Продовольственный и энергетический кризис.

lexpartizan — 27.12.2015 — Ликбез Человечество растёт, однако планета у нас одна, плодородных земель мало. Всего мало, всех много. Более миллиарда людей голодают. Традиционные способы производства пищи не успевают за спросом. К тому же животноводство имеет слишком высокие накладные расходы.
По данным исследования, опубликованного в американском журнале American Journal of Clinical Nutrition, сельскохозяйственные животные в США потребляют в 7 раз больше хлеба, чем американское население, и зерна, которого было бы достаточно, чтобы накормить около 840 млн человек.
Для производства 1 кг мяса коровы нужно 16 кг зерна\травы, 2 литра нефти и 8 000 литров воды.
Ну что же, рассмотрим варианты.
Ваще без хавчика, одни витамины.
Именно идея Гаррисона вдохновила американского предпринимателя Роба Райнхарта, который в этом году основал компанию Soylent. Роб придумал порошок, который можно разводить водой и употреблять вместо еды, так как в нём содержатся все необходимые человеку вещества. Весной 2013 Райнхарт питался только сойлентом на протяжении 30 дней. Он тестировал на себе различные составы смеси и старался их сбалансировать, чтобы сойлент не вызывал побочных эффектов. Сейчас в составе напитка по-прежнему не хватает незаменимых пищевых веществ, и употребление сойлента на протяжении долгого времени может вызвать проблемы со здоровьем.

Подход мне исключительно не нравится, ибо я рассматриваю поглощение пищи как приятный процесс, а не производственную необходимость. Но и такой утилитарный подход "закинься витаминами" имеет место быть.

Мясо рад-тараканов.

Насекомые содержат много протеинов и мало жира. Их гораздо проще и дешевле выращивать, например 1 кг сверчков сожрёт 1,7 кг травы и 8 литров воды. Сравните с коровой. И, самое главное, они не требуют особого ухода и их можно выращивать дома. И они довольно быстро размножаются.
Спустя 432 часа, 1 грамм яиц Neoexaireta spinigera превращается в 2,4 кг белка.


Единственная причина отказаться жрать насекомышей - это Буэ-э-э. Поэтому насекомых надо перерабатывать в муку и делать, например, вот такие сверчковые протеиновые батончики.

Мясо из пробирки.

Проффесор Марк Поуст из Нидерландского университета Maastricht, создавший первый в мире «гамбургер в лаборатории», ожидает, что искусственно выращенное мясо появится в продаже в течение пяти лет.
Первый прототип был приготовлен и съеден в Лондоне в 2013 году по цене £215,000 (€292,000; ₽2,055,000) за 1 бургер. На данный момент, цена мяса снизилась до невероятных £7 ($11; ₽700)
Это значит, что за два года удалось снизить цену в 31 000 раз!
Мясо выращивается из стволовых клеток коровы, жир выращивается отдельно тем же способом.

Мясо из сои растений.
Основатель Impossible Foods Патрик Браун сумел выделить из корней некоторых растений молекулы, которые похожи на молекулы гемоглобина. Гемы синтезируются в организме животных и человека и входят в состав крови: именно благодаря им она имеет красный цвет. Из выделенного у растений вещества, которое Браун так и назвал — «растительная кровь», он создает субстанцию, добавляемую в мясо из растительного белка. Таким образом, у вегетарианских котлет для гамбургеров от Impossible Foods появляется цвет и сок, характерный для мяса животных; их даже можно приготовить идеальной средней прожарки, оставив середину сочной.

Beyond Meat тоже ищут растительные протеины, способные заменить белок животного происхождения и воссоздать вкус и структуру мяса. уже в 2013 году в продаже появились куриные стрипсы без курицы: их основой стали протеины сои и гороха в сочетании с дрожжами и ароматизаторами. На производство одной партии таких стрипсов уходит 90 минут, при этом продукт в точности повторяет структуру настоящей курятины. Отзывы попробовавших стрипсы были восторженные: отличить их от настоящего мяса было почти невозможно. Сейчас Beyond Meat производят продукт, имитирующий не только курицу, но и говядину

Hampton Creek занимается поиском ответа на вопрос как сделать яйцо без курицы. Пока что не очень получается, но дешёвый растительный майонез Just Mayo принёс ему в первый же месяц миллион баксов.

Ну а исследователи из Орегонского государственного университета этим летом вывели и запатентовали новый штамм морских водорослей palmaria palmata, известных, как далс(или дульсе). От встречающихся в природе дульсе этот сорт унаследовал ярко выраженный вкус и запах бекона, который проявляется при обжаривании и копчении. Особенность искусственно выведенной разновидности в том, что растет она очень быстро. Как отметили исследователи, в двух лабораторных ящиках они могут за неделю выращивать от 9 до 13 килограммов водорослей. Содержание белка в них доходит до 19 процентов. При этом продукт содержит мало калорий. Еще одним важным достоинством беконовых водорослей является их способность быстро справляться с голодом. При попадании в желудок они разбухают и способствуют возникновению чувства насыщения. Это отличное решение для людей, склонных к перееданию. Кроме того, в них содержится много йода и других полезных элементов.

