Glony i sinice są wyjątkowymi organizmami. Zajmują bardzo duże obszary oceanów co sprawia, że stanowią największą część biomasy na Ziemi. Jednak oceniane są one w różny sposób. Są osoby, dla których stanowią one ważny element życia na Ziemi, ale są również postrzegane jako organizmy sprawiające wiele problemów.
Dlaczego glony i sinice kojarzą się z kłopotami
Glony i sinice prezentowane są przez media społecznościowe szukające sensacji jako wyjątkowo uciążliwe organizmy. Jest to szczególnie widoczne w okresie sezonu turystycznego, kiedy zamykane są kąpieliska z powodu pojawienia się intensywnego zakwitu sinic wydzielających toksyny. Oczywiście, że dla każdego z nas przyjemniejszy jest widok zbiorników wodnych z czystą, przezroczystą wodą, a nie kontakt z tzw.” zieloną zupą” często o niemiłym zapachu i z toksynami. Możemy i tak mówić o dużym szczęściu, bo dotychczas nie mamy w Bałtyku tzw. czerwonego przypływu, ale to jest kwestia niedalekiej przyszłości na co wskazują badania przeprowadzone w Petersburgu. Mamy się czego bać jeżeli prawdą jest, że pierwsza plaga egipska opisana w Starym Testamencie to właśnie taki czerwony przypływ. Ten specyficzny zakwit wywołują bruzdnice należące do glonów. W czasie ich masowego rozwoju powierzchnia wody zabarwia się na czerwono. Jest to nietrujący barwnik, ale organizmy mogą zawierać trujące substancje. Człowiek jak również zwierzęta po zatruciu tracą zdolność ruchu, mają kłopoty z oddychaniem i bez szybkiej pomocy zatrucie kończy się śmiercią. Jednak są zwierzęta jak na przykład małże lub dorsz, które bezpiecznie gromadzą truciznę w swoich organizmach. Niestety ich spożycie może być śmiertelne. Ich pojawienie się doprowadza do bankructwa farmy u wybrzeży Filipin i Indonezji.
Na temat glonów dużo do powiedzenia mają akwaryści. Wielu z nich kończy przygodę z akwarystyką po nieudanej walce z nimi. Natomiast pracownicy wodociągów zajmujących się uzdatnianiem wód powierzchniowych nie mogą podjąć tak radykalnych działań. Aby zapewnić ludności wodę o odpowiednich parametrach zmuszeni są do stosowania dodatkowych skomplikowanych procesów oczyszczania, a przecież każdy dodatkowy proces technologiczny to wyższe opłaty za wodę wodociągową. Oczywiście opłatami obciąża się nas konsumentów, którzy za winnego uważają glony. Niestety to człowiek stworzył warunki dla niekontrolowanego rozwoju glonów i sinic.
Korzyści z glonów
Dobrze, że jest więcej pozytywnych przykładów wykorzystania glonów. Przede wszystkim stanowią one najważniejszy, bo podstawowy element w łańcuchu pokarmowym organizmów, a ponieważ każde następne przejście z jednego ogniwa do następnego powoduje bardzo dużą stratę materii, w obliczu kryzysu klimatycznego warto w jak największym stopniu wykorzystać pierwsze ogniwo. Bardzo dobrze, że jest coraz więcej zwolenników konsumowania różnych gatunków glonów. Przykładem do naśladowania są kraje w Azji Wschodniej. Wykorzystuje się je również w produkcji paszy dla zwierząt, jako suplementy diety, kosmetyki i barwniki. W wielu krajach na dużą skalę wytwarza się olej z glonów z przeznaczeniem jako paliwo do silników.
Biotechnologię opartą na wykorzystaniu glonów i sinic określa się jako niebieską biotechnologię. Ma ona ogromne wsparcie w polityce UE. Jednak rozwój niebieskiej biotechnologii obejmuje przede wszystkim takie kraje jak Francja , Wielka Brytania, Niemcy, Hiszpania, Portugalia, Irlandia. Polska powinna również rozwijać gospodarkę opartą na niebieskiej biotechnologii. Chów świnek i innych sympatycznych zwierząt na mięso będzie tylko złą kartą historii Ziemi. Im szybciej z nim skończymy tym lepiej dla planety.
Powinny w tym nam pomóc glony i sinice. Do życia i rozwoju potrzebują przede wszystkim wody, światła słonecznego, soli mineralnych oraz dwutlenku węgla. W dogodnych warunkach potrafią w bardzo szybkim tempie się namnażać, a co z tego wynika, wytwarzają ogromne ilości biomasy. Im więcej wyprodukowanej biomasy tym więcej usuniętego dwutlenku węgla, ponieważ do wytworzenia 1kg biomasy potrzeba 2 kg dwutlenku węgla. Ponadto jej wzrost jest większy, jeżeli koncentracja CO2 jest większa. Dlatego też producenci glonów wprowadzali do reaktorów z pożywką spaliny z silników zasilanych olejem napędowym. Koszty nie były duże, ponieważ 80 lat temu cena oleju napędowego była bardzo mała.
