211service.com
Pārslēgt zāli uz gāzi?
Kad prezidents Bušs savā uzrunā par stāvokli Savienībā runāja par tā dēvēto switchgrass pārvēršanu par nākotnes etanola avotu, tādējādi samazinot Amerikas Savienoto Valstu atkarību no naftas, tas noteikti pievērsa R. Maikla Rāba uzmanību.
Rābs ir Agrivida prezidents un dibinātājs, Kembridžā, MA bāzēta biotehnoloģiju starta uzņēmums, kas vēlas pievienot augiem gēnus, lai padarītu tos lētākus un vieglāk apstrādāt etanolā. Viņš cer, ka tehnoloģija, ko viņa uzņēmums izstrādā, padarīs etanolu, kas iegūts no augiem, tostarp sārtām, par dzīvotspējīgu alternatīvu benzīnam.
Pagaidām uzņēmums koncentrējas uz kukurūzu, kas jau ir etanola avots. Bet standarta etanola ražošanā tiek izmantoti tikai kodoli. Etanola ražotāji apstrādā kodolus, izmantojot fermentus, kas sadala cieti vienkāršos cukuros. Pēc tam cukuri tiek ievadīti fermentācijas tvertnē, kur raugs tos sagremo un ražo etanolu. Taču šajā procesā tiek izmesti kukurūzas kāti un lapas – apmēram puse no auga masas.
Izmantojot visu augu, tiktu iegūts daudz vairāk etanola, bet cukuri kātos un lapās ir celulozes veidā, kas ir daudz sarežģītāka cukura molekulu ķēde. Lai celulozi sadalītu vienkāršos cukuros rauga vajadzībām, ir nepieciešams iepriekšējas sagatavošanas process, kas ietver siltumu, augstu spiedienu un skābes. Mūsdienās šis process ir pārāk dārgs, lai tas būtu vērtīgs — tāpat kā tas būtu attiecībā uz zāli, koku zāli, kuras dzimtene ir Ziemeļamerika un kas var izaugt līdz deviņām pēdām gara (un ko tagad neviens neizmanto etanolam).
Agrivida ierosina pievienot kukurūzas augiem gēnus, kas ražos fermentus celulozes sadalīšanai. Tas padara celulozes pārstrādi cukurā daudz vienkāršāku, samazinot ražošanas izmaksas līdz vietai, kur ir iespējams izmantot visu rūpnīcu, saka Raabs. Viņš prognozē, ka process būs aptuveni par 50 procentiem lētāks nekā pašreizējie procesi, kad tas būs nobriedis. Viņš saka, ka to varētu pielāgot zālienam.
Tomēr fermenti, kas noārda kukurūzas strukturālos elementus, var izraisīt arī novājinātus kātiņus. Tāpēc Agrivida ir pārveidojusi fermentus, lai tie paliktu neaktīvi auga dzīves laikā. Fermenti tiek aktivizēti tikai tad, kad tie saskaras ar apstrādes apstākļiem, piemēram, paaugstinātu temperatūru vai spiedienu vai pH līmeņa izmaiņām. (Raab detalizēti nepaskaidros procesu, jo tā ir daļa no patenta pieteikuma.)
Skaidrs, ka ir jāizmanto ļoti daudz potenciālās enerģijas. Pētījumā Argonne National Laboratory lēsts, ka galons etanola, kas iegūts no kukurūzas kauliem mūsdienu procesos, nodrošina par aptuveni 20 000 BTU vairāk enerģijas nekā tā ražošanai izmantotā enerģija. Pētījumā paredzēts, ka, izmantojot celulozi no sārtām, trīskāršot šo neto ieguvumu, līdz aptuveni 60 000 BTU uz galonu, galvenokārt tāpēc, ka zāles audzēšanā tiktu izmantots maz fosilā kurināmā. Bet, lai tas būtu praktiski, ir jāsamazina izmaksas.
Tieši par šo celulozes etanolu runāja prezidents Bušs, kad viņš ierosināja nākamā gada federālajam budžetam pievienot 150 miljonus ASV dolāru, lai pētītu zāliena izmantošanu. Raab saka, ka zāle ir pievilcīga; pirmkārt, akrs zemes var saražot četras reizes lielāku masu nekā no kukurūzas. Un sārta zāle ir daudz izturīgāka un vieglāk audzējama nekā kukurūza. Viņš saka, ka etanola enerģijas bilance no Switchgrass ir ārkārtīgi labāka. Tam nav vajadzīgs viss mēslojums, visa apūdeņošana, visa enerģijas intensitāte, kāda ir kukurūzai.
Zinātnieki lēš, ka etanols varētu aizstāt aptuveni 30 procentus no pieprasījuma pēc benzīna, neietekmējot pārtikas ražošanu. Šobrīd etanols, kas sajaukts ar benzīnu, veido tikai aptuveni 2 procentus no ASV automašīnu degvielas. Switchgrass var audzēt marginālā zemē, kas nevar atbalstīt pārtikas lauksaimniecību. Un eksperimenti ir parādījuši, ka akrs zemes var saražot no 6 līdz 15 tonnām zālāju, kas dod apmēram 100 galonus etanola uz tonnu.
Edenspace Systems of Dulles, VA, arī mēģina ģenētiski pārveidot kukurūzu un zāli, lai tie būtu labāki etanola avoti. Tā nepārprotami ir radusies ideja, saka Kens Keegstra, Mičiganas štata universitātes Enerģētikas augu pētniecības laboratorijas departamenta direktors, kurš nesen kļuva par Agrivida padomnieku. Es domāju, ka tam, kurš to īstenos praktiski, ir īsts ieguvējs.
Tomēr paies laiks, pirms kāds savā automašīnā iepildīs no zāliena iegūto gāzi. Līdz šim Agrivida ir izstrādājusi fermentus datorā un audzējusi tos baktērijās, taču viņiem joprojām ir jāpārbauda, kā fermenti darbojas augos. Rābs cer uzsākt lauka izmēģinājumus 2007. gada beigās, lai saņemtu ASV Lauksaimniecības departamenta atļauju sākt viņa kukurūzas tirdzniecību 2010. gadā. Metodes pielāgošanai zālei būtu nepieciešami papildu divi vai trīs gadi akadēmiskiem pētījumiem, saka Rābs.