211service.com
Förvandla avgaser till bränsle
Giftig kolmonoxidgas som släpps ut av stålverk och andra industriella källor kan förvandlas till användbara saker. Snart planerar ett nyzeeländskt företag med en ovanlig inställning till denna idé att använda gasen för att tillverka etanol och kemiska prekursorer för en mängd olika plaster och lösningsmedel.
Företaget, LanzaTech , använder genetiskt modifierade mikroorganismer som äter gasen. Även om det är vanligt att företag använder mikroorganismer som jäst och bakterier för att tillverka etanol och andra produkter, livnär sig mikroorganismerna i allmänhet på någon form av socker, till exempel glukos som härrör från majsstärkelse. I stället för att använda matkällor, matar LanzaTech sina mikroorganismer med kolmonoxid. Det är i princip att äta en gasström, säger företagets vd, Jennifer Holmgren.
LanzaTech tillkännagav nyligen avtal om att bygga kommersiella anläggningar vid ett stålverk och ett kolkraftverk i Kina. Utsläppen från stålverk världen över skulle räcka för att producera cirka 30 miljarder liter bränsle varje år, Holmgren säger. Det motsvarar cirka 15 procent av bensinen som förbrukas i USA.
Organismerna kan också överleva på en blandning av kolmonoxid och vätgas som kallas syngas, som kan tillverkas genom uppvärmning – under vissa förhållanden – nästan allt som till stor del består av väte och kol, inklusive plast, träflis och kol. Vanligtvis omvandlas syngas till användbara produkter genom termokemiska processer som använder oorganiska katalysatorer. Men dessa katalytiska metoder gör också avfallsprodukter som måste kasseras.
Det förklarar en annan fördel med konstruerade mikroorganismer: de kan göras för att producera mycket högre utbyten av en önskad produkt, säger Andy Aden , en forskare vid National Renewable Energy Laboratory i Golden, Colorado. Han säger också att kostnaden för mikroorganismer och näringsämnen kan vara lägre än kostnaden för ädelmetallkatalysatorer som vanligtvis används i termokemiska processer. Och organismer kan ofta tolerera föroreningar som skulle avaktivera katalysatorer, tillägger Aden.
LanzaTech-processen har den ytterligare fördelen att den inte kräver väte. Som ett resultat kan det arbeta direkt på rökgasströmmarna från stålverk, som ofta inte innehåller väte. Om väte finns i en rökgasström kan det antingen matas till organismerna eller separeras och säljas – det är en värdefull vara.
Holmgren avslöjar inte vilken specifika organism företaget använder, men säger att det är en version av en organism som naturligt kan producera etanol från kolmonoxid. Företaget modifierade det för att producera bränslet till kommersiellt intressanta priser, säger hon. LanzaTech meddelade också nyligen att de hade konstruerat en mikroorganism som kan producera 2,3-butandiol, en kemisk prekursor som kan användas för att göra lösningsmedlet metyletylketon (MEK), som används i torrradsmarkörer och vid tillverkning av plast och textilier. Samma kemikalie kan producera butaner och butadien, som sedan kan användas för att tillverka en mängd olika plaster och kolvätebränslen.
Endast ett fåtal företag har ett liknande tillvägagångssätt. Bland dem finns Illinois-företagen Ineos Bio , baserad i Lisle, och Coskata , baserat i Warrenville. Båda använder bakterier för att göra bränsle eller kemikalier från en kombination av både kolmonoxid och väte. LanzaTech riktar sig till stålverk eftersom de producerar rökgaser som vanligtvis innehåller kolmonoxid men inget väte. Den har visat etanolproduktion vid ett stålverk; pilotanläggningen vid bruket kan producera 15 000 liter av bränslet per år.
I somras meddelade LanzaTech att de hade undertecknat en avsiktsförklaring med Baosteel, en stor kinesisk ståltillverkare. Företagen har för avsikt att bygga en demonstrationsanläggning nästa år som kan producera cirka 100 000 liter bränsle, och sedan lägga till den anläggningen för att göra en fullskalig kommersiell anläggning som kan generera mer än 50 miljoner liter per år. LanzaTech har också ett avtal med Henan Coal and Chemical Industries Corporation i Kina om att producera bränsle och kemikalier vid en anläggning som kommer att drivas på förgasat kol.
Sedan LanzaTech grundades 2005 har LanzaTech samlat in 30 miljoner dollar i riskkapital och 10 miljoner dollar från Nya Zeelands regering. Holmgren säger att hennes företags pris för att tillverka etanol är ganska konkurrenskraftigt: i själva verket är vi nära att kunna tillverka etanol utan subventioner. Hon säger att medan kemikaliemarknaden är mindre än bränslemarknaden kan den vara mer lönsam, eftersom kemikalier som MEK säljs för mer än dubbelt så mycket etanol som priset.
Aden säger att företaget kommer att möta flera utmaningar när man skalar upp tekniken. Bland dem: se till att gaserna kan lösas upp för insekternas konsumtion i stora reaktorer, inte bara de små som används i pilotanläggningar.