为了追求未来的燃料，罗杰·鲁恩（Roger Ruan）在别人想要的东西中找到了宝贵的资源 - 明尼阿波利斯最大的污水处理厂的废水。
明尼苏达大学的教授正在利用这种不太可能种植单细胞藻类并产生类似柴油的生物燃料的来源。他是全球众多研究人员之一，他们以与汽油和柴油竞争的价格从藻类中生产生物燃料。但是Ruan的项目以及其他几个污水到燃料实验 - 比竞争藻类到燃料的努力具有明显的优势：他的营养丰富的原料是免费的，并且全年以几乎恒定的速度获得。
也许最重要的是，Ruan的藻类不仅可以用来生产燃料，而且还可以清理废水，有可能节省数百万美元。
“这就是我们所追求的，”大都会议会环境服务公司财务总监Jason Willet经营废水工厂，并帮助Ruan的研究提供了资金。
Ruan说，即使在一个效率低下的开放池塘中，一英亩的藻类也可以每年产生5,000加仑的生物柴油，这是大豆的100倍。
而且，与许多其他藻类生物燃料实验不同，Ruan的作品不依赖甘蔗等食物的农作物作为原料来生产藻类。
“这种（基于污水的生物燃料）可能是一种非常非常好的能源作物，”生物系统和农业工程学教授鲁恩说。“它的产量可能比来自大豆的玉米或油的淀粉要高得多。主要原因是它可以以更快，更快的速度增长。”
在废物中生产燃料的藻类不仅仅是Ruan的想法。该概念在2006年引起了国际关注，当时新西兰的一家名为Aquaflow的初创公司成功地从废水处理厂从露天池塘收集了生物燃料。该公司预计能够大规模生产生物燃料，最近通过宣布蒸馏出一种特殊的混合物来满足Jet Fuel的技术规格，从而吸引了航空业的主要参与者的注意。
Aquaflow的进步，加上五角大楼对生物燃料的兴趣，作为传统喷气式飞机的替代品，在美国引发了一系列的学术和工业研究。弗吉尼亚大学的一个团队一直在努力最大化藻类种植过程的效率，而弗吉尼亚州诺福克的旧自治领大学的化学系已在当地的废水处理厂建造了一个小规模的生物反应器最终每年能够生产价值60万美元的燃料。
该大学正在寻找一种生产不与食品作物竞争的可再生燃料的方法。
甚至NASA都戴上了帽子，研究人员正在为藻类种植的浮动温室开发。袋子上有人类废物，并播种有各种淡水藻类，然后部署到海洋中。半孔塑料膜允许二氧化碳和氧气的交换不断抑制，但可以防止咸海水干扰内部的繁殖条件。吸收阳光并在污水中的养分上盛宴，藻类会产生含有脂肪的细胞，可以收获并将其精制成燃料。
美国企业家也进入了市场。6月，总部位于印第安纳波利斯的Algaewheel与印第安纳州雷诺市签约，在废水处理设施中构建一个模块，该设施使用轮子样旋转装置来通过一系列藻类培养物过滤传入的污水。该工艺产生的燃料将用于为设施供电。
在明尼阿波利斯，Ruan和Metro Council正在进行研究，目的是在大约一年内设计示范藻类到燃料。
大都市废水处理厂位于密西西比河旁，就在圣保罗的下游。它是该国同类产品中第十大工厂，它从双城都会区的四分之三的污水处理 - 每天超过2亿加仑。它的一些低矮砖建筑，由优美的装饰艺术刻字装饰，可追溯到1938年的起源。从屋顶上，占地170英亩的土地是盆地，坦克，堆栈和管道的沃伦。
筛选出传入的污水堆放垃圾和块，然后遇到沉降池以去除固体。在曝气池中，经过精心管理的微生物种群分解有机物。经过更多沉降以去除死亡微生物，废水被液体氯灭菌，然后再排入河流。废水通常比河本身更干净，更清晰。令人惊讶的是，几乎没有气味。
像废水一样干净，明尼苏达州正在考虑新的标准，这些标准很可能需要进一步降低磷和氮。在10,000个湖泊的土地上，过量的磷是一个真正的关注点，因为它会引起难看的藻类开花和杀死鱼类。密西西比河嘴的缺氧死亡区域归咎于整个中西部的农田的氮。Willet说，但是通过常规治疗达到新标准可能每年很容易造成“数百万美元”。“我们需要找到一些选择。”
因此，明尼苏达大学和大都会委员会于2007年开始研究。通过其可再生能源和环境的计划，该大学正在寻找一种生产可再生燃料的方法，该燃料不会与粮食作物竞争或捆绑农业土地。大都会议会想要清洁剂废水。
早些时候，Ruan决定不在原始废水中种植藻类流入工厂：每天管理超过2亿加仑的藻类似乎令人生畏。取而代之的是，研究重点是“集中”，这是由强大的离心机从沉降岩固体挤出的数百万加仑。脏果汁的氮和磷如此之高，以至于杀死大多数生物。
随着石油的生长，藻类产生的质量占30％，每天都可以收获。
鲁恩（Ruan）的最初任务是筛选数千种藻类，以找到一种或几种在核心条件的恶劣条件下蓬勃发展的藻类。他将助手派往绿色，池塘和河流的汤汤。大多数在浓缩营养物质中灭亡，但Ruan最终发现了几种存活的物种，只有5微米的绿色，球形，单细胞浮游生物 - 幸存下来。通过适应这些幸存者，Ruan能够产生在废水中繁盛的菌株，同时将磷的水平降低了50％至80％。随着石油的生长如此之快，他们产生了30％的质量，每天都可以收获。
到目前为止，Ruan和Met Council回避了基因工程藻类，尽管它们几乎可以肯定可以增强生长和石油含量。威利特说：“我们不感兴趣，因为最终在这样的大规模行动中，其中一些会在河里松动。”“而且我有足够的法规。”
鲁恩还决定不开放池塘生长藻类。池塘效率低下，因为藻类开花遮挡光。商业规模的池塘也需要大面积的土地，并且很难控制条件，尤其是在冬季。鲁恩说：“如果您谈论开放的池塘系统，那么在北部气候中几乎是不可能的。”最后，“如果藻类稀释，收获它非常非常昂贵。”
取而代之的是，Ruan开始构建数十个不同的“光晶型反应器” - 管子或板的各种配置，这些配置可以良好接触天然和人造光，并容易获得收获和清洁。当前一代的反应堆正在工厂的“固体建筑”中的棚屋中运行，不仅包含了居民的恶臭，而且还要使设备保持秘密，直到大学获得专利为止。
像大豆一样，藻类油可用于制造生物柴油。或者可以通过热量和催化剂（如在炼油厂中）“破裂”，以产生与石油衍生的柴油相同的“绿色柴油”。生物柴油或绿色柴油都可以为地铁委员会的公共巴士车队提供动力，该车队已经使用了最多20％的生物柴油。威利特说：“我们是一个保证的市场。”残留藻类泥浆（富含氮的浆）可以作为肥料，动物饲料或乙醇的原料出售。
鲁恩说，但是有一个很大的问题，任何试图将藻类转化为加油的尝试都是常见的。鲁恩说：“我们已经做了很多工作来将石油取出，但我们知道这很昂贵。”鲁恩说。
有两种通常使用的方法：干燥和粉碎藻类，或用溶剂去除油。鲁恩说，两者都很昂贵。研究人员正在探索各种方法来分解藻类细胞壁（例如，通过渗透冲击或超声波）使油回收更容易。
鲁恩说，有了可用的流程，藻类柴油机的价格可能为每加仑20美元，这是值得的。但是，威利特说：“这并没有考虑到我将要意识到的避免成本。”
在第二年，Ruan和Met Council希望为示范规模的工厂开发一种设计，每天使用20,000加仑的居民。该量仅占地铁工厂产生的居民的2％，每天只生产约160公斤的干藻和8加仑的油。但是，Ruan说，最终可以扩大规模的藻类植物，以治疗整个中心水流，每天生产接近400加仑的油。或者可以用来处理50,000人城市的废水。
这是关键 - 废水处理，具有可再生燃料的额外好处。或可再生燃料，有益于清洁水。鲁恩说，无论哪种方式，我们都认为这可能是一个完美的组合。”