What I'm going to do is, I'm going to explain to you an extreme green concept that was developed at NASA's Glenn Research Center in Cleveland, Ohio. But before I do that, we have to go over the definition of what green is, 'cause a lot of us have a different definition of it. Green. The product is created through environmentally and socially conscious means. There's plenty of things that are being called green now. What does it actually mean? We use three metrics to determine green. The first metric is: Is it sustainable? Which means, are you preserving what you are doing for future use or for future generations? Is it alternative? Is it different than what is being used today, or does it have a lower carbon footprint than what's used conventionally? And three: Is it renewable? Does it come from Earth's natural replenishing resources, such as sun, wind and water?
Det jag ska göra är att förklara ett extremt grönt koncept för er, som utvecklats vid NASA:s Glenn Research Center (GRC) i Cleveland i Ohio. Men först måste vi definiera termen "grön", eftersom många av oss har olika definitioner. Grön: Produkten är tillverkad utifrån miljömässigt och socialt medvetna metoder. Idag finns det mängder av så kallade gröna produkter. Men vad betyder det egentligen? Vi använder tre parametrar för att avgöra om något är grönt. Den första är: Är produkten hållbar? Med andra ord, tänker du på framtida användning eller framtida generationer? Är produkten alternativ? Skiljer den sig från dagens produkter, eller har den lägre koldioxidutsläpp än vad som används traditionellt? Och tre: Är produkten förnybar? Är den tillverkad av förnybara resurser, såsom sol, vind och vatten?
Now, my task at NASA is to develop the next generation of aviation fuels. Extreme green. Why aviation? The field of aviation uses more fuel than just about every other combined. We need to find an alternative. Also it's a national aeronautics directive. One of the national aeronautics goals is to develop the next generation of fuels, biofuels, using domestic and safe, friendly resources. Now, combating that challenge we have to also meet the big three metric — Actually, extreme green for us is all three together; that's why you see the plus there. I was told to say that. So it has to be the big three at GRC. That's another metric. Ninety-seven percent of the world's water is saltwater. How about we use that? Combine that with number three. Do not use arable land. Because crops are already growing on that land that's very scarce around the world. Number two: Don't compete with food crops. That's already a well established entity, they don't need another entry. And lastly the most precious resource we have on this Earth is fresh water. Don't use fresh water. If 97.5 percent of the world's water is saltwater, 2.5 percent is fresh water. Less than a half percent of that is accessible for human use. But 60 percent of the population lives within that one percent.
Min uppgift på NASA är att utveckla nästa generations flygbränslen. Extremt grön - så varför luftfart? Luftfartsindustrin använder mer bränsle än all annan industri sammantaget. Vi måste hitta ett alternativ. Detta är även fastställt i ett nationellt luftfartsdirektiv. Ett av de nationella målen för luftfarten är att utveckla nästa generations bränslen, biobränslen, utifrån inhemska och säkra, miljövänliga resurser. För att möta denna utmaning måste även vi uppfylla de tre stora parametrarna - Extremt grönt för oss innebär alla tre tillsammans, det är därför ni ser ett plus. Jag ombads säga det. Hos oss på GRC är de stora tre ett måste. Det är ytterligare en parameter. 97 procent av världens vatten är saltvatten. Varför inte använda det? Kombinera det med nummer det tre. Använd inte åkermark. För det växer redan grödor på denna mark som är en bristvara i hela världen. Nummer 2: Konkurrera inte med livsmedelsgrödor. Det är redan en väletablerad enhet som inte behöver fler användningsområden. Och slutligen, vår mest värdefulla resurs - sötvatten. Använd inte sötvatten. Om 97,5 procent av världens vatten är saltvatten, så är 2,5 procent sötvatten. Mindre än en halv procent av det finns tillgängligt för oss. Men 60 procent av befolkningen bor inom denna procent.
So, combating my problem was, now I have to be extreme green and meet the big three. Ladies and gentlemen, welcome to the GreenLab Research Facility. This is a facility dedicated to the next generation of aviation fuels using halophytes. A halophyte is a salt-tolerating plant. Most plants don't like salt, but halophytes tolerate salt. We also are using weeds and we are also using algae. The good thing about our lab is, we've had 3,600 visitors in the last two years. Why do you think that's so? Because we are on to something special.
Så, för att lösa mitt problem behövde jag vara extremt grön och uppfylla de stora tre. Mina damer och herrar, välkomna till forskningscentret Greenlab. Detta center är ägnat åt nästa generations flygbränslen gjorda på halofyter. En halofyt är en växt som tål salt. De flesta växter gillar inte salt, men halofyter tål salt. Vi använder oss också av ogräs och alger. Det positiva med vårt labb är att vi har haft 3 600 besökare de senaste två åren. Vad tror ni detta beror på? Det beror på att vi är något på spåren.
So, in the lower you see the GreenLab obviously, and on the right hand side you'll see algae. If you are into the business of the next generation of aviation fuels, algae is a viable option, there's a lot of funding right now, and we have an algae to fuels program. There's two types of algae growing. One is a closed photobioreactor that you see here, and what you see on the other side is our species — we are currently using a species called Scenedesmus dimorphus. Our job at NASA is to take the experimental and computational and make a better mixing for the closed photobioreactors. Now the problems with closed photobioreactors are: They are quite expensive, they are automated, and it's very difficult to get them in large scale. So on large scale what do they use? We use open pond systems. Now, around the world they are growing algae, with this racetrack design that you see here. Looks like an oval with a paddle wheel and mixes really well, but when it gets around the last turn, which I call turn four — it's stagnant. We actually have a solution for that. In the GreenLab in our open pond system we use something that happens in nature: waves. We actually use wave technology on our open pond systems. We have 95 percent mixing and our lipid content is higher than a closed photobioreactor system, which we think is significant.
Längst ner ser ni vårt labb, och till höger ser ni alger. Om ni arbetar med framtidens flygbränslen, är alger ett hållbart alternativ. Det finns mycket finansiering nu, och vi har ett algbränsleprogram. Det finns två typer av algodlingar. Den ena är en sluten fotobioreaktor, som ni ser här, och vad ni ser på andra sidan är våra arter - vi använder oss för närvarande av en art kallad <i>Scenedesmus dimorphus</i>. Vårt jobb på NASA är att göra experiment och beräkningar för att förbättra cirkulationen i de slutna fotobioreaktorerna. Problemet med slutna fotobioreaktorer är att de är relativt dyra, automatiserade, och svåra att driva storskaligt. Vad används då för storskalig drift? Vi använder öppna dammsystem. Runtom i världen odlas alger med den racerbanskonstruktion som ni ser här. Det ser ut som en oval med ett skovelhjul som blandar bra, men när vi kommer till det sista varvet, vad jag kallar varv fyra, står det still. Vi har dock en lösning. I vårt labbs öppna dammsystem använder vi ett naturligt fenomen: vågor. Vi använder vågteknik i våra öppna dammsystem. Vi har 95 procent cirkulation, och vårt lipidinnehåll är högre än i ett slutet fotobioreaktorsystem,
There is a drawback to algae, however: It's very expensive.
vilket vi tycker är viktigt.
Is there a way to produce algae inexpensively? And the answer is: yes. We do the same thing we do with halophytes, and that is: climatic adaptation. In our GreenLab we have six primary ecosystems that range from freshwater all the way to saltwater. What we do: We take a potential species, we start at freshwater, we add a little bit more salt, when the second tank here will be the same ecosystem as Brazil — right next to the sugar cane fields you can have our plants — the next tank represents Africa, the next tank represents Arizona, the next tank represents Florida, and the next tank represents California or the open ocean. What we are trying to do is to come up with a single species that can survive anywhere in the world, where there's barren desert. We are being very successful so far.
Alger har dock en nackdel: Det är väldigt dyrt. Går det att producera alger billigt? Svaret är: Ja. Vi gör samma sak som vi gör med halofyterna; vi klimatanpassar dem. I vårt gröna labb har vi sex primära ekosystem som sträcker sig från sötvatten hela vägen till saltvatten. Vi tar helt enkelt en potentiell art, vi börjar med sötvatten och tillsätter sedan salt tills dess att behållare två motsvarar Brasiliens ekosystem - våra växter kan leva precis intill sockerrörsfälten - nästa behållare representerar Afrika, nästa behållare representerar Arizona, nästa behållare representerar Florida, och nästa behållare representerar Kalifornien eller det öppna havet. Vad vi försöker göra är att få fram en enda art som kan överleva överallt i världen där det råder öken. Hittills har vi haft stora framgångar.
Now, here's one of the problems. If you are a farmer, you need five things to be successful: You need seeds, you need soil, you need water and you need sun, and the last thing that you need is fertilizer. Most people use chemical fertilizers. But guess what? We do not use chemical fertilizer. Wait a second! I just saw lots of greenery in your GreenLab. You have to use fertilizer. Believe it or not, in our analysis of our saltwater ecosystems 80 percent of what we need are in these tanks themselves. The 20 percent that's missing is nitrogen and phosphorous. We have a natural solution: fish. No we don't cut up the fish and put them in there. Fish waste is what we use. As a matter of fact we use freshwater mollies, that we've used our climatic adaptation technique from freshwater all the way to seawater. Freshwater mollies: cheap, they love to make babies, and they love to go to the bathroom. And the more they go to the bathroom, the more fertilizer we get, the better off we are, believe it or not. It should be noted that we use sand as our soil, regular beach sand. Fossilized coral.
Här är ett av problemen. Om du är jordbrukare behöver du fem saker för att lyckas: Du behöver frön, du behöver mark, du behöver vatten, du behöver sol, och du behöver gödningsmedel. De flesta använder kemiska gödningsmedel, men gissa vad? Vi använder inte kemiska gödningsmedel. Men vänta nu, vi såg ju fullt av grönska i labbet. Ni måste använda gödningsmedel. Tro det eller ej, men enligt vår analys av våra saltvattenekosystem finns redan 80 procent av det vi behöver i själva behållarna. De 20 procent som fattas är kväve och fosfor. Vi har en naturlig lösning: fisk. Nej, vi skär inte upp fisken och lägger den i behållarna. Vi använder fiskavfall. Vi använder sötvattenfisken molly, som vi med vår teknik har klimatanpassat från sötvatten hela vägen till saltvatten. Mollys är billiga, älskar att föröka sig och älskar att uträtta sina behov. Och ju mer avföring, desto mer gödsel får vi, vilket, tro det eller ej, är bra för oss. Det bör påpekas att vi använder sand istället för jord, vanlig strandsand, förstenade koraller.
So a lot of people ask me, "How did you get started?" Well, we got started in what we call the indoor biofuels lab. It's a seedling lab. We have 26 different species of halophytes, and five are winners. What we do here is — actually it should be called a death lab, 'cause we try to kill the seedlings, make them rough — and then we come to the GreenLab. What you see in the lower corner is a wastewater treatment plant experiment that we are growing, a macro-algae that I'll talk about in a minute. And lastly, it's me actually working in the lab to prove to you I do work, I don't just talk about what I do. Here's the plant species. Salicornia virginica. It's a wonderful plant. I love that plant. Everywhere we go we see it. It's all over the place, from Maine all the way to California. We love that plant. Second is Salicornia bigelovii. Very difficult to get around the world. It is the highest lipid content that we have, but it has a shortcoming: It's short. Now you take europaea, which is the largest or the tallest plant that we have. And what we are trying to do with natural selection or adaptive biology — combine all three to make a high-growth, high-lipid plant. Next, when a hurricane decimated the Delaware Bay — soybean fields gone — we came up with an idea: Can you have a plant that has a land reclamation positive in Delaware? And the answer is yes. It's called seashore mallow. Kosteletzkya virginica — say that five times fast if you can. This is a 100 percent usable plant. The seeds: biofuels. The rest: cattle feed. It's there for 10 years; it's working very well. Now we get to Chaetomorpha. This is a macro-algae that loves excess nutrients. If you are in the aquarium industry you know we use it to clean up dirty tanks. This species is so significant to us. The properties are very close to plastic. We are trying right now to convert this macro-algae into a bioplastic. If we are successful, we will revolutionize the plastics industry.
Det är många som frågar mig: "Hur började allt?" Vi började i vad vi kallar biobränslelabbet. Det är ett växtlabb med 26 olika halofytarter, varav fem är vinnare. Vad vi gör här - det borde kallas dödslabbet eftersom vi försöker döda fröplantorna, göra dem tuffare - och sen kommer vi till GreenLab. Det ni ser längst ner i hörnet är ett försök att rena vatten med växter, närmare bestämt en makroalg som jag kommer att prata mer om. Och slutligen ser ni mig i labbet för att bevisa att jag faktiskt arbetar och inte bara pratar om vad jag gör. Här är växtarten <i>Salicornia virginica</i>. Det är en fantastisk växt. Jag älskar den växten. Var man än går ser man den. Den finns överallt, från Maine hela vägen till Kalifornien. Vi älskar den växten. Den andra är <i>Salicornia bigelovii</i>, som är mycket svår att få tag på. Den har det högsta lipidinnehållet, men har en brist: Den är kortväxt. Så vad vi gör är att vi tar <i>Europaea</i>, vår största och högsta växt. och vad vi försöker göra genom naturligt urval eller biologisk anpassning är att kombinera de tre för att få fram en högväxt växt med hög lipidnivå. Vi går vidare. När en orkan förstörde delar av Delaware Bay och sojafälten försvann kom vi på följande idé: Kan en växt användas för att återvinna mark i Delaware? Svaret är ja. Den kallas <i>Kosteletzkya virginica</i>- säg det fem gånger om ni kan. 100 procent av denna växt kan användas. Fröna: biobränsle. Övrigt: kreatursfoder. Den har växt där i tio år nu, och det funkar väldigt bra. Låt oss nu titta på <i>Chaetomorpha</i>. Detta är en makroalg som älskar extra näringsämnen. Är ni i akvarieindustrin så vet ni att den används för att rengöra akvarier. Denna art är ytterst viktig för oss. Den påminner mycket om plast. Vi försöker just nu att omvandla denna makroalg till bioplast. Om vi lyckas kommer vi att revolutionera plastindustrin.
So, we have a seed to fuel program. We have to do something with this biomass that we have. And so we do G.C. extraction, lipid optimization, so on and so forth, because our goal really is to come up with the next generation of aviation fuels, aviation specifics, so on and so forth. So far we talked about water and fuel, but along the way we found out something interesting about Salicornia: It's a food product. So we talk about ideas worth spreading, right? How about this: In sub-Saharan Africa, next to the sea, saltwater, barren desert, how about we take that plant, plant it, half use for food, half use for fuel. We can make that happen, inexpensively. You can see there's a greenhouse in Germany that sells it as a health food product. This is harvested, and in the middle here is a shrimp dish, and it's being pickled. So I have to tell you a joke. Salicornia is known as sea beans, saltwater asparagus and pickle weed. So we are pickling pickle weed in the middle. Oh, I thought it was funny. (Laughter) And at the bottom is seaman's mustard. It does make sense, this is a logical snack. You have mustard, you are a seaman, you see the halophyte, you mix it together, it's a great snack with some crackers. And last, garlic with Salicornia, which is what I like. So, water, fuel and food.
Vi har alltså ett frö till bränsle-program, och vi måste förstås göra något med den biomassa vi har. Så vi ägnar oss åt gaskromatografi, optimering av lipider med mera, eftersom vårt mål i slutändan är att ta fram nästa generations flygbränslen, flygdelar och så vidare. Hittills har vi pratat om vatten och bränsle, men under vårt arbete fann vi något intressant om <i>Salicornia</i>: Det är en livsmedelsgröda. Så vi talar om idéer värda att sprida, eller hur? Vad sägs om detta: Söder om Sahara, vid havet, råder öken, så varför inte ta denna växt dit, plantera den och använda hälften som föda, hälften som bränsle. Vi kan åstadkomma detta, till en låg kostnad. Det finns ett växthus i Tyskland som säljer den som ett hälsolivsmedel. Här är den skördade produkten och i mitten en inlagd räkrätt. Jag måste berätta ett skämt. <i>Salicornia</i> kallas också för havsbönor, saltvattensparris och inlagt ogräs. Så vi lägger in inlagt ogräs i mitten. Hm, jag tyckte det var kul. (Skratt) Längst ner ser ni "sjömanssenap". Det är logiskt. Det är ett logiskt snack. Du har senap, du är sjöman, du ser en halofyt, och du blandar de två. Det är ett perfekt tillbehör till kex. Och sist, <i>Salicornia</i> med vitlök, som jag tycker om. Så, vatten, bränsle och mat.
None of this is possible without the GreenLab team. Just like the Miami Heat has the big three, we have the big three at NASA GRC. That's myself, professor Bob Hendricks, our fearless leader, and Dr. Arnon Chait. The backbone of the GreenLab is students. Over the last two years we've had 35 different students from around the world working at GreenLab. As a matter fact my division chief says a lot, "You have a green university." I say, "I'm okay with that, 'cause we are nurturing the next generation of extreme green thinkers, which is significant."
Inget av detta skulle vara möjligt utan GreenLab-teamet. Precis som Miami Heat har de tre stora, har vi de stora tre på NASA GRC, nämligen jag, professor Bob Hendricks, vår orädde ledare, och Dr Arnon Chait. Labbets ryggrad utgörs av studenterna. Under de senaste två åren har vi haft 35 olika studenter från hela världen här i labbet. Min enhetschef säger ofta: "Du har ett grönt universitet." Jag svarar att jag är OK med det, eftersom vi fostrar nästa generation av extremt gröna tänkare, vilket är av avgörande betydelse.
So, in first summary I presented to you what we think is a global solution for food, fuel and water. There's something missing to be complete. Clearly we use electricity. We have a solution for you — We're using clean energy sources here. So, we have two wind turbines connected to the GreenLab, we have four or five more hopefully coming soon. We are also using something that is quite interesting — there is a solar array field at NASA's Glenn Research Center, hasn't been used for 15 years. Along with some of my electrical engineering colleagues, we realized that they are still viable, so we are refurbishing them right now. In about 30 days or so they'll be connected to the GreenLab.
Jag har alltså visat er vad vi tror är en global lösning vad gäller mat, bränsle och vatten. Det fattas dock något för en komplett lösning. Vi använder förstås elektricitet. Men vi har en lösning åt er - Vi använder oss av en ren energikälla. Vi har två vindkraftverk kopplade till vårt labb, och förhoppningsvis kommer vi att ha ytterligare fyra eller fem inom kort. Vi använder också något väldigt intressant - Det finns ett fält med solpaneler vid NASA:s forskningscenter som har stått oanvänt i 15 år. Tillsammans med några elingenjörer insåg vi att de fortfarande funkar, så vi bygger just nu om dem. Om cirka 30 dagar kommer de att vara anslutna till vårt labb.
And the reason why you see red, red and yellow, is a lot of people think NASA employees don't work on Saturday — This is a picture taken on Saturday. There are no cars around, but you see my truck in yellow. I work on Saturday. (Laughter) This is a proof to you that I'm working. 'Cause we do what it takes to get the job done, most people know that. Here's a concept with this: We are using the GreenLab for a micro-grid test bed for the smart grid concept in Ohio. We have the ability to do that, and I think it's going to work. So, GreenLab Research Facility. A self-sustainable renewable energy ecosystem was presented today. We really, really hope this concept catches on worldwide. We think we have a solution for food, water, fuel and now energy. Complete. It's extreme green, it's sustainable, alternative and renewable and it meets the big three at GRC: Don't use arable land, don't compete with food crops, and most of all, don't use fresh water.
Och anledningen till att ni ser rött, rött och gult, är att många tror att vi på NASA inte arbetar lördagar - Denna bild är tagen en lördag. Det är tomt på bilar, men ni ser min gula pickup, så jag jobbar lördagar. (Skratt) Detta är beviset. Vi gör vad som krävs för att få jobbet gjort, det vet de flesta. Här är ytterligare ett koncept kopplat till energi: Vi använder vårt labb som en testbädd för mikronät för konceptet med smarta nät i Ohio. Vi har möjlighet att göra det, och jag tror att det kommer att funka. Detta är alltså forskningscentret GreenLab. Jag har idag presenterat ett förnybart, självförsörjande energisystem. Vi hoppas innerligt att detta koncept sprids över hela världen. Vi tror att vi har en komplett lösning för mat, vatten, bränsle och nu även el. Vår lösning är extremt grön, hållbar, alternativ och förnybar, och den uppfyller de stora tre hos GRC: Använd inte åkermark, konkurrera inte med livsmedelsgrödor
So I get a lot of questions about, "What are you doing in that lab?"
och viktigast av allt, använd inte sötvatten.
And I usually say, "None of your business, that's what I'm doing in the lab." (Laughter) And believe it or not, my number one goal for working on this project is I want to help save the world.
Många frågar mig: "Vad gör du egentligen i labbet?" Oftast svarar jag: "Det har du inte att göra med." (Skratt) Och tro det eller ej, men det främsta skälet till att jag arbetar med detta projekt är att jag vill hjälpa till att rädda världen.