Бактерии вместо нефтяной вышки
Для выработки биотоплива новым микроорганизмам требуются лишь солнечный свет и вода.
Исследователи из Университета Калифорнии вывели генетически модифицированные бактерии, производящие жидкое топливо — изобутанол — из потребленного углекислого газа. Другая группа ученых сообщила о создании аналогичных бактерий, вырабатывающих этанол. Так что же — прощай, бензин?
Как сообщил журнал Nature Biotechnology, ученым под руководством Генри Сэмюэли удалось вывести модифицированный вид цианобактерий, способных потреблять СО2. Опыт уже вышел на промышленный уровень и представляет собой реальный инструмент для получения альтернативы бензину. Авторы методики говорят, что созданные ими генно-модифицированные микроорганизмы решают, по крайней мере, две серьезные проблемы: поглощают углекислый газ, объемы производства которого растут во всем мире, и создают топливо, не оставляющее после себя вредных выбросов. Изобутанол по своему КПД практически не отличается от бензина. Эта передовая технология, по словам ее создателей, позволит производить возобновляемое топливо в любой точке Земли практически в неограниченном количестве по цене, эквивалентной $30 за баррель сырой нефти.
Уже есть множество технологий получения топлива путем фотосинтеза. Одни используют растения, другие — морские водоросли. Но во всех для получения конечного продукта требуются промежуточные производственные стадии. С этой точки зрения новый метод более эффективен и менее дорог. Нет необходимости в переработке, влекущей разрушение активной биомассы, что является основным экономическим барьером на пути внедрения этих технологий в жизнь.
Хотя выращенные бактерии могут непосредственно вырабатывать жидкий изобутанол, это технологически невыгодно: тут же встанет проблема его отделения и очистки от биомассы, что сведет на нет все преимущества методики. Гораздо проще и дешевле собрать произведенный бактериями газ изобутилальдегид, а уже затем превратить его в изобутанол, используя несложную химическую реакцию, широко применяемую в нефтехимической промышленности для переработки побочных продуктов перегонки нефти.
Установки, работающие на такой биологической технологии утилизации углекислого газа, станут идеальными «соседями» теплоэлектростанций, сжигающих различные виды ископаемого топлива. По утверждению ученых, углекислый газ, выбрасываемый ТЭС в большом количестве, можно перерабатывать в жидкое топливо без каких-либо существенных дополнительных энергетических затрат. Впрочем, судя по публикации в Nature Biotechnology, установки с бактериями в качестве «реактора» работают пока достаточно медленно и не могут производить биотопливо в объемах многих тысяч тонн.
Не утонуть бы в океане биотоплива
Сергей Комисаренко, директор Института биохимии им. Палладина, академик НАНУ:
— Ученым известен моллюск элизия зеленоухая, преобразующий солнечную энергию и углекислый газ в углеводороды. Возможно, ведутся попытки пересадить его гены бактериям. Есть некоторые разработки и в Украине, однако на каком они сейчас уровне, сказать трудно. Что касается производства биотоплива бактериями, то это известная вещь, — комментирует открытие американских коллег Сергей Васильевич. — Даже человеческий организм вырабатывает немного этанола. В мире широко распространена другая технология, по которой сначала выращивают деревья или иную растительную массу, а потом с помощью бактерий перерабатывают ее в этанол или метанол для двигательного топлива. В Украине принята специальная программа производства альтернативного топлива из рапса. А в Бразилии биоэтанол в промышленных масштабах производится из сахарного тростника.
— Но американцы утверждают, что без всяких растений, только на углекислом газе, воде и солнечном свете бактерии производят различные типы синтетического топлива. Заявленная стоимость — около 30 долларов за баррель.
— Это совсем немного. Похоже, что у традиционной нефти и впрямь появился серьезный конкурент.
— Но есть еще один вопрос: что произойдет, если эта бактерия вырвется на волю из лаборатории? Не станет ли она превращать весь углекислый газ воздуха в сплошной керосин или этанол? Не утонем ли мы в океане мазута?
— Мне пока неизвестны подробности создания и содержания этих модифицированных бактерий. При некоторых условиях такой вариант, увы, не исключен.
Там много не только диких обезьян…
Уже в 2005 году этанол составил около 20% в топливном балансе Бразилии, где его продают около 29 тыс. заправочных станций. Себестоимость топлива — около $0,19 за литр, что делает его использование экономически выгодным.
Биоэтанол нейтрален в качестве источника парниковых газов, обладает нулевым балансом диоксида углерода, поскольку при его производстве путем брожения и последующем сгорании выделяется столько же CO2, сколько было взято до этого из атмосферы использованными для его производства растениями.
В 2006 году применение этанола в США позволило сократить выбросы парниковых газов на 8 млн тонн (в СО2 эквиваленте), что примерно равно годовым выхлопам 1,21 млн автомобилей.