И тут мы плавно переходим к другой теме.
___________________________________________________________________________________________________
Водоросли.
Самое интересное в них то, что водоросли практически не требуют ценных ресурсов для выращивания.

Водорослям нужны:
1. Солнечный свет.
2. Углекислый газ CO2, который они потребляют и производят кислород.
3. Вода. Причём не обязательно ценная пресная вода. Морская даже лучше.
4. Некоторые минеральные добавки.

Водорослям не нужны:
1. Плодородная почва и вообще почва. Они не занимают пахотных земель. Они не отнимут земли у сельского хозяйства. Их можно выращивать на болотах, в прудах, в биореакторах, аквариумах, очистных сооружениях, сточных водах.
2. Водорослям не нужна дефицитная пресная вода, а солёной океанской в избытке.

Водоросли очень быстро растут в подходящих условиях. Особые штаммы микроводорослей могут удваивать массу за пару дней. К примеру, за теплый период года (6—8 месяцев) можно получить 50—60 т биомассы хлореллы с 1 га, тогда как одна из самых высокопродуктивных трав — люцерна дает с той же площади только 15— 20 т урожая.

И их можно переработать в топливо!

По сути в той же Европе давно продвигают использование биотоплива из рапса и других специальных культур. Не отстают и латиносы.
Например, бразильцы очень не любят топливные кризисы c 1973 года. И всячески стараются их предотвратить. Так, с 1975-го в стране функционирует масштабная биотопливная кампания, благодаря которой около 50% машин в Бразилии ездит на биоэтаноле. Не стоит поэтому удивляться, что 4,5% площади Бразилии заняты плантациями сахарного тростника, а большинство местных автомобилей можно с чистой совестью причислить к заядлым алкоголикам. За год миллион бразильских рабочих производит двадцать с лишним миллиардов (!) литров этанола.

Всё это безусловно радует, но даже в бочке спирта нашлось место вездесущему дёгтю. Ради новых плантаций бразильцы вырубают леса Амазонки. Можно назвать это странной и недальновидной политикой, а если сказать прямо — то это настоящий идиотизм. Как жить без «лёгких планеты»?
Похожая ситуация складывается и в США. Президент Буш в своё время выдвинул программу «20 за 10», которая должна помочь к 2017 году снизить потребление бензина на 20%. За счёт чего? Разумеется, за счёт этанола. К озвученному сроку власти намерены увеличить его производство до 30 с лишним миллиардов литров. За последние годы инвестиции только в исследования перевалили за 12 миллиардов долларов. И это только начало. В США производят этанола хоть и много, но всё-таки чуть меньше, чем в Бразилии. Правда, делают его не из тростника (он в Штатах расти не хочет), а из кукурузы. Такой вариант менее эффективен, а стало быть, себестоимость американского этанола выше бразильского. Тем не менее программу активно продвигают власти многих штатов, принимаются новые требования к бензиновому топливу, которое должно содержать 10% этанола (такая пропорция безопасна для традиционных двигателей).

По сути, водоросли – это та же органика, прекрасно подходящая для получения биодизельного топлива, разве что, обеспечивает отличный выход биомассы на каждый квадратный метр культивируемых площадей - в отличие от "сухопутных" растений, не требует пресной воды и не занимает пахотных земель, не содержит серы и других токсичных веществ - в отличие от нефти, и, наконец, отлично разлагается микроорганизмами и, главное, обеспечивает высокий процент выхода готового к использованию топлива: для некоторых типов водорослей - до 50% от исходной массы!
Эффективность водорослей с одного акра гораздо выше любых сельскохозяйственных культур.

Галлон 3,78 литра
Акр - 4046,86 м². Акр первоначально обозначал площадь земли, обрабатываемую в день одним крестьянином с одним волом.

Конечно, эффективность в 15 000 галлонов достигается исключительно в подобных биореакторах

При оптимальных условиях роста микроводорослей достигать производительности до 15000 галлонов с акра в год
7,5 млрд. галлонов биодизельного топлива может быть произведено на площади в 500 тысяч акров в пустынях (для производства такого же количества биотоплива из рапса потребовалось бы занять порядка 58 млн. акров).
Водоросли содержат жиры, углеводы и протеин, в некоторых случаях – до 60% жиров, до 70% которых может быть "добыто" элементарной отжимкой.

Где подаётся в нужных пропорциях углекислый газ, а трекинговая система ориентирует биореактор на Солнце для максимальной эффективности. В жизни всё немного не так.

Однако, повторюсь, всё же главное достоинство водорослей, что их можно выращивать, где угодно. Там, где не жалко. Не надо вырубать леса и вводить новые посевные площади. Не нарушают природный баланс и жрут СО2, являясь лёгкими планеты.
Они могут расти в биореакторах в пустыне.
Они могут расти на болотах.
Они могут расти в сточных водах, очищая их. Прекрасно растут в канализации.
Они могут расти в очистных отстойниках, очищая воду от нитратных загрязнений и питаясь ими.
Они не требуют почву. Они не требуют пресную воду.

Однако, биоэтанол, как топливо имеет некоторые недостатки. Он достаточно дорог в производстве. Надо высушить растения, отжать, отфильтровать, провести переэтерификацию и тд и тп. Кроме того сам биоэтанол не рассчитан для наших моторов и имеет более высокий расход(из-за низкой степени сжатия моторов, рассчитанных на бензин), биодизель гораздо хуже заводится в мороз. Кроме того, из водорослей получается либо дизтопливо, либо спирт. Но не бензин и керосин.

Однако клятые пиндосы всё же нашли выход пару лет назад.
Как получается нефть? Органика (листья, трупы, или водоросли, например) лежит миллионы лет в определённых условиях, пока не превратится в нефть.

В Тихоокеанской национальной северо-западной лаборатории Министерства энергетики США создан непрерывный и весьма быстрый процесс превращения водорослей в нефть в химическом реакторе: то, что в природе занимает миллионы лет, в лаборатории заканчивается за десятки минут.
В её химреакторе водоросли отправляются не на дизельную тропу, а по старому природному пути — из биомассы в нефть. Только путь этот занимает намного меньше времени: в реактор впрыскивают горячую воду под давлением 20,7 МПа и температуре 350 °С. Всё это резко ускоряет процесс, поэтому менее чем за час водоросли из него выходят в виде нефти, и в небольшой степени — биогаза, из которого можно получать метан (или же попросту сжигать, имея тепло для подогрева самой установки).
Причём, что важно, маленьких зелёных нефтяников не приходится предварительно сушить: в исходном сырье может быть 80–90% воды по массе!
Процесс из трудоёмкого, почти скорняжного дела (выращивание — сушка — заготовка — внесение добавок) превращается в конвейер: выращивание — прямое сливание водорослей в реактор — нефть на выходе. Итоговый продукт — весьма лёгкая нефть без примесей, которая легко и просто перерабатывается на существующих НПЗ без перестройки технологического цикла, без внесения добавок и прочих телодвижений. Да и двигатели машин под него адаптировать не надо.
«Отсутствие нужды в сушке водорослей — большой плюс, это сильно снижает издержки, — уверен Дуглас Эллиот. — Отсюда и сторонние бонусы: после извлечения сырья из воды последнюю и питательные вещества можно отправить обратно в ёмкости с водорослями, дополнительно снижая стоимость»


Но это далеко не предел. Другие пиндосы из Мичигана на год раньше научились это делать не за час, а за минуту.
Им удалось создать процесс, который позволяет за одну минуту превратить беспрецедентные 65% водорослевой массы в так называемый biocrude – продукт, аналогичный нефти, обычно получаемый быстрым пиролизом из древесины. Biocrude может использоваться на современных нефтеперерабатывающих заводах, для этого надо лишь предварительно избавиться от дополнительных атомов кислорода и азота, которые изобилуют в живых организмах. В ходе лабораторного эксперимента, ученые наполнили разъемную стальную трубу 1,5 мл мокрых водорослей и поместили трубу в песок, нагретый до температуры почти 600 градусов Цельсия. Небольшой объем водорослей превратился в нефтеподобный продукт всего за минуту. Ранее ученые нагревали водоросли более продолжительное время: от 10 до 90 минут. Лучшие результаты с превращением половины объема водорослей в biocrude наблюдались при нагреве в течение 10-40 минут при температуре 300 градусов Цельсия. Пока ученые не понимают до конца, почему кратковременный нагрев оказался более эффективным. Исследователи полагают, что на самом деле реакции, которые производят искусственную нефть, происходят очень быстро и при медленном нагреве процесс просто замедляется побочными реакциями. Сокращение времени реакции позволяет не только повысить скорость производства искусственной нефти из водорослей, но и уменьшить размеры реактора, что снизит стоимость завода по производству сырья. Кроме того, одним из преимуществ "мокрого" способа является не только извлечение масла из водорослей, но и разрушение белков и углеводов. То есть всего за минуту удается добиться практически максимально возможной эффективности и преобразовать 90% запасенной водорослями химической энергии в искусственную нефть.

