Jelenleg az európai bioüzemanyag ellátás szinte kizárólag szárazföldi alapanyagokat felhasználó technológiák segítségével állítjuk elő, főként kukorica és alfalfa alapú bioetanol gyártással. A bioüzemanyagok elleni kritikák nagy része ezen termelés és gyártás gazdaságosságát és hosszútávú fenntarthatóságát kérdőjelezi meg. A szárazföldi alapanyagokat felhasználó bioüzemanyag gyártás egyik tényleges hátránya a sokkal intenzívebb mezőgazdaság szükségessége, aminek következtében a biodiverzitás is csökkenhet. Az ilyen típusú földművelés, főleg az termelésbe bevont új területek miatt is nagyobb valóságos üvegházhatású gázok kibocsátásával jár, például a földterület feltörése és a megváltozott használata miatt is.

A fenti okok és következmények elkerülése végett ez Európai Unió területén kutatások folynak a tengeri biomassza termelés és az így termelhető alapanyagok bioüzemanyaggá való átalakításának kifejlesztése irányában. Az egyik fontos kutatási irány a tengeri hínár és mikroalga alapanyagokból való üzemanyag gyártás is, írja a BioFuels News.

A hínár termelése és annak közvetlen üzemanyag alapanyagként való felhasználása már régóta ismert folyamat, de ennek gazdaságos és nagyipari körülmények közötti megoldása még mindig jelentős kihívást jelent.

A tengeri hínár termelése jelentős előnyökkel kecsegtet. Ezek között szerepel az is — talán teljesen magától értetődően —, hogy nem kell hozzá édesvíz, sem mezőgazdasági terület vagy (mű)trágya.

Egy EU által támogatott MacroFuels projekt keretében működő kutatócsoport kidolgozta azt, hogyan lehet tengeri hínárt hosszútávon is fenntartható körülmények között termelni. A csoport 2016 és 2019 között dolgozott ezen a témán a Horizon 2020 program részeként, hogy az ötletként már régóta felvetett tengeri hínár alapú bioüzemanyag termelés értékláncát elkezdjék kidolgozni.

A kutatási program keretében először 200 kg tengeri hínárt takarítottak be Dániában, majd 10 tonna hínárt takarítottak be a skót partok közelében. A kutatás négy különböző hínár fajta termelését vizsgálta meg közelebbről. A termesztés kidolgozásában a kutatócsoportnak sikerült jelentős áttörést elérnie. Az új termesztési eljárás a teljes évet kihasználja (tél és nyár), és mind a dán és skót partok mentén működött, két alapvetően különböző termesztési körülmény esetében is.

A betakarított hínár feldolgozását is vizsgálták. A hínár bioüzemanyaggá való átalakítása biológiai és kémiai folyamatokat kíván meg. A jelenlegi folyamat viszonylag egyszerű és várhatóan viszonylag egyszerűen gazdaságossá tehető nagyüzemi termelést tesz majd lehetővé az alacsony energiafelhasználás miatt. A kutatók egy ambiciózusnak mondható 60 g literenkénti fermentálható cukortartalmat tűztek ki célul a hínárból készült hidrolizált köztes termékben, amit sikerült elérniük.

A kutatási program keretében végül 20 liter üzemanyagként is felhasználható komponenseket sikerült előállítani, többek között erjesztés segítségével etanolt és ABE-t [aceton, butanol és etanol keverékét szolgáltató fermentációs eljárás, a szerk.], míg egy termokémiai eljárással furán alapú komponenseket és más dízel adalékanyagokat. Az ezekből kialakított (fosszilis komponenseket is tartalmazó) üzemanyaggal egy 80 km-es úgynevezett PEMS tesztutat tettek meg sikeresen. A kutató program vezetője szerint ez az első eset, amikor ilyen alapanyagot felhasználó bioüzemanyaggal sikerült egy tesztautót üzemeltetni, amellyel megnyitották a további fejlesztés előtt az utat.

A kutatási program segítségével a technológiai fejlettséget az úgynevezett Technology Readiness harmadik szintjéről az ötödikre sikerült megemelni. [A teljes TR szint lista 1 és 9 között található, az első ötlettől az ipari alkalmazásig bezárólag, a szerk.] A kutatók szerint a technológia, megfelelő ipari partnerek segítségével akár 2030-ra elérheti a legfelső szintet, ami a hínár alapú bioüzemanyagok piaci megjelenését is jelentheti majd.

A kutatási program kiterjedt az teljes folyamat energiaigényének a kiszámítására is, hiszen ennek ismerete elengedhetetlen a legújabb európai szabványok által megkívánt maximális üvegházhatású gázok kibocsátásának meghatározásához, és annak biztosításához, hogy a termék megfelel a legújabb, második generációs bioüzemanyagok előírásainak.

A számítások eredménye szerint a jelenlegi, a termesztést és feldolgozást is magába foglaló eljárás fajlagos költsége igen magas. Ez önmagában még nem gond, ha a termék sikeresen bejegyezhető második generációs üzemanyagként, hiszen ezek jelenlegi piaci ára nagyobb teret enged a gyártási költségeknek.

A környezeti tanulmány szerint azonban, a termesztést és feldolgozási eljárást is figyelembe vevő, teljes szén-dioxid kibocsátás meghaladja az EU szabvány szerint teljesítendő 32.9 gCO₂eq/MJ értéket. Sajnos a tanulmány szerint nem csak a fenti értéket haladja meg, hanem a fosszilis energiahordozóból gyártott referencia üzemanyag értékét is, vagyis nagyobb, mint a szabvány szerinti átlagos benzin vagy gázolaj 94 g CO₂eq/MJ értéke. Emellett a hínárból gyártott bioetanol sem képes versenyezni jelenleg a szárazföldi alapanyagokból előállított bioetanol kibocsátási értékeivel.

Bár a kutatóprogram tavaly befejeződött, a kiértékelés ebben az évben tovább folytatódik. Az egyelőre kérdéses, hogy az EU a további kutatást támogatja majd a következő nagyszabású bioüzemanyag program keretében.