Biokütuste tootmine mikro- ja makrovetikatest on siinkohal perspektiivikas valdkond. Kuigi täna jääb vetikakütuse tootmine hinna poolest naftakütusele alla, on tehnoloogia arenedes võimalik peagi toota rohelist ning jätkusuutlikku biokütust.
Enamiku taastuvast vedelkütusest moodustab hetkel nn esimese põlvkonna biokütus, biodiisel ja bioetanool, mida toodetakse loomsetest rasvadest ja õli-, tärklise- ja suhkrurikastest kultuurtaimedest. Paraku on energiakultuuride viljelemiseks tarvis põllumaad, mis kergitab toiduks kasvatavate kultuuride hinda ning tõstatab eetilisi küsimusi. Konkurentsi toidulauaga väldib teise põlvkonna biokütus, mille tooraineks on mittesöödav lignotselluloosne biomass (põllumajandusjäätmed, haljastusjäägid, jääkpuit jms), ent selle tootmine on hetkel kallis.
Energia vetikatest
Teiseks võimaluseks vedel- ja gaaskütuste tootmiseks on mikro- ja makrovetikate kasvatamine. Mikrovetikad ehk mikrofüüdid on veekogudes ja niisketes kohtades elutsevad mikroskoopilised organismid, mida iseloomustab efektiivne fotosünteesivõime ning väga kiire kasv. Soodsates tingimustes (eelkõige toitainete külluses) võivad nad lühikese aja jooksul oma biomassi mitmekordistada.
Võrreldes mistahes kiirekasvuliste maismaataimedega on mikrovetikate kasv mitmekordne. Lisaks sisaldavad mikrovetikad sõltuvalt liigist kuni 70% (kuivkaalust) õlisid, mistõttu on need organismid teadlaste suure tähelepanu all kui potentsiaalne biodiisli tooraine. Kuigi mitte kõikidel mikrovetika liikidel ei ole õlisisaldus nii kõrge, on ka kõige tavalisemate kiirekasvuliste mikrovetika liikide õlisisaldus 15-20%. Kui võrdluseks võtta traditsioonilised õlikultuurid nagu raps, mille õlisisaldus biomassi kuivaine kohta on ca 2%, on ka kiirekasvuliste, aga väiksema õlisisaldusega mikrovetika liikidest saadav õli hulk maismaataimedega võrreldes mitmekordne.
Mikrovetikate kasvatamine
Mikrovetikaid kultiveeritakse enamasti madalates avatud basseinides või kinnistes fotobioreaktorites. Esimeste eeliseks on nende suhteliselt lihtne konstruktsioon ning madalad ehitus- ja töötamiskulud, kuid biomassi produktsioon on madalam ning ka saastumine võõrorganismidega sagedasem võrreldes fotobioreaktoritega. Lisaks hõlmavad basseinid enda alla suure maa-ala. Kinnised bioreaktorid on ruumikasutuse mõttes kompaktsemad, neid on võimalik asetada üksteise kohale ning produktsioon on parema keskkonnatingimuste kontrolli tõttu kõrgem.
Samas on bioreaktorite maksumus märksa suurem. Kütuse saamiseks mikrovetikamassist on tarvis viimane vesikeskkonnast eraldada, kuivatada ning eraldada õlid. Kuna enamik mikrovetikaõlidest on triglütseriidid, mis ei ole koheselt mootorikütusena kasutatavad, tuleb need muundada biodiisliks transesterifitseerimise reaktsiooni abil. Järelejäävast biomassist on võimalik toota etanooli ja biogaasi.
Hind kui kriitiline tegur
Kuna hetkel kasutatakse mikrovetikakütuse saamise erinevates etappides fossiilseid kütuseid (nt tsentrifuugimine biomassi eraldamiseks jne), ei ole saadav energia positiivse bilansiga. Samuti ei ole selle hind naftal põhineva kütusega võrreldes konkurentsivõimeline. Õnneks on mitmeid viise, kuidas taolise kütuse hinda alandada saaks. Näiteks on võimalik biomassist eraldada oomega-rasvhapped, pigmendid jt mikrovetikates sisalduvad kõrgväärtuslikud ained, mida on võimalik kasutada toiduaine-, ravimi- ja kosmeetikatööstuses.
Teiseks variandiks on kütust toota vetikamassist, mis ei ole spetsiaalselt selleks eesmärgiks toodetud.
Vetikate abil on võimalik puhastada heitvett ning eemaldada korstnagaasist süsihappegaasi. Nende protsesside tulemusel akumuleerub biomass, mida saabki kasutada kas biodiisli, -etanooli ja/või -metaani tootmiseks. Eesti Maaülikoolis tegeletaksegi muuhulgas korstnagaasi puhastamisvõimaluste uurimisega mikrovetikate abil. Selle tulemusel saadavast biomassist toodetakse biodiislit ja -metaani. Neid erinevaid mootorikütuseid katsetatakse koheselt ka mootorilaboris, et uurida kuidas taastuvad kütused mõjutavad mootorit, põlemisprotsesse selles ja ka heitgaaside koostist.
Makrovetikate kasutus
Perspektiivikaks kütuseallikaks on ka makrovetikad ehk hulkraksed vetikad, mis mõneti meenutavad taimi. Ehkki makrovetikaid kasutatakse toiduks ning mitmete ainete (karrageen, agar jt) tootmiseks, ei ole neid energiasaamise eesmärgil palju uuritud, kuna need sisaldavad suhteliselt vähe õlisid.
See-eest sisaldavad makrovetikad kuni 60% ulatuses kuivmassist süsivesikuid, mida on hõlpsalt võimalik
fermenteerida bioetanooliks või biogaasiks. Makrovetikaid kultiveeritakse enamasti basseinides ja looduslikes veekogudes selleks ettenähtud substraatidel. Lisaks on võimalik makrovetikaid kasvatada nt kalafarmide läheduses, mispuhul kalakasvatuse heitvesi on toitaineteallikaks mikrovetikate kasvuks, hoides kultiveerimiskulusid madalal. Ka makrovetikate puhul on kütust võimalik toota väärtuslike ainete ekstraheerimisest järelejäävast biomassist, muutes biokütuse hinna veelgi soodsamaks.