Опять же, те же проклятые пиндосы из Joule Biotechnologies, Кэмбридж, штат Массачусетс, в конце прошлого года заявили, что разработали технологию, которая позволит производить 25,000 галлонов этанола с одного акра в год и 15,000 галлонов дизельного топлива с одного акра в год при помощи солнечного света, CO2 и воды. Несмотря на то, что проект еще в пилотной стадии, но результаты очень воодушевляющие: уровень производства достиг 10,000 галлонов этанола в год, обещая 30 долларов за баррель готового к употреблению биотоплива.

Да, низкие цены на нефть, конечно, закрыли многие "зелёные" проекты, но те же пиндосы прямо сейчас спонсируют разработку собирающей водоросли установки, которая будет очищать залив, собирая водоросли, и переработает их на пилотном заводе Manta Biofuel в Турмонте (штат Мэриленд), превраттв в «черное золото» методом так называемого гидротермального сжижения.

А узкоглазые в японской префектуре Фукусима скоро построят завод по переработке морских водорослей в нефть. На выделенном участке, заброшенном после землетрясения и цунами 2011 года, установят специальные бассейны для выращивания водорослей. Их будут удобрять азотом и фосфором и подводить углекислый газ для фотосинтеза. Далее выращенные водоросли будут поступать в реактор и обрабатываться теплом под высоким давлением. За час они превратятся в сырую нефть, воду и побочный продукт. Оставшиеся от этого процесса отходы будут использоваться повторно в качестве удобрений для водорослей.
Ожидается, что строительство завода по переработке водорослей в нефть завершится к концу 2016 года

Само топливо из водорослей является экологически нейтральным. Весь СО2, что водоросли поглотили, высвободится при сжигании топлива.
___________________________________________________________________________________________________
Но вернёмся к хавчику.
В Японии водоросли – непременный компонент национальной кухни: только из ламинарии тут изготавливают свыше 500 блюд.
Кроме съедобных водорослей, вроде вышеупомянутого "бекона" и морской капусты, добавляют в пиво, утверждая, что оно даёт омолаживающий эффект.

Всем известные сладости пастилу или мармелад изготавливают на основе агара (или агар–агара) – желеобразного вещества. Его получают из красной водоросли филофоры, которая встречается в Черном и Азовском морях.

Есть и утерянные рецепты:
При завоевании племен майя миссионерами описывался случай, когда испанцы около полутора лет осаждали крепость на вершине горы. Естественно, что все продукты давно должны были кончиться, однако крепость не сдавалась. Когда же она была наконец взята, то испанцы с удивлением увидели в ней небольшие пруды, где культивировались одноклеточные водоросли, из которых индейцы готовили особый сыр. Испанцы попробовали его и нашли весьма приятным на вкус. Однако это было уже после того, как испанцы уничтожили абсолютно всех защитников и секрет племени был утерян. В наше время делались попытки определить этот вид водорослей, из которых готовился сыр, но они не увенчались успехом.

Другие применения.
Водоросли используют также, как корм для скота, удобрения, лекарства, набивают ими ортопедические матрасы и используют как тепло\звукоизоляцию.
В слани бурых водорослей содержится особое вещество. Его способность склеивать разные предметы почти в 40 раз выше, чем обычного канцелярского клея. Это вещество используют для пропитывания водонепроницаемых тканей, в производстве картона.
Из водорослей также можно делать аккумуляторы. А использование водорослей в литий-ионных аккумах, позволят увеличить ёмкость на порядок.

Ну а некоторые морские моллюски используют водоросли, как акваланги. Они питаются водорослями, при этом хлоропласты не перевариваются, а попадают в жабры. На свету в них происходит фотосинтез, в ходе которого образуется столько кислорода, что он не только обеспечивает потребности в нем моллюска для дыхания, но и частично поступает в воду.


Если у Хрущёва нашим всем была кукуруза, то у меня тоже есть что предложить))
К сожалению, большая часть России не слишком пригодна для выращивания водорослей, ибо они требуют солнечный свет. Зато куча такого света есть в среднеазиатских окраинах, которые "хватит кормить". Я к тому, что даже пустыня не бывает лишней и рачительный хозяин всегда найдёт, как её использовать для блага народа.
Ну и, конечно, я вполне могу себе представить домашнюю ферму насекомых и биореактор для "бекона" и морской капусты. И даже биореактор с нефтеперегонным заводиком в гараже. Ведь перегоняют же игиловцы нефть в полевых условиях. Наряду с фабрикатором и домашней пивоварней считаю это одним из признаков нового техноуклада, который должен сделать человека гораздо более свободным и автономным. Благодаря биоректорам, насекомофермам, фабрикаторам и прочему у Вас всегда будет еда и энергия.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив