211service.com
Genetiskt modifierade bakterier producerar 50 procent mer bränsle
Forskare vid UCLA har öppnat en väg till billigare och renare biobränslen genom att använda genteknik för att fundamentalt förändra hur vissa organismer bearbetar socker.
Etanolboosters: Bakterierna i denna petriskål har modifierats genetiskt för att öka mängden biobränsle som kan tillverkas av socker.
Konventionella biobränslen är antingen för dyra för att konkurrera med fossila bränslen eller så släpper de ut så mycket koldioxid att de knappast är värda att tillverka – eller både och.
UCLA-förskottet, som ökar mängden biobränsle som kan tillverkas av socker med 50 procent, kan göra det billigare att producera biobränslen från en mängd olika källor, särskilt biomassa som flis och gräs. Den amerikanska biobränsleindustrin är i desperat behov av sådana framsteg – även om kongressen har gett mandat att en viss mängd biobränsle från biomassa ska blandas med bensin, har höga kostnader och andra faktorer begränsat produktionen, vilket leder till att EPA upprepade gånger avstår från kravet.
UCLA-arbetet är ett lovande framsteg inom biobränsleteknik, säger Wade Robey , chief technology officer hos etanolproducenten POET. Han säger att det visar potentialen hos avancerad genteknik för att drastiskt minska både utsläppen av växthusgaser och mängden majs eller biomassa som används för att producera en liter biobränsle.
Vid produktion av konventionella biobränslen matas socker som härrör från källor som majs och biomassa till jäst, som jäser den för att producera etanol. Men jäsningsprocessen slösar bort en tredjedel av kolatomerna som utgör socker; istället för att användas för att tillverka etanol, frigörs kolet i form av koldioxid.
UCLA-forskarna samlade ihop gener från en mängd olika organismer för att skapa ett alternativt sätt att bearbeta socker som inte släpper ut någon koldioxid och använder allt kol i sockret för att göra biobränsle. De skapade genetiskt modifierade E. coli-bakterier för att demonstrera processen, men de säger att samma genetiska väg kan införlivas i andra organismer, inklusive jäst.
Varje gång du använder jäsning förlorar du en tredjedel av kolet till koldioxid. Vi kan behålla det kolet, minska koldioxidavtrycket från etanolproduktion och tjäna mer pengar, säger vi James Liao , professor i kemisk och biomolekylär teknik vid UCLA.
För att använda allt kol i socker är det nödvändigt att tillsätta väte till processen. Källan till detta väte och dess kostnad i förhållande till kostnaden för socker bestämmer både de totala koldioxidutsläppen och kostnadsbesparingarna. Att använda väte från naturgas är det billigaste alternativet. Men att få väte från naturgas frigör också koldioxid, vilket kompenserar en del av koldioxidbesparingarna med den nya processen. I detta fall skulle utsläppen från produktionen av etanol minska med cirka 50 procent. Att använda väte tillverkat genom att dela vatten med solenergi skulle eliminera all koldioxid som släpps ut under jäsningen, men kostnaden skulle sannolikt vara för hög för att processen ska vara ekonomisk.
Eftersom den nya metoden producerar mer etanol från socker, skulle mindre mark behövas för att producera majs eller biomassa. Och det skulle minska koldioxidutsläppen som är involverade i jordbruket (som från att röja mark och använda diesel för att driva jordbruksutrustning).
De största kostnadsbesparingarna kommer att vara för cellulosaetanol som härrör från biomassa. Socker från cellulosakällor är mycket dyrare än socker från majs eller sockerrör, så det finns större fördelar med att få ut mer biobränsle av det sockret.
Forskare behöver fortfarande visa att det är möjligt att odla organismer med de genetiska förändringarna i tillräckligt stor skala för att producera kommersiella biobränslen.