13. sep. 2010

Ko bo nafta spet malo dražja...

Čeprav je cena nafte na svetovnih trgih letos sorazmerno stabilna in precej cenejša kot je bila dobri dve leti nazaj, je bila neverjetna rast cene surove nafte spomladi 2008 dobra šola, da je treba pravočasno najti nove energetske vire. Prva generacija biogoriv, pri katerih je šlo predvsem za proizvodnjo etanola iz žit (pa tudi biodizla iz rastlinskih olj), je povzročila sprva nepričakovan skok cen hrane v letu 2008. Izkazalo se je torej, da se je treba problema lotiti drugače. Biogoriva druge generacije temeljijo na uporabi surovin, ki so odpadki pri predelavi lesa in hranilnih rastlin, temeljijo pa pretežno na enakih postopkih kot biogoriva prve generacije. Zdaj pa je čas za raziskave biogoriv tretje in četrte generacije, ki jih imenujejo tudi 'napredna biogoriva'.

Biogoriva tretje generacije so tista, ki temeljijo na gojenju in predelavi alg. Raziskave so pokazale, da je mogoče (teoretično) iz alg pridobiti do 30-krat več energije kot je lahko dobijo iz soje na isti površini. Alge so nezahtevne za rast, težavna pa je ekstrakcija olj iz alg. V četrto generacijo biogoriv prištevajo tehnološko zahtevne načine pretvorb organskih molekul, ki jih proizvajajo organizmi, ter goriva iz genetsko spremenjenih organizmov, ki ne sodijo v nobeno od ostalih kategorij biogoriv.

Trenutno je smeri raziskav in inženirskega razvoja naprednih biogoriv veliko. Nekateri so bolj naklonjeni proizvodnji olj, drugi etanolu ali butanolu, tretji biosintezi ogljikovodikov ali vodika in v tem trenutku je nemogoče povedati, v katero smer se bo obrnil trend. Pri razvojnih smernicah je gotovo pomembno tudi to, kdo bo v razumno kratkem času sposoben proizvesti biogorivo po ceni, ki ne bo bistveno višja od cene nafte. Treba pa je upoštevati tudi kompatibilnost z zasnovo trenutno najbolj razširjenih motorjev z notranjim izgorevanjem, vsaj za uporabo v avtomobilih.

Eden od primerov razvoja biogoriva 4. generacije temelji na izrabi genetsko spremenjenih bakterij Escherichia coli, ki so v osnovi del normalne flore človeških prebavil, po drugi strani pa tudi najbolj razširjen laboratorijski mikroorganizem. Večina skupin je bolj naklonjenih cianobakterijam (modrozelenim algam) ali zelenim algam, vendar pa je ešerihije precej lažje genetsko spremeniti. Raziskovalci iz kalifornijskega podjetja LS9 so najprej pri cianobakterijah identificirali gene, ki zapisujejo za encime, odgovorne za sintezo alkanov. Biosinteza teh ogljikovodikov je pri živih bitjih redka zmožnost, tako da so do seznama potrebnih encimov (genov) prišli s primerjavo genomov cianobakterij, ki jih proizvajajo in tistih, ki jih ne. Te gene so prenesli v bakterije E. coli na tak način, da je prišlo do sinteze encimov, ti pa so omogočili proizvodnjo različnih ogljikovodikov. Alkani so se izločali iz celic v gojišče, odkoder jih je bilo lahko izolirati. Prednost alkanov pred večino drugih biogoriv je v tem, da jih je mogoče neposredno uporabiti za pogon avtomobilskih motorjev.

Vprašanje je, ali je opisani postopek res dovolj učinkovit, da bi lahko bil osnova za proizvodnjo goriv, je pa prvi natančni opis, kateri encimi so za tak proces potrebni. Zato si je opis raziskave zaslužil objavo v reviji Science, o tem pa je konec julija pisal tudi MIT-jev Technology Review.

Ni komentarjev: