Jonathan Trent: Energy from floating algae pods

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Translator: Stoyan Tashev Reviewer: Yavor Ivanov

Some years ago, I set out to try to understand

Преди години си поставих за цел да разбера

if there was a possibility to develop biofuels

дали е възможно да се разработят биогорива

on a scale that would actually compete with fossil fuels

в такъв мащаб, че те да се конкурират с фосилните горива,

but not compete with agriculture for water,

но да не конкурират земеделието за вода,

fertilizer or land.

тор или земя.

So here's what I came up with.

И ето какво измислих.

Imagine that we build an enclosure where we put it

Представете си, че построим капсула, която да потопим

just underwater, and we fill it with wastewater

под вода и запълним с отпадъчна вода

and some form of microalgae that produces oil,

и някаква форма на микроводорасли, произвеждащи петрол

and we make it out of some kind of flexible material

и я направим от някой пластичен материал,

that moves with waves underwater,

който се движи заедно с вълните под водата

and the system that we're going to build, of course,

и системата, която ще построим, разбира се,

will use solar energy to grow the algae,

използва слънчева енергия, за да подхранва водораслите,

and they use CO2, which is good,

а те, от своя страна, използват въглероден диоксид, което е добре,

and they produce oxygen as they grow.

и растейки произвеждат кислород.

The algae that grow are in a container that

Растящите водорасли са в контейнер,

distributes the heat to the surrounding water,

който отдава топлината на околната вода

and you can harvest them and make biofuels

и можем да ги събираме и правим биогорива

and cosmetics and fertilizer and animal feed,

и козметика, и тор, и фураж,

and of course you'd have to make a large area of this,

и, разбира се, за това ще е нужна голяма площ,

so you'd have to worry about other stakeholders

съответно трябва да се съобразим с други,

like fishermen and ships and such things, but hey,

например рибари и кораби и такива неща,

we're talking about biofuels,

но все пак говорим за биогорива,

and we know the importance of potentially getting

а всички знаем колко важна е възможността да се сдобием

an alternative liquid fuel.

с алтернативно течно гориво.

Why are we talking about microalgae?

Защо говорим за микроводорасли?

Here you see a graph showing you the different types

Виждате графика, показваща различните видове култури,

of crops that are being considered for making biofuels,

които са предвидени за производство на биогорива.

so you can see some things like soybean,

Така че виждате неща като соя,

which makes 50 gallons per acre per year,

която произвежда 50 галона от декар годишно,

or sunflower or canola or jatropha or palm, and that

или слънчоглед, рапица, ятрофа, палма,

tall graph there shows what microalgae can contribute.

а тази висока графа показва с какво може да допринесат микроводораслите.

That is to say, microalgae contributes between 2,000

Иначе казано, микроводораслите произвеждат между 2000

and 5,000 gallons per acre per year,

и 5000 галона от декар годишно,

compared to the 50 gallons per acre per year from soy.

сравнено с 50 галона от декар годишно от соята.

So what are microalgae? Microalgae are micro --

А какво са микроводорасли? Микроводораслите са

that is, they're extremely small, as you can see here

микро - това ще рече, че са изключително малки, както се вижда

a picture of those single-celled organisms

това е снимка на тези едноклетъчни организми,

compared to a human hair.

сравнена с човешки косъм.

Those small organisms have been around

Тези малки организми съществуват

for millions of years and there's thousands

от милиони години и има хиляди

of different species of microalgae in the world,

различни видове микроводорасли по света,

some of which are the fastest-growing plants on the planet,

някои от които са най-бързо растящите растения на планетата

and produce, as I just showed you, lots and lots of oil.

и произвеждат, както ви показах, много петрол.

Now, why do we want to do this offshore?

И така, защо искаме да направим това в морето?

Well, the reason we're doing this offshore is because

Причината, поради която го правим в морето е защото

if you look at our coastal cities, there isn't a choice,

ако погледнете нашите крайбрежни градове, няма избор,

because we're going to use waste water, as I suggested,

защото ще използваме отпадъчна вода, както подсказах,

and if you look at where most of the waste water

а повечето пречиствателни станции

treatment plants are, they're embedded in the cities.

са в градовете.

This is the city of San Francisco, which has 900 miles

Това е Сан Франциско, който вече има около

of sewer pipes under the city already,

1500 километра канализационни тръби

and it releases its waste water offshore.

и изхвърля отпадъчните си води в морето.

So different cities around the world treat their waste water

Различните градове по света третират отпадъчната си вода

differently. Some cities process it.

по различен начин. Някои я обработват.

Some cities just release the water.

Някои просто я изхвърлят.

But in all cases, the water that's released is

Но във всички случаи, водата, която се изхвърля

perfectly adequate for growing microalgae.

е абсолютно подходяща за отглеждането на микроводорасли.

So let's envision what the system might look like.

Нека си представим как би изглеждала системата.

We call it OMEGA, which is an acronym for

Наричаме я "Омега", което е акроним за

Offshore Membrane Enclosures for Growing Algae.

офшорни мембранни капсули за отглеждане на водорасли.

At NASA, you have to have good acronyms.

В "НАСА" трябва да имате хубави акроними.

So how does it work? I sort of showed you how it works already.

А как работи? Отчасти вече ви показах как.

We put waste water and some source of CO2

Слагаме отпадъчна вода и източник на въглероден диоксид

into our floating structure,

в нашата плаваща структура

and the waste water provides nutrients for the algae to grow,

и отпадъчната вода осигурява хранителни вещества на водораслите,

and they sequester CO2 that would otherwise go off

а те изолират въглеродния диоксид, който иначе

into the atmosphere as a greenhouse gas.

би се отделил в атмосферата като парников газ.

They of course use solar energy to grow,

Те, разбира се, използват слънчева енергия, за да растат,

and the wave energy on the surface provides energy

а енергията от вълните на повърхността осигурява енергия

for mixing the algae, and the temperature

за разбъркване на водораслите, а температурата

is controlled by the surrounding water temperature.

се контролира от температурата на околната вода.

The algae that grow produce oxygen, as I've mentioned,

Растящите водорасли произвеждат кислород, както споменах,

and they also produce biofuels and fertilizer and food and

а също произвеждат и биогорива, тор, храна

other bi-algal products of interest.

и други подобни интересни продукти.

And the system is contained. What do I mean by that?

И системата е затворена. Какво имам предвид?

It's modular. Let's say something happens that's

Тя е модулна. Да предположим, че нещо

totally unexpected to one of the modules.

абсолютно неочаквано се случи на един от модулите.

It leaks. It's struck by lightning.

Тече. Ударен е от мълния.

The waste water that leaks out is water that already now

Отпадъчната вода, която изтече е вода,

goes into that coastal environment, and

която така или иначе отива в крайбрежната околна среда,

the algae that leak out are biodegradable,

а водораслите, които изтекат са биоразградими

and because they're living in waste water,

и понеже живеят в отпадъчни води, това ще рече,

they're fresh water algae, which means they can't

че са сладководни водорасли, което означава, че не могат

live in salt water, so they die.

да живеят в солена вода, така че умират.

The plastic we'll build it out of is some kind of

Пластмасата, с която ще го построим

well-known plastic that we have good experience with, and

е позната пластмаса, с която имаме добър опит

we'll rebuild our modules to be able to reuse them again.

и ще рециклираме модулите, така че да можем да ги използваме отново.

So we may be able to go beyond that when thinking about

Може да отидем и по-нататък, мислейки за

this system that I'm showing you, and that is to say

системата, която ви показвам, а това ще рече,

we need to think in terms of the water, the fresh water,

че трябва да помислим за питейната вода,

which is also going to be an issue in the future,

която също ще бъде проблем за в бъдеще

and we're working on methods now

и ние работим върху методи

for recovering the waste water.

за възстановяване на отпадъчната вода.

The other thing to consider is the structure itself.

Другото нещо, което трябва да се вземе предвид, е самата структура.

It provides a surface for things in the ocean,

Тя осигурява повърхност за нещата в океана

and this surface, which is covered by seaweeds

и тази повърхност, която е покрита с водорасли

and other organisms in the ocean,

и други морски организми

will become enhanced marine habitat

ще се превърне в своеобразен морски хабитат,

so it increases biodiversity.

така че ще се увеличи биоразнообразието.

And finally, because it's an offshore structure,

И накрая, понеже е морска структура,

we can think in terms of how it might contribute

може да помислим как може да допринесе

to an aquaculture activity offshore.

като аквакултурна дейност в морето.

So you're probably thinking, "Gee, this sounds

Вероятно си мислите, "Брей, това звучи

like a good idea. What can we do to try to see if it's real?"

като добра идея. Какво можем да направим, за да пробваме дали ще стане?"

Well, I set up laboratories in Santa Cruz

Е, аз установих лаборатории в Санта Круз,

at the California Fish and Game facility,

в Калифорнийската ловно-риболовна сграда

and that facility allowed us to have big seawater tanks

и в тази сграда имаме възможността да използваме големи резервоари

to test some of these ideas.

с морска вода, за да изпробваме тези идеи.

We also set up experiments in San Francisco

Провеждаме експерименти също и в Сан Франциско,

at one of the three waste water treatment plants,

в една от трите пречиствателни станции,

again a facility to test ideas.

отново сграда, в която да тестваме тези идеи.

And finally, we wanted to see where we could look at

И накрая искахме да видим къде може да видим

what the impact of this structure would be

какво би било въздействието на тази структура

in the marine environment, and we set up a field site

върху морската среда и построихме полеви обект

at a place called Moss Landing Marine Lab

на място, наречено "Морска лаборатория Мос Лендинг"

in Monterey Bay, where we worked in a harbor

в Монтерей, където работихме в пристанище,

to see what impact this would have on marine organisms.

за да видим какво би било въздействието върху морските организми.

The laboratory that we set up in Santa Cruz was our skunkworks.

Лабораторията в Санта Круз беше нашата иновативна работилница.

It was a place where we were growing algae

Беше място, където отглеждахме водорасли,

and welding plastic and building tools

топяхме пластмаса и правехме инструменти,

and making a lot of mistakes,

правехме много грешки.

or, as Edison said, we were

Или, както е казал Едисон,

finding the 10,000 ways that the system wouldn't work.

намирахме 10 000 начина, по които системата не работи.

Now, we grew algae in waste water, and we built tools

Отглеждахме водорасли в отпадъчна вода, създадохме инструменти,

that allowed us to get into the lives of algae

които ни позволиха да надникнем в живота на водораслите,

so that we could monitor the way they grow,

така че да следим как растат,

what makes them happy, how do we make sure that

какво ги прави щастливи, как да сме сигурни,

we're going to have a culture that will survive and thrive.

че ще имаме култура, която ще оцелее.

So the most important feature that we needed to develop were these

Така че най-важното нещо, което трябваше да разработим бяха

so-called photobioreactors, or PBRs.

т.нар. фото-биореактори.

These were the structures that would be floating at the

Това са структурите, които щяха да плават

surface made out of some inexpensive plastic material

на повърхността, направени от евтина пластмаса,

that'll allow the algae to grow, and we had built lots and lots

в които ще растат водораслите. Създадохме много

of designs, most of which were horrible failures,

варианти, повечето от които бяха пълен провал

and when we finally got to a design that worked,

и когато накрая стигнахме до вариант, който работеше

at about 30 gallons, we scaled it up

с капацитет около 100л., го увеличихме

to 450 gallons in San Francisco.

до 1700л. в Сан Франциско.

So let me show you how the system works.

И нека ви покажа как работи системата.

We basically take waste water with algae of our choice in it,

На практика взимаме отпадъчна вода с водорасли по наш избор в нея

and we circulate it through this floating structure,

и я циркулираме през тази плаваща структура -

this tubular, flexible plastic structure,

тази цилиндрична, гъвкава структура -

and it circulates through this thing,

и тя циркулира през това нещо

and there's sunlight of course, it's at the surface,

и, разбира се, има слънчева светлина на повърхността

and the algae grow on the nutrients.

и водораслите покарват от хранителните вещества.

But this is a bit like putting your head in a plastic bag.

Но това си е малко като да си сложиш главата в торба.

The algae are not going to suffocate because of CO2,

Водораслите няма да се задушат заради въглеродният диоксид,

as we would.

както ние бихме.

They suffocate because they produce oxygen, and they

Те се задушават, защото произвеждат кислород, при това те

don't really suffocate, but the oxygen that they produce

не точно се задушават, а кислорода, който произвеждат

is problematic, and they use up all the CO2.

е проблемен, така че те изразходват целия въглероден диоксид.

So the next thing we had to figure out was how we could

Така че следващото важно нещо, което трябваше да разберем, бе как да премахнем

remove the oxygen, which we did by building this column

кислорода, което постигнахме с построяването на тази колона,

which circulated some of the water,

която циркулира част от водата

and put back CO2, which we did by bubbling the system

и връща въглероден диоксид, което направихме чрез разпенване

before we recirculated the water.

преди да върнем водата.

And what you see here is the prototype,

И тук виждате прототипът,

which was the first attempt at building this type of column.

който беше първият опит в построяването на тази колона.

The larger column that we then installed in San Francisco

По-голямата колона, която инсталирахме в Сан Франциско

in the installed system.

във вече направената система.

So the column actually had another very nice feature,

Колоната имаше и друга много готина способност,

and that is the algae settle in the column,

чрез която водораслите се установяваха в колоната,

and this allowed us to accumulate the algal biomass

което ни позволяваше да натрупаме биомаса,

in a context where we could easily harvest it.

така че да можем лесно да ги събираме.

So we would remove the algaes that concentrated

Така че премахваме водораслите,

in the bottom of this column, and then we could

които се утаяваха на дъното и след това можем

harvest that by a procedure where you float the algae

да ги съберем чрез процедура, с която разстиламе водораслите

to the surface and can skim it off with a net.

на повърхността и ги обираме с мрежа.

So we wanted to also investigate what would be the impact

Искахме също да разберем какво ще е въздействието

of this system in the marine environment,

на тази система върху морската среда

and I mentioned we set up this experiment at a field site

и споменах вече, че направихме този експеримент

in Moss Landing Marine Lab.

в морската лаборатория в Мос Лендинг.

Well, we found of course that this material became

Е, разбира се, разбрахме, че този материал

overgrown with algae, and we needed then to develop

се препълваше с водорасли и тогава трябваше да разработим

a cleaning procedure, and we also looked at how

прочистваща процедура, а също гледахме и взаимодействието

seabirds and marine mammals interacted, and in fact you

с птиците и морските бозайници и всъщност

see here a sea otter that found this incredibly interesting,

тук виждате морска видра, която го намира за доста интересно

and would periodically work its way across this little

и периодично си проправя път през това малко

floating water bed, and we wanted to hire this guy

плаващо водно легло. Искахме да я наемем

or train him to be able to clean the surface

или да я обучим да чисти повърхността,

of these things, but that's for the future.

но това за в бъдеще.

Now really what we were doing,

А какво правехме наистина -

we were working in four areas.

работехме в четири области.

Our research covered the biology of the system,

Проучването ни покри биологията на системата,

which included studying the way algae grew,

което включваше изучаването на растежа на водораслите,

but also what eats the algae, and what kills the algae.

но също и какво яде водорасли и какво ги убива.

We did engineering to understand what we would need

Проектирахме, за да разберем от какво ще се нуждаем,

to be able to do to build this structure,

за да можем да построим тази структура,

not only on the small scale, but how we would build it

не само в умален мащаб, но и как бихме могли да я построим

on this enormous scale that will ultimately be required.

в огромния мащаб, който би бил нужен.

I mentioned we looked at birds and marine mammals

Споменах, че гледахме птици и бозайници

and looked at basically the environmental impact

и общо взето екологичното взаимодействие

of the system, and finally we looked at the economics,

на системата и накрая гледахме икономиката.

and what I mean by economics is,

А под икономика имам предвид

what is the energy required to run the system?

каква енергия е необходима, за да работи системата.

Do you get more energy out of the system

Получава ли се повече енергия от системата,

than you have to put into the system

отколкото трябва да вложиш в нея,

to be able to make the system run?

за да работи?

And what about operating costs?

Ами оперативните разходи?

And what about capital costs?

Ами капиталовите разходи?

And what about, just, the whole economic structure?

Ами цялата икономическа структура?

So let me tell you that it's not going to be easy,

Така че, нека ви кажа, че няма да е лесно

and there's lots more work to do in all four

и има още доста работа във всички четири области,

of those areas to be able to really make the system work.

за да може системата наистина да работи.

But we don't have a lot of time, and I'd like to show you

Но ние нямаме много време и бих искал да ви покажа

the artist's conception of how this system might look

художествена концепция на това как би изглеждала системата,

if we find ourselves in a protected bay

ако се намираме в защитен залив

somewhere in the world, and we have in the background

някъде по света и на заден план, на тази картинка

in this image, the waste water treatment plant

е и пречиствателната станция

and a source of flue gas for the CO2,

тръби за въглеродния диоксид,

but when you do the economics of this system,

но когато направим сметките по системата,

you find that in fact it will be difficult to make it work.

разбираме, че всъщност ще е трудно тя да заработи.

Unless you look at the system as a way to treat waste water,

Освен, ако не погледнем на системата като начин за пречистване на отпадъчна вода,

sequester carbon, and potentially for photovoltaic panels

изолиране на въглерод и евентуално за фотоволтаични панели

or wave energy or even wind energy,

или енергия от вълните, или дори вятърна енергия.

and if you start thinking in terms of

И ако се замислим за обединение

integrating all of these different activities,

на всички тези различни дейности,

you could also include in such a facility aquaculture.

може също да включим и аквакултурите.

So we would have under this system a shellfish aquaculture

Така че ще имаме под системата мидена аквакултура,

where we're growing mussels or scallops.

където да отглеждаме миди и раковини.

We'd be growing oysters and things

Ще отглеждаме стриди и други,

that would be producing high value products and food,

които ще произвеждат продукти с висока стойност

and this would be a market driver as we build the system

и това би било пазарен стимул докато строим системата

to larger and larger scales so that it becomes, ultimately,

във все по-голям мащаб, така че, в крайна сметка,

competitive with the idea of doing it for fuels.

тя да бъде конкурентна, чрез идеята това да се прави за горива.

So there's always a big question that comes up,

И винаги изниква един голям въпрос,

because plastic in the ocean has got a really bad reputation

понеже пластмасата в океана има наистина лоша репутация,

right now, and so we've been thinking cradle to cradle.

а сега ние мислим екологично.

What are we going to do with all this plastic that we're

Какво ще правим с цялата тази пластмаса,

going to need to use in our marine environment?

която ще трябва да използваме в нашата морска екосистема.

Well, I don't know if you know about this,

Не знам дали знаете това,

but in California, there's a huge amount of plastic

но в Калифорния има огромно количество пластмаса,

that's used in fields right now as plastic mulch,

която се използва на полето като пластмасов тор.

and this is plastic that's making these tiny little greenhouses

Това е пластмаса, от която се правят малки парници

right along the surface of the soil, and this provides

точно по повърхността на земята и това

warming the soil to increase the growing season,

затопля почвата, за да увеличи сезона на растеж;

it allows us to control weeds,

това ни позволява да контролираме плевелите

and, of course, it makes the watering much more efficient.

и, разбира се, прави напояването много по ефикасно.

So the OMEGA system will be part

Така че системата "Омега" ще е част от

of this type of an outcome, and that when we're finished

такъв вид решение и след като вече

using it in the marine environment, we'll be using it,

не я използваме в морска среда, ще я използваме,

hopefully, on fields.

надявам се, на полето.

Where are we going to put this,

Къде ще я поставим

and what will it look like offshore?

и как ще изглежда?

Here's an image of what we could do in San Francisco Bay.

Ето изображение на това, което бихме могли да направим в залива на Сан Франциско.

San Francisco produces 65 million gallons a day

Сан Франциско произвежда почти 250 хиляди кубични метра

of waste water. If we imagine a five-day retention time

отпадъчна вода. Ако си представим петдневен период

for this system, we'd need 325 million gallons

на системата, ще трябва да задържа 1,2 милиона кубични метра вода

to accomodate, and that would be about 1,280 acres

и това би било около 1280 декара

of these OMEGA modules floating in San Francisco Bay.

"омега" модули, плаващи в залива на Сан Франциско.

Well, that's less than one percent

Това е по-малко от един процент

of the surface area of the bay.

от площта на залива.

It would produce, at 2,000 gallons per acre per year,

От 7500 л. на декар годишно

it would produce over 2 million gallons of fuel,

ще произвежда 7,5 милиона литра гориво,

which is about 20 percent of the biodiesel,

което е около 20 процента от биодизела

or of the diesel that would be required in San Francisco,

или от дизела, нужен за Сан Франциско

and that's without doing anything about efficiency.

и това е без да се прави нищо за по-добра ефективност.

Where else could we potentially put this system?

Къде другаде бихме могли да сложим системата?

There's lots of possibilities.

Има много възможности.

There's, of course, San Francisco Bay, as I mentioned.

Разбира се, заливът на Сан Франциско, както вече споменах.

San Diego Bay is another example,

Друг пример е заливът на Сан Диего,

Mobile Bay or Chesapeake Bay, but the reality is,

заливите Мобайл и Чесапийк, но истината е,

as sea level rises, there's going to be lots and lots

че с покачването на морското равнище ще има

of new opportunities to consider. (Laughter)

много нови възможности.

So what I'm telling you about is a system

Така че ви разказвам за система

of integrated activities.

на интегрирани дейности.

Biofuels production is integrated with alternative energy

Производството на биогорива е съчетано с алтернативната енергия,

is integrated with aquaculture.

която е съчетана с аквакултурата.

I set out to find a pathway

Отправил съм се да намеря път

to innovative production of sustainable biofuels,

към иновативно производство на устойчиви биогорива

and en route I discovered that what's really required

и пътьом открих, че интеграцията е това, което наистина се изисква

for sustainability is integration more than innovation.

за устойчивост, за сметка на иновацията

Long term, I have great faith

В дългосрочен план имам вяра

in our collective and connected ingenuity.

в нашата колективна и свързана изобретателност.

I think there is almost no limit to what we can accomplish

Мисля, че почти няма граници на това, което можем да постигнем,

if we are radically open

ако сме изцяло отворени

and we don't care who gets the credit.

и не се интересуваме кой получава признанието.

Sustainable solutions for our future problems

Устойчивите решения за бъдещите ни проблеми

are going to be diverse

ще са различни

and are going to be many.

и ще има много от тях.

I think we need to consider everything,

Мисля, че трябва да обмислим всичко,

everything from alpha to OMEGA.

всичко от алфа до "Омега".

Thank you. (Applause)

Благодаря ви! (Ръкопляскания)

(Applause)

(Ръкопляскания)

Chris Anderson: Just a quick question for you, Jonathan.

Крис Андерсън: Един бърз въпрос към теб, Джонатан.

Can this project continue to move forward within

Може ли този проект да прожължи

NASA or do you need some very ambitious

с "НАСА" или ще се нуждае от някой много амбициозен

green energy fund to come and take it by the throat?

фонд за зелена енергия да дойде и да го хване за гушата?

Jonathan Trent: So it's really gotten to a stage now

Джонатан Трент: Сега наистина е на такъв етап в "НАСА",

in NASA where they would like to spin it out into something

където биха искали да го завъртят като нещо,

which would go offshore, and there are a lot of issues

което би могло да бъде в морето, а има много проблеми

with doing it in the United States because of limited

с това в Щатите, заради

permitting issues and the time required to get permits

проблеми с разрешенията и с времето да се вземат разрешения

to do things offshore.

да се правят неща в морето.

It really requires, at this point, people on the outside,

В този момент наистина се нуждае от външни хора

and we're being radically open with this technology

и ние сме изцяло отворени с тази технология,

in which we're going to launch it out there

така че ще я пуснем за всеки

for anybody and everybody who's interested

и всеки, който е заинтересован да я поеме

to take it on and try to make it real.

и да се опита да я направи реалност.

CA: So that's interesting. You're not patenting it.

К. А.: Това е интересно. Няма да я патентовате.

You're publishing it.

Публикувате я.

JT: Absolutely.

CA: All right. Thank you so much.

Дж. Т.: Абсолютно.

К. А.: Добре, благодаря ти много.

JT: Thank you. (Applause)

Дж. Т.: Благодаря! (Ръкопляскания)