Dlaczego więc nie ma instalacji z glonami i sinicami do usuwania dwutlenku węgla?
Liczne badania potwierdziły możliwość sekwestracji CO2 przez glony. Jednak konwencjonalne metody polegające na wykorzystaniu otwartych zbiorników wodnych wymagają bardzo dużych powierzchni. Na przykład badania przeprowadzone w okresie 3 lat w elektrowni opalanej węglem brunatnym w Niemczech potwierdziły, że można uzyskać bardzo dużą sprawność usuwania CO2 z gazów spalinowych. Autorzy publikacji nie przedstawili założeń dla obiektów w skali technicznej, ale przyjmując wartości z eksperymentu, to przy rocznej emisji 27 mln. ton CO2, zbiorniki z glonami i sinicami zajęłyby powierzchnię wręcz niewyobrażalną, bo w wysokości 1350 tys. ha. W podobnym układzie technologicznym przeprowadzono eksperyment w Australii. Oczyszczano gazy spalinowe pochodzące z generatorów prądotwórczych zasilanych biogazem z miejskiej oczyszczalni ścieków. Stwierdzono, że można usunąć w ciągu doby 96,4 ton CO2, a otwarte zbiorniki z glonami zajmą powierzchnię w wysokości 75 ha. Należy zaznaczyć, że warunki klimatyczne na tamtym kontynencie są bardzo dobre dla takich układów technologicznych. Występuje wyjątkowo dobre nasłonecznienie powierzchni zbiorników. Ponadto mając zbiorniki magazynujące biogaz, można go spalać w ciągu dnia, wtedy kiedy dostarczane jest w sposób naturalny światło słoneczne, niezbędne do przeprowadzenia procesu fotosyntezy.
Powyższe przykłady nie zachęcały do kontynuowania badań nad obniżeniem emisji CO2 do atmosfery i nie było woli działania w tym kierunku. Jednocześnie pojawiła się groźba zmniejszenia dostaw ropy naftowej, a także pojawiła groźba kryzysu gospodarczego, więc prace badawcze zaczęto rozwijać pod kątem produkcji biopaliw. Starano się w dużym stopniu wykorzystać wiedzę i znane urządzenia do hodowli glonów. Temat bardzo atrakcyjny zarówno dla badaczy jak i dla firm produkujących urządzenia. Niestety nawet udoskonalone konstrukcje są mało przydatne do zainstalowania w elektrowniach i ciepłowniach emitujących ogromne ilości dwutlenku węgla.
Należy zastosować całkiem nowe rozwiązania
W publikacjach naukowych zaczęto podkreślać zalety reaktorów z wypełnieniem. W tego rodzaju urządzeniach glony i sinice mogą rozwijać się na powierzchni wypełnień. O tym jak mogą intensywnie rozwijać się dobrze wiedzą akwaryści. Dla nich stanowią ogromny kłopot. Natomiast w nowych konstrukcjach urządzeń do usuwania CO2 dąży się do jak największego przyrostu glonów i sinic. Można taki cel osiągnąć, jeżeli zapewni się im najlepsze warunki dla rozwoju. Prototypowe reaktory zbadano w miejskiej oczyszczalni ścieków i w miejskiej ciepłowni. Stwierdzono wysoką skuteczność usuwania CO2 zarówno z gazów po spaleniu biogazu jak i po spaleniu węgla kamiennego. Okazało się, że najlepszą pożywką były miejskie ścieki. Natomiast w zakładach przemysłu spożywczego można wykorzystać ścieki powstające w czasie produkcji.
Wielkość obiektów oczywiście zależy od ilości CO2, ale są one znacznie mniejsze od obiektów w postaci otwartych zbiorników. Na podstawie dotychczasowych doświadczeń można przyjąć, że istnieją możliwości wybudowania takich reaktorów nawet w elektrowni w Bełchatowie. Jest jeszcze jedna wyjątkowa zaleta tej metody, a mianowicie wykorzystanie powstającej biomasy jako naturalnego nawozu. Technologia, w której produktem jest biomasa organiczna, zawierająca duże ilości związków biogennych na pewno będzie popierana przez UE w ramach nowego programu jakim jest Zielony Ład. Szkoda, że nie zdecydowano się na zastosowanie tej metody w elektrowni w Bełchatowie. Zakład mógłby być liderem postępu w usuwaniu CO2 , a tak jest niechlubnym liderem w jego emisji. Oczywiście nowe technologie wymagają weryfikacji i dalszego usprawnienia. Jednak jest to jedyny racjonalny kierunek ograniczenia emisji dwutlenku węgla i jednocześnie zapewniający bezpieczeństwo energetyczne kraju.