catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2024-2-66-75catal-1008Research ArticleБИОКАТАЛИЗBIOCATALYSISПрименение биомассы микроводорослей для получения востребованных продуктов. Часть 5. Реактивное топливо из биомассы микроводорослейThe use of microalgae biomass for the production of marketable products. Part 5. Jet fuel from microalgae biomassСамойловаЮ. В.SamoylovaYu. V.ctls@kalvis.ruСорокинаК. Н.SorokinaK. N.ctls@kalvis.ruПармонВ. Н.ParmonV. N.ctls@kalvis.ruИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis, NovosibirskRussian Federation2024200320242426675Copyright © LLC "KALVIS", 20242024LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/1008

Представлен обзор литературы, посвященный топливу для реактивных двигателей из биомассы микроводорослей. Представлены современные стандарты, которым должно отвечать биореактивное топливо, полученное из биомассы микроводорослей. Рассмотрены основные пути получения реактивного топлива из микроводорослей, а именно процессы «масло в топливо», «газ в топливо» и «углеводы в топливо», а также получение этого топлива наряду с другими ценными продуктами в результате комплексной переработки биомассы. Приведены данные о потенциале использования биотоплива из биомассы микроводорослей в смесях с традиционным нефтяным топливом. Представлены данные о перспективах применения этого альтернативного топлива в современной авиации.

Boreskov Institute of Catalysis, Novosibirsk, Russia

The review focuses on jet fuel from microalgae biomass. Modern standards that biojet fuel obtained from microalgae biomass must meet are presented. The main ways of producing jet fuel from microalgae are considered, namely the processes of “oil to fuel”, “gas to fuel” and “carbohydrates to fuel”, as well as the production of this fuel along with other valuable products as a result of complex bioprocessing of biomass. Data on the potential for using biofuels from microalgae biomass in mixtures with traditional petroleum fuels are presented. The prospects for using this alternative fuel in modern aviation are considered.

микроводорослибиомассалипидыуглеводыбиотопливоmicroalgaebiomasslipidscarbohydratesbiofuelReferencesMartinez-Villarreal S., Breitenstein A., Nimmegeers P., Perez Saura P., Hai B., Asomaning J., Eslami A. A., Billen P., Van Passel S., Bressler D. C., Debecker D. P., Remacle C., Richel A. // Biomass and Bioenergy. 2022. T. 165. C. 106555.Martinez-Villarreal S., Breitenstein A., Nimmegeers P., Perez Saura P., Hai B., Asomaning J., Eslami A. A., Billen P., Van Passel S., Bressler D. C., Debecker D. P., Remacle C., Richel A. // Biomass and Bioenergy. 2022. T. 165. C. 106555.Wang W.-C., Tao L. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. T. 53. C. 801-822.Wang W.-C., Tao L. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. T. 53. C. 801-822.Gokulnath R., Booma Devi P., Gavurova B., Ali Alharbi S., Alfarraj S., Jhanani G. K., Brindhadevi K. // Fuel. 2023. T. 344. C. 127981.Gokulnath R., Booma Devi P., Gavurova B., Ali Alharbi S., Alfarraj S., Jhanani G. K., Brindhadevi K. // Fuel. 2023. T. 344. C. 127981.Blakey S., Rye L., Wilson C. W. // Proceedings of the Combustion Institute. 2011. T. 33, № 2. C. 2863-2885.Blakey S., Rye L., Wilson C. W. // Proceedings of the Combustion Institute. 2011. T. 33, № 2. C. 2863-2885.Bwapwa J. K., Anandraj A., Trois C. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017 T. 80. ‒C. 1345-1354.Bwapwa J. K., Anandraj A., Trois C. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017 T. 80. ‒C. 1345-1354.Капустин В. М., Гуреев А. А. Технология переработки нефти. Часть первая. Первичная переработка нефти. г. Москва: Колос, 2007. 400 с.Капустин В. М., Гуреев А. А. Технология переработки нефти. Часть первая. Первичная переработка нефти. г. Москва: Колос, 2007. 400 с.ГОСТ Р 52050-2020. Топливо авиационное для газотурбинных двигателей Джет А-1 (Jet A-1). Технические условия. Москва. 2020ГОСТ Р 52050-2020. Топливо авиационное для газотурбинных двигателей Джет А-1 (Jet A-1). Технические условия. Москва. 2020Ластовкин Г. А., Радченко Е. Д., Рудина М. Г. Справочник нефтепереработчика. Ленинград: Химия 1986. 648 с.Ластовкин Г. А., Радченко Е. Д., Рудина М. Г. Справочник нефтепереработчика. Ленинград: Химия 1986. 648 с.Khan M. I., Shin J. H., Kim J. D. // Microbial Cell Factories. 2018. T. 17, № 1. C. 36.Khan M. I., Shin J. H., Kim J. D. // Microbial Cell Factories. 2018. T. 17, № 1. C. 36.Monteiro R. R. C., dos Santos I. A., Arcanjo M. R. A., Cavalcante C. L., de Luna F. M. T., Fernandez-Lafuente R., Vieira R. S. // Catalysts. 2022. T. 12, № 2. C. 237.Monteiro R. R. C., dos Santos I. A., Arcanjo M. R. A., Cavalcante C. L., de Luna F. M. T., Fernandez-Lafuente R., Vieira R. S. // Catalysts. 2022. T. 12, № 2. C. 237.Kandaramath Hari T., Yaakob Z., Binitha N. N. // Renewable and Sustainable Energy Reviews.2015. T. 42. C. 1234-1244.Kandaramath Hari T., Yaakob Z., Binitha N. N. // Renewable and Sustainable Energy Reviews.2015. T. 42. C. 1234-1244.Verma D., Kumar R., Rana B. S., Sinha A. K. // Energy & Environmental Science. 2011. T. 4, № 5. C. 1667-1671.Verma D., Kumar R., Rana B. S., Sinha A. K. // Energy & Environmental Science. 2011. T. 4, № 5. C. 1667-1671.Robota H. J., Alger J. C., Shafer L.// Energy & Fuels. 2013. T. 27, № 2. C. 985-996.Robota H. J., Alger J. C., Shafer L.// Energy & Fuels. 2013. T. 27, № 2. C. 985-996.Bala D. D., Chidambaram D. // RSC Advances. 2016. T. 6, № 18. C. 14626-14634.Bala D. D., Chidambaram D. // RSC Advances. 2016. T. 6, № 18. C. 14626-14634.Cheng J., Zhang Z., Zhang X., Liu J., Zhou J., Cen K. // Fuel. 2019. T. 245. C. 384-391.Cheng J., Zhang Z., Zhang X., Liu J., Zhou J., Cen K. // Fuel. 2019. T. 245. C. 384-391.Lim J. H. K., Gan Y. Y., Ong H. C., Lau B. F., Chen W.-H., Chong C. T., Ling T. C., Klemeš J. J. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2021. T. 149. C. 111396.Lim J. H. K., Gan Y. Y., Ong H. C., Lau B. F., Chen W.-H., Chong C. T., Ling T. C., Klemeš J. J. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2021. T. 149. C. 111396.Raheem A., Wan Azlina W. A. K. G., Taufiq Yap Y. H., Danquah M. K., Harun R. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. T. 49. C. 990-999.Raheem A., Wan Azlina W. A. K. G., Taufiq Yap Y. H., Danquah M. K., Harun R. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. T. 49. C. 990-999.Tiong L., Komiyama M., Uemura Y., Nguyen T. T. // The Journal of Supercritical Fluids. 2016. T. 107. C. 408-413.Tiong L., Komiyama M., Uemura Y., Nguyen T. T. // The Journal of Supercritical Fluids. 2016. T. 107. C. 408-413.Samiee-Zafarghandi R., Hadi A., Karimi-Sabet J. // Biomass and Bioenergy. 2019. T. 121. C. 13-21.Samiee-Zafarghandi R., Hadi A., Karimi-Sabet J. // Biomass and Bioenergy. 2019. T. 121. C. 13-21.Jin Y., Xiao G., Han Y., Sun F., Zhang D., Zhang Y., Li J., Hong J. // Catalysis Today. 2019. T. 337. C. 139-146.Jin Y., Xiao G., Han Y., Sun F., Zhang D., Zhang Y., Li J., Hong J. // Catalysis Today. 2019. T. 337. C. 139-146.Kumabe K., Sato T., Matsumoto K., Ishida Y., Hasegawa T. // Fuel. 2010. T. 89. C. 2088-2095.Kumabe K., Sato T., Matsumoto K., Ishida Y., Hasegawa T. // Fuel. 2010. T. 89. C. 2088-2095.Motta I. L., Miranda N. T., Maciel Filho R., Wolf Maciel M. R. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. T. 94. C. 998-1023.Motta I. L., Miranda N. T., Maciel Filho R., Wolf Maciel M. R. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. T. 94. C. 998-1023.Wang Y., Guo W., Cheng C.-L., Ho S.-H., Chang J.-S., Ren N. // Bioresource Technology. 2016. T. 200. C. 557-564.Wang Y., Guo W., Cheng C.-L., Ho S.-H., Chang J.-S., Ren N. // Bioresource Technology. 2016. T. 200. C. 557-564.Castro Y. A., Ellis J. T., Miller C. D., Sims R. C. // Applied Energy. 2015. T. 140. C. 14-19.Castro Y. A., Ellis J. T., Miller C. D., Sims R. C. // Applied Energy. 2015. T. 140. C. 14-19.Ellis J. T., Hengge N. N., Sims R. C., Miller C. D. // Bioresource Technology. 2012. T. 111. C. 491-495.Ellis J. T., Hengge N. N., Sims R. C., Miller C. D. // Bioresource Technology. 2012. T. 111. C. 491-495.Luo Y., He Y., Zhang R., Lou D., Zhu R., Zhu C., Li Q. // Fuel Processing Technology. 2023. T. 241. C. 107603.Luo Y., He Y., Zhang R., Lou D., Zhu R., Zhu C., Li Q. // Fuel Processing Technology. 2023. T. 241. C. 107603.Zhang R., He Y., Luo Y., Lou D., Zhu R., Zhu C., Li Q. // Energy. 2023. T. 281. C. 128246.Zhang R., He Y., Luo Y., Lou D., Zhu R., Zhu C., Li Q. // Energy. 2023. T. 281. C. 128246.Kim T.-H., Lee K., Oh B.-R., Lee M.-E., Seo M., Li S., Kim J.-K., Choi M., Chang Y. K. // Renewable Energy. 2021. T. 165. C. 481-490.Kim T.-H., Lee K., Oh B.-R., Lee M.-E., Seo M., Li S., Kim J.-K., Choi M., Chang Y. K. // Renewable Energy. 2021. T. 165. C. 481-490.ASTM D7566-22a. Standard Specification for Aviation Turbine Fuel Containing Synthesized Hydrocarbons. 2022. C. 40.ASTM D7566-22a. Standard Specification for Aviation Turbine Fuel Containing Synthesized Hydrocarbons. 2022. C. 40.Poddar M. K., Anand M., Farooqui S. A., Martin G. J. O., Maurya M. R., Sinha A. K. // Biomass and Bioenergy. 2018. T. 119. C. 31-36.Poddar M. K., Anand M., Farooqui S. A., Martin G. J. O., Maurya M. R., Sinha A. K. // Biomass and Bioenergy. 2018. T. 119. C. 31-36.Zhang X., Shi Y., Chen Y., Hu H., Cheng F., Li R., Wu Y.// Journal of Cleaner Production. 2022. T. 333. C. 130100.Zhang X., Shi Y., Chen Y., Hu H., Cheng F., Li R., Wu Y.// Journal of Cleaner Production. 2022. T. 333. C. 130100.Zhang P., Feng L., Su B., Li X. // Journal of Cleaner Production. 2022. T. 341. C. 130895.Zhang P., Feng L., Su B., Li X. // Journal of Cleaner Production. 2022. T. 341. C. 130895.Bwapwa J. K., Akash A., Trois C. // International Journal of Low-Carbon Technologies. 2019. T. 14, № 2. C. 234-240.Bwapwa J. K., Akash A., Trois C. // International Journal of Low-Carbon Technologies. 2019. T. 14, № 2. C. 234-240.Klein-Marcuschamer D., Turner C., Allen M., Gray P., Dietzgen R. G., Gresshoff P. M., Hankamer B., Heimann K., Scott P. T., Stephens E., Speight R., Nielsen L. K. // Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2013. T. 7, № 4. C. 416-428.Klein-Marcuschamer D., Turner C., Allen M., Gray P., Dietzgen R. G., Gresshoff P. M., Hankamer B., Heimann K., Scott P. T., Stephens E., Speight R., Nielsen L. K. // Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2013. T. 7, № 4. C. 416-428.Cox K., Renouf M., Dargan A., Turner C., Kleinmarcuschamer D. // Biofuels, Bioprod Biorefin. 2014. Т. 8, № 4. С. 579-593Cox K., Renouf M., Dargan A., Turner C., Kleinmarcuschamer D. // Biofuels, Bioprod Biorefin. 2014. Т. 8, № 4. С. 579-593Han J., Elgowainy A., Cai H., Wang M. Q. // Bioresource Technology. 2013. T. 150. C. 447-456.Han J., Elgowainy A., Cai H., Wang M. Q. // Bioresource Technology. 2013. T. 150. C. 447-456.Tiwari R., Mishra R., Choubey A., Kumar S., Atabani A. E., Badruddin I. A., Khan T. M. Y. // Fuel. 2023. T. 332. C. 125978.Tiwari R., Mishra R., Choubey A., Kumar S., Atabani A. E., Badruddin I. A., Khan T. M. Y. // Fuel. 2023. T. 332. C. 125978.Bwapwa J. K., Akash A., Trois C. Jet Fuel from Domestic Wastewater Treatment Using Microalgae: A Review. Green Materials for Wastewater Treatment. Cham: Springer International Publishing, 2020. C. 321-360.Bwapwa J. K., Akash A., Trois C. Jet Fuel from Domestic Wastewater Treatment Using Microalgae: A Review. Green Materials for Wastewater Treatment. Cham: Springer International Publishing, 2020. C. 321-360.Okolie J.A., Awotoye D., Tabat M.E., Okoye P.U., Epelle E.I., Ogbaga C.C., Güleç F., Oboirien B. // iScience. 2023. Т. 26. № 6. C. 106944Okolie J.A., Awotoye D., Tabat M.E., Okoye P.U., Epelle E.I., Ogbaga C.C., Güleç F., Oboirien B. // iScience. 2023. Т. 26. № 6. C. 106944Fortier M.-O. P., Roberts G. W., Stagg-Williams S. M., Sturm B. S. M. // Applied Energy. 2014. T. 122. C. 73-82.Fortier M.-O. P., Roberts G. W., Stagg-Williams S. M., Sturm B. S. M. // Applied Energy. 2014. T. 122. C. 73-82.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.