211service.com
Benzīna ražošana no baktērijām
Nākotnes biodegviela varētu būt benzīns. Tā ir viena biotehnoloģiju jaunizveidotā uzņēmuma cerība, kas pirmdien pirmo reizi aprakstīja, kā tas pamudina baktērijas ražot ogļūdeņražus, kurus varētu pārstrādāt degvielā, piemēram, no naftas ražotā degvielā.
Labāka biodegviela: Stīvens del Kārdairs, bioķīmiķis un LS9 pētniecības un attīstības viceprezidents.
LS9 , uzņēmums, kas atrodas Sankarlosā, Kalifornijā un kuru dibināja ģenētiķis Džordža baznīca , no Hārvardas Medicīnas skolas, un augu biologs Kriss Somervils , no Stenfordas universitātes, iepriekš teica, ka strādā pie tā sauktā atjaunojamās naftas. Bet pie a Rūpnieciskās mikrobioloģijas biedrība pirmdien notikušajā konferencē uzņēmums sāka atklātāk runāt par paveikto: ģenētiski modificējis dažādas baktērijas, t.sk. E. coli , lai pēc pasūtījuma ražotu ogļūdeņražu ķēdes.
Lai to izdarītu, uzņēmums izmanto instrumentus no sintētiskās bioloģijas, lai modificētu ģenētiskos ceļus, ko baktērijas, augi un dzīvnieki izmanto taukskābju ražošanai, kas ir viens no galvenajiem veidiem, kā organismi uzglabā enerģiju. Taukskābes ir oglekļa un ūdeņraža atomu ķēdes, kas savērtas kopā noteiktā izkārtojumā, un vienā galā ir pievienota karbonskābes grupa, kas sastāv no oglekļa, ūdeņraža un skābekļa. Noņemiet skābi, un jums paliek ogļūdeņradis, no kura var iegūt degvielu.
Esmu ļoti pārsteigts par to, ko viņi dara, saka Džeimss Kolinss , līdzdirektors Uzlaboto biotehnoloģiju centrs Bostonas Universitātē. Viņš dēvē uzņēmuma sintētisko bioloģiju un sistēmu bioloģiju, lai izstrādātu ogļūdeņražus ražojošo baktēriju visprogresīvākās tehnoloģijas.
Dažos gadījumos LS9 pētnieki izmantoja standarta rekombinantās DNS metodes, lai ievietotu gēnus mikrobios. Citos gadījumos viņi ar datoru pārveidoja zināmos gēnus un sintezēja tos. Iegūtās modificētās baktērijas veido un izdala ogļūdeņraža molekulas, kuru garums un molekulārā struktūra atbilst uzņēmumam.
Stīvens del Kārdairs, bioķīmiķis un LS9 viceprezidents pētniecības un izstrādes jautājumos, saka, ka uzņēmums var izgatavot simtiem dažādu ogļūdeņražu molekulu. Process var iegūt jēlnaftu bez piesārņojošā sēra, ko satur liela daļa no zemes izdalītās naftas. Savukārt jēlnafta nonāks standarta naftas pārstrādes rūpnīcā, lai to pārstrādātu automobiļu degvielā, reaktīvo dzinēju degvielā, dīzeļdegvielā vai jebkurā citā naftas produktā, ko kāds vēlējās ražot.
Nākamajā gadā LS9 Kalifornijā uzcels izmēģinājuma rūpnīcu, lai pārbaudītu un pilnveidotu procesu, un uzņēmums cer pārdot uzlabotu biodīzeļdegvielu un piegādāt sintētiskos biojēlvielas rafinēšanas rūpnīcām turpmākai apstrādei trīs līdz piecu gadu laikā. (Skatiet sadaļu Labākas biodegvielas izveide.)
Bet LS9 nav vienīgais uzņēmums šajā spēlē. Amyris Biotechnologies , Emerivilā, Kalifornijā, izmanto arī augu un dzīvnieku gēnus, lai liktu mikrobiem ražot dizaineru degvielu. Nīls Reningers, vecākais attīstības viceprezidents un viens no uzņēmuma līdzdibinātājiem, saka, ka Amyris ir arī radījis baktērijas, kas spēj piegādāt atjaunojamo ogļūdeņražu degvielu. Galvenā atšķirība starp uzņēmumiem, pēc Renningera teiktā, ir tāda, ka, kamēr LS9 strādā pie biojēlnaftas, kas tiktu pārstrādāta rafinēšanas rūpnīcā, Amyris strādā pie tādas degvielas ražošanas, kam būtu nepieciešama neliela vai vispār nav nepieciešama turpmāka apstrāde.
Amyris arī strādā pie izmēģinājuma ražotnes, ko tā plāno pabeigt līdz nākamā gada beigām, un tā arī cer, ka komerciālie produkti būs pieejami trīs vai četru gadu laikā. (Skatiet sadaļu Labāka biodegviela.) Abi uzņēmumi apgalvo, ka vēlas vēl vairāk uzlabot savas baktērijas, lai tās būtu efektīvākas, un viņi strādā, lai optimizētu kopējo ražošanas procesu. Biodegvielu potenciāls ir milzīgs, un es domāju, ka viņu [LS9] ir viens no iespējamiem risinājumiem, saka Reningers.
Patiešām, ir vajadzīgas daudzas tehnoloģiju pieejas, saka Kreigs Venters , līdzdibinātājs un izpilddirektors Sintētiskā genomika , no Rockland, MD, kas arī izmanto biotehnoloģiju degvielas ražošanā. Mums vajag simts, tūkstoš risinājumu, nevis tikai vienu, viņš saka. Es zinu vismaz duci grupu un laboratoriju, kas mēģina izgatavot biodegvielu no baktērijām ar cukuru.
Ventera uzņēmums arī strādā pie mikrobu inženierijas, lai ražotu degvielu. Uzņēmums nesen saņēma lielu ieguldījumu no naftas giganta BP, lai izpētītu mikrobus, kas dzīvo uz pazemes naftas krājumiem; ideja ir noskaidrot, vai mikrobus var konstruēt, lai nodrošinātu tīrāku degvielu. Cita projekta mērķis ir uzlabot palmu genomu, kas ir visproduktīvākais biodīzeļdegvielas eļļas avots, lai padarītu tos par videi mazāk kaitīgu kultūru.
Pašreizējā LS9 darbā kā baktēriju barības avots tiek izmantots cukurs, kas iegūts no kukurūzas kauliem – tas pats avots, ko izmanto etanolu ražojošais raugs. Lai saražotu lielākus degvielas apjomus un lai enerģija nekonkurētu ar pārtiku, abās pieejās kā izejviela būs jāizmanto celulozes biomasa, piemēram, zāle. Del Kardeirs lēš, ka celulozes biomasa varētu saražot aptuveni 2000 galonu atjaunojamās naftas uz akru.
Del Cardyre piebilst, ka ogļūdeņražu degvielas ražošana ir efektīvāka nekā etanola ražošana, jo pirmais patērē par aptuveni 30 procentiem vairāk enerģijas uz galonu. Un arī ražošanai nepieciešams mazāk enerģijas. Rauga ražotais etanols ir jādestilē, lai noņemtu ūdeni, tāpēc etanola ražošanai nepieciešams par 65 procentiem vairāk enerģijas nekā ogļūdeņražu ražošanai.
ASV Enerģētikas departaments ir izvirzījis mērķi līdz 2030. gadam aizstāt 30 procentus no pašreizējā naftas patēriņa ar degvielu, kas iegūta no atjaunojamiem bioloģiskiem avotiem, un del Kardeirs saka, ka viņš uzskata, ka tas ir viegli sasniedzams.