211service.com
Genetisch gemodificeerde bacteriën produceren 50 procent meer brandstof
Onderzoekers van de UