Бактерії замість нафтової вишки

Для вироблення біопалива новим мікроорганізмам потрібні лише сонячне світло й вода.

Дослідники з Університету Каліфорнії вивели генетично модифіковані бактерії, що виробляють рідке паливо — ізобутанол — зі спожитого вуглекислого газу. Інша група вчених повідомила про створення аналогічних бактерій, які виробляють етанол. То що — прощавай, бензине?

Як повідомив журнал Nature Biotechnology, ученим під керівництвом Генрі­ Семюелі вдалося вивести модифікований вид ціанобактерій, здатних споживати СО2. Дослід уже вийшов на промисловий рівень і являє собою реальний інструмент для одержання альтернативи бензину. Автори методики говорять, що створені ними генно-модифіковані мікроорганізми вирішують принаймні дві серйозні проблеми: поглинають вуглекислий газ, обсяги виробництва якого зростають у всьому світі, і створюють паливо, яке не залишає після себе шкідливих викидів. Ізобутанол за своїм ККД майже не відрізняється від бензину. Ця передова технологія, за словами її створювачів, дозволить робити поновлюване паливо в будь-якій точці Землі майже в необмеженій кількості за ціною, еквівалентною $30 за барель сирої нафти.

Уже є безліч технологій­ одержання палива шляхом фотосинтезу. Одні викорис­­товують рослини, інші — морські водорості. Але в усіх для одержання кінцевого продукту потрібні проміжні виробничі стадії. Щодо цього новий метод ефективніший і менш дорогий. Немає необхідності в переробці, що спричиняє руйнування активної біомаси, яка є основ­ним економічним бар’єром на шляху впровадження цих технологій у життя.

Хоча вирощені бактерії можуть безпосередньо виробляти рідкий ізобутанол, це технологічно невигідно: відразу постане проблема його відокремлення та очищення від біомаси, що зведе на­нівець усі переваги методики. Набагато простіше й дешевше зібрати зроблений бактеріями газ ізобутила­ль­дегід, а вже потім перетворити його на ізобутанол, використовуючи нескладну хімічну реакцію, широко застосовувану в нафтохімічній промисловості для переробки побічних продуктів перегонки нафти.

Установки, які працюють на такій біологічній технології утилізації вуглекислого газу, стануть ідеальними «сусідами» теплоелектро­станцій, які спалюють різні види викопного палива. За твердженням учених, вуглекислий газ, який викидається ТЕС у великій кількості, можна переробляти на рідке паливо без яких-небудь істотних додаткових енергетичних витрат. Утім, судячи з публікації в Nature Biotechnology, установки з бактеріями, які виконують роль «реактора», працюють поки досить повільно й не можуть вироб­ляти біопаливо в обсягах багатьох тисяч тонн.

Не потонути б в океані біопалива

Сергій Комісаренко, директор Інституту біохімії ім. Палладіна, академік НАНУ:

— Ученим відомий молюск елізія зеленовуха, який пере­­творює сонячну енергію та вуглекислий газ на вуглеводні. Можливо, вживаються спроби пересадити його гени бактеріям. Є деякі розробки й в Україні, однак на якому вони зараз рівні, сказати важко. Що ж до виробництва біопалива бактеріями, то це відомо всім, — коментує відкриття американських колег Сергій Васильович. — Навіть людський організм виробляє трохи етанолу. У світі дуже поширена інша технологія, за якою спочатку вирощують дерева або іншу рослинну масу, а потім за допомогою бактерій переробляють її на етанол або метанол для рушійного палива. В Україні ухвалено спеціальну програму виробництва альтернативного палива з ріпаку. А в Бразилії біоетанол у промислових масштабах виробляється із цукрової тростини.

— Але американці говорять, що без рослин, на самому лише вуглекислому­ газі, воді та сонячному світлі бактерії вироб­ляють різні типи синтетичного палива. Заявлена вартість — близько 30 доларів за барель.

— Це зовсім небагато. Схоже, що в традиційної нафти дійсно з’явився серйозний конкурент.

— Але є ще одне запитання: що буде, якщо ця бактерія вирветься на волю з лабораторії? Чи не перетворюватиме вона весь вуглекислий газ повітря на суцільний гас або етанол? Чи не потонемо ми в океані­ мазуту?

— Мені поки невідомі деталі створення й утримання цих модифікованих бактерій. За деяких умов такий варіант, на жаль, не виключений.

Там багато  не тільки диких мавп…

Уже в 2005 році етанол становив близько 20% у паливному балансі Бразилії, де його продають близько 29 ти­сяч заправних станцій. Собі­­вартість палива — близько $0,19 за літр, що робить його використання економічно вигідним.

Біоетанол нейтральний як джерело парникових газів, має нульовий баланс діоксиду вуглецю, оскільки під час його виробництва шляхом бродіння й наступного згоряння виділяється стільки ж CO2, скільки було взято до цього з атмосфери використаними для його виробництва рослинами.

У 2006 році застосування етанолу в США дозволило скоротити викиди парникових газів на 8 млн тонн (у СО2 еквіваленті), що приблизно дорівнює річним вихлопам 1,21 млн автомобілів.