαστήριο στη Σάντα Κρούζ,
στο Κέντρο California Fish and Game
και αυτή η εγκατάσταση μας επέτρεψε να έχουμε μεγάλες δεξαμενές με θαλασσινό νερό.
για να δοκιμάσουμε μερικές από αυτές τις ιδέες.
Επίσης ξεκινήσαμε πειράματα στο Σαν Φρανσίσκο
σε ένα από τα τρία εργοστάσια επεξεργασίας λυμάτων
επίσης μια εγκατάσταση για τη δοκιμή ιδεών.
Τελικά, θέλαμε να δούμε αν μπορούσαμε να δούμε την
επίπτωση αυτής της κατασκευής
στο θαλάσσιο περιβάλλον, και στήσαμε μια μονάδα πεδίου
σε ένα μέρος που ονομάζεται Moss Landing Marine Lab
στον κόλπο του Μοντερέυ, όπου εργαστήκαμε σε ένα λιμάνι
για να δούμε την επίδραση που θα είχε στους θαλάσσιους οργανισμούς.
Το εργαστήριο που στήσαμε στη Σάντα Κρούζ ήταν το πρωτόλειό μας.
Ήταν ένα μέρος όπου καλλιεργούσαμε την άλγη,
κολλούσαμε τα πλαστικά, δημιουργούσαμε εργαλεία
και κάναμε πολλά σφάλματα
ή όπως έχει πεί ο Έντισον,
βρίσκαμε τους 10.000 τρόπους που το σύστημα δεν θα λειτουργούσε.
Τώρα, καλλιεργούμε την άλγη σε λύματα και κατασκευάζουμε εργαλεία
που μας επιτρέπεουν να εισχωρούμε στη ζωή των άλγεων
ώστε να παρακολουθούμε τον τρόπο που μεγαλώνουν
τι τις κάνει ευτυχισμένες, πώς μπορούμε να σιγουρευτούμε ότι
θα έχουμε μια καλλιέργεια που θα επιβιώσει και θα αναπτυχθεί.
Έτσι το πιο σημαντικό πράγμα που έπρεπε να αναπτύξουμε ήταν αυτοί
οι λεγόμενοι φωτοβιοαντιδραστές ή PBRs.
Αυτές είναι οι κατασκευές που μπορούν να επιπλέουν στην επιφάνεια
φτιαγμένες από μερικά φτηνά πλαστικά υλικά
που θα επιτρέψουν στις άλγες να αναπτυχθούν και είχαμε κατασκευάσει πολλά
διαφορετικά σχέδια, τα περισσότερα από τα οποία ήταν παταγώδεις αποτυχίες
και τελικά φτάσαμε σε ένα σχέδιο που λειτούργησε,
στα 30 γαλόνια περίπου, το επεκτείναμε στα
450 γαλόνια στο Σαν Φρανσίσκο.
Επιτρέψτε μου να σας δείξω πώς λειτουργεί.
Κατά βάση βάζουμε λύματα με την άλγη της επιλογής μας
και την διαχέουμε σε αυτή την επιπλέουσα κατασκευή,
αυτήν την σωληνοειδή κατασκευή από εύκαμπτο πλαστικό,
και κυκλοφορεί ανάμεσα σε αυτό το πράγμα,
και ασφαλώς υπάρχει ηλιακό φως, βρίσκεται στην επιφάνεια
και η άλγη αναπτύσσεται με τα θρεπτικά συστατικά.
Αλλά αυτό μοιάζει λίγο σαν να βάζεις το κεφάλι σου σε μια πλαστική σακούλα.
Η άλγη δεν πρόκειται να πνιγεί εξ'αιτίας του CO2,
σε αντίθεση με εμάς.
Πνίγονται επειδή παράγουν οξυγόνο,
δεν πνίγονται στην πραγματικότητα, αλλά το οξυγόνο που παράγουν
είναι προβληματικό και καταναλώνουν όλο το CO2.
Επομένως το επόμενο πράγμα που έπρεπε να βρούμε ήταν το πώς θα μπορούσαμε
να αφαιρέσουμε το οξυγόνο και το πετύχαμε κατασκευάζοντας αυτή τη στήλη
που κυκλοφορούσε μερική ποσότητα νερού
και πρόσθετε CO2, το οποίο πετύχαμε βάζοντας φυσαλίδες στο σύστημα
πριν να επανακυκλοφορήσουμε το νερό.
Αυτό που βλέπετε εδώ είναι το πρωτότυπο
που ήταν η πρώτη προσπαθεια να κατασκευάσουμε αυτού του είδους τη στήλη.
Η μεγαλύτερη στήλη που εγκαταστήσαμε αργότερα στο Σαν Φρανσίσκο
στο εγκατεστημένο σύστημα.
Έτσι η στήλη στην πραγματικότητα είχε και άλλο ένα πολύ καλό χαρακτηριστικό,
ότι η άλγη μαζεύεται στη στήλη
και αυτό μας έπετρεπε να συγκεντρώνουμε την αλγική βιομάζα
με τρόπο που μπορούσαμε εύκολα να τη μαζέψουμε
Έτσι μπορούσαμε να αφαιρέσουμε τις άλγες που συγκεντρώνονταν
στη βάση της κολόνας και μετά μπορούσαμε να
τις συλλέξουμε με μια διαδικασία όπου αφήνεις την άλγη να επιπλέει
στην επιφάνεια και την αφαιρείς με ένα δίχτυ.
Επίσης θέλαμε να διερευνήσουμε ποια θα ήταν η επίδραση
αυτού του συστήματος στο θαλάσσιο περιβάλλον,
και ήδη ανέφερα ότι στήσαμε αυτό το πείραμα σε ένα πεδίο δοκιμών
στο εργαστήριο Moss Landing Marine.
Λοιπόν βρήκαμε ασφαλώς ότι αυτό το υλικό
υπεραναπτυσσόταν με την άλγη και έπρεπε στη συνέχεια να αναπτύξουμε μια
διαδικασία καθαρισμού, και επίσης παρατηρήσαμε πώς
αλληλεπιδρούσε με τα πτηνά και τα θαλάσσια θηλαστικά, και βλέπετε
εδώ μια ενυδρίδα που το βρήκε εξαιρετικά ενδιαφέρον
και συχνά περνούσε κατά μήκος αυτού του επιπλέοντος
θαλάσσιου κρεββατιού και θέλαμε να τη χρησιμοποιήσουμε ή
να την εκπαιδεύσουμε να μπορεί να καθαρίζει την επιφάνεια
αυτών των πραγμάτων, αλλά ας το αφήσουμε για το μέλλον.
Αυτό που κάνουμε τώρα
εργαζομαστε σε τέσσερεις τομείς.
Η έρευνά μας κάλυψε τη βιολογία του συστήματος,
που περιελάμβανε τη μελέτη της ανάπτυξης της άλγης
αλλά και επίσης ποιος τρέφεται από την άλγη και τι καταστρέφει την άλγη.
Εξασκήσαμε τη μηχανολογία για να αντιληφθούμε τι θα χρειαζόμασταν
ώστε να μπορούμε να κατασκευάσουμε αυτή τη δομή,
όχι μόνο σε μικρή κλίμακα, αλλά πώς θα μπορούσαμε να την κατασκευάσουμε στην
τεράστια κλίμακα που τελικά θα απαιτηθεί.
Ανέφερα ότι μελετήσαμε τα πουλιά και τα θαλάσσια θηλαστικά
και είδαμε βασικά την περιβαλλοντική επίπτωση
του συστήματος, και τελικά είδαμε τα οικονομικά
και αυτό που εννοώ είναι
ποια είναι η ενέργεια που απαιτείται για τη λειτουργία του συστήματος;
Αν παίρνουμε περισσότερη ενέργεια απο το σύστημα
από αυτή που βάζουμε στο σύστημα.
για να μπορούμε να το λειτουργήσουμε;
Ποια είναι τα κόστη λειτουργίας;
Ποια είναι τα κόστη κεφαλαίου;
Πώς θα είναι ολόκληρη η οικονομική δομή;
Επιτρέψτε μου να σας πω ότι δεν πρόκειται να είναι εύκολο,
και πρέπει να γίνει πολλή δουλειά και στους τέσσερεις
τομείς, ώστε να μπορεί το σύστημα να λειτουργήσει στην πράξη.
Αλλά δεν έχουμε πολύ χρόνο και θα ήθελα να σας δείξω
μια καλλιτεχνική απεικόνιση για το πώς θα έμοιαζε το σύστημα
εάν βρισκόμασταν σε μια προστατευμένη ακτή
κάπου στη γη και έχουμε στο φόντο της εικόνας
το εργοστάσιο επεξεργασίας αποβλήτων
και την πηγή αερίου για το CO2,
αλλά όταν υπολογίσεις τα οικονομικά του συστήματος,
θα βρείς ότι στην πραγματικότητα είναι δύσκολο να γίνει πραγματικότητα.
Μόνο αν δεις το σύστημα σαν ένα τρόπο να διαχειριστείς τα απόβλητα νερά,
να συλλέξεις το διοξείδιο και τη δυνατότητα φωτοβολταϊκών πανελ
ή ενέργεια κυμάτων ή ακόμα και αϊολική ενέργεια
και αν αρχίσεις να σκεφτεσαι με όρους
ενσωμάτωσης όλων αυτών των διαφορετικών δραστηριοτήτων
θα μπορούσες επίσης να συμπεριλάβεις και μια εγκατάσταση θαλάσσιου ενυδρείου.
Έτσι θα μπορούσες να έχεις κάτω από αυτό το σύστημα ένα ενυδρείο οστρακοειδών
όπου θα παράγονται μύδια ή χτένια.
Θα μπορούσες να καλλιεργείς στρείδια και πράγματα
που θα μπορούσαν να παράγουν προϊόντα και τροφές υψηλής αξίας
και αυτό θα μπορούσε να είναι ένας οδηγός καθώς αναπτύσσουμε
το σύστημα σε όλο και μεγαλύτερες κλίμακες ώστε να γίνει τελικά
ανταγωνιστικό με την ιδέα να το χρησιμοποιείς για καύσιμα.
Αναδύεται πάντα ένα μεγάλο ερώτημα
επειδή τα πλαστικά στην ανοιχτή θάλασσα δεν έχουν καλή φήμη
τώρα και έτσι σκεφτόμαστε σιγά σιγά.
Τι θα κάνουμε με όλα αυτά τα πλαστικά που
θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσουμε στο θαλάσσιο περιβάλλον;
Δεν ξέρω αν το γνωρίζετε, αλλά
στην Καλιφόρνια, υπάρχει τεράστια ποσότητα πλαστικών
που χρησιμοποιείται στα χωράφια ως πλαστική επικάλυψη
και αυτό είναι ένα πλαστικό που κάνει αυτές τα μικροσκοπικά θερμοκήπια
πάνω ακριβώς στην επιφάνεια του εδάφους και αυτό παρέχει
θερμότητα στο έδαφος για να επεκτείνεται η καλλιεργητική περίοδος
μας επιτρέπει να ελέγχουμε τους σπόρους
και ασφαλώς κάνει το πότισμα πολύ περισσότερο αποτελεσματικό
Άρα το σύστημα OMEGA θα είναι μέρος
μιας τέτοιας απόρροιας, και ότι όταν θα έχουμε
ολοκληρώσει τη χρήση του στο θαλάσσιο περιβάλλον θα το χρησιμοποιήσουμε
αν όλα πάνε καλά σε αυτά τα χωράφια.
Που θα το τοποθετήσουμε
και πώς θα μοιάζει στη θάλασσα;
Εδώ είναι μια εικόνα του τι μπορούμε να κάνουμε στον κόλπο του Σαν Φρανσίσκο.
Το Σαν Φρανσίσκο παράγει 65 εκατομμύρια γαλόνια απόβλητων υδάτων τη μέρα.
Εάν φανταστούμε μια παρακράτηση 5 ημερών
για αυτό το σύστημα, θα χρειαζόμασταν 325 εκατομμύρια γαλόνια
για να το χωρέσουμε, και αυτό σημαίνει περίπου 1.280 εκτάρια
αυτών των OMEGA κομματιών να επιπλέουν στον κόλπο του Σαν Φρανσίσκο.
Λοιπόν, αυτό είναι λιγότερο από το 1 τοις εκατό
της επιφάνειας του κόλπου.
Θα μπορούσε να παράγει, στα 2.000 γαλόνια ανά εκτάριο,
πάνω από 2 εκατομμύρια γαλόνια καυσίμου,
που είναι περίπου 20 τοις εκατό του βιοκαυσίμου
ή του πετρελάιου που θα απαιτείτο για το Σαν Φρανσίσκο
και αυτό χωρίς να κάνουμε κάτι για την αποδοτικότητα.
Που αλλού θα μπορούσαμε να βάλουμε αυτό το σύστημα;
Υπάρχουν πολλές δυνατότητες.
Υπάρχει ασφαλώς ο κόλπος του Σαν Φρανσίσκο, όπως ανέφερα.
Ο κόλπος του Σαν Ντιέγκο είναι ένα άλλο παράδειγμα
οι κόλποι Μομπάιλ και Τσέζαπικ, αλλά η πραγματικότητα είναι
ότι καθώς θα αυξάνεται η στάθμη της θάλασσας, θα υπάρχουν
πολλλές νέες δυνατότητες. (Γέλιο)
Αυτό για το οποίο σας μιλάω είναι ένα σύστημα
ολοκληρωμένων δραστηριοτήτων.
Η παραγωγή βιοκαυσίμων ενσωματώνεται με την εναλλακτική ενέργεια
με τα ενυδρεία.
Ξεκίνησα να βρω ένα δρόμο
για την επαναστατική αειφόρο παραγωγή βιοκαυσίμων
και στο δρόμο ανακάλυψα ότι αυτό που πραγματικά χρειάζεται
για τη βιωσιμότητα είναι η ολοκλήρωση και όχι η πρωτοτυπία.
Στο απώτερο μέλλον πιστεύω βαθιά,
στη συγκροτημένη και διασυνδεδεμένη εφευρετικότητα.
Πιστεύω ότι δεν υπάρχει όριο σε αυτό που μπορούμε να πετύχουμε,
εάν είμαστε κάθετα ανοιχτοί
και δεν ενδιαφερόμαστε για το ποιος καρπούται τα οφέλη.
Βιώσιμες λύσεις για τα μελλοντικά μας προβλήματα
πρόκειται να είναι διαφορετικές
και πρόκειται να είναι πολλές.
Πιστεύω ότι πρέπει να τα λάβουμε όλα υπόψη
όλα, από το άλφα ως το OMEGA.
Σας ευχαριστώ. (Χειροκροτήματα)
(Χειροκροτήματα)
Κρις Αντερσον: Μια γρήγορη ερώτηση για σένα Τζόναθαν
Μπορεί αυτό το πρότζεκτ να συνεχιστεί στα πλαίσια της ΝΑΣΑ
ή χρειάζεσαι μερικά πολύ φιλόδοξα
κεφάλαια πράσινης ενέργειας να έρθουν και να το αξιοποιήσουν;
Τζόναθαν Τρεντ: Πραγματικά τώρα βρίσκεται σε ένα στάδιο
στη ΝΑΣΑ που θα ήθελα να το μετατρέψουν σε κάτι
που θα μπορούσε να στηθεί στην ανοιχτή θάλασσα και υπάρχουν πολλά ζητήματα
με την υλοποίησή του στις ΗΠΑ λόγω περιορισμών
στις αδειοδοτήσεις και στον απαιτούμενο χρόνο για εξασφάλιση αδειών
για να γίνει στην ανοιχτή θάλασσα.
Πραγματικά απαιτεί σε αυτό το σημείο, ανθρώπους από το εξωτερικό
και είμαστε κάθετα ανοιχτοί σε αυτή την τεχνολογία
στο βαθμό που πρόκειται να την διαθέσουμε
σε όποιον και όσους ενδιαφέρονται
να την συνεχίσουν και να την υλοποιήσουν
Αυτό είναι ενδιαφέρον. Δεν την πατεντάρετε
Την δημοσιοποιείτε.
Ακριβώς
Εντάξει, Ευχαριστώ πολύ
Ευχαριστώ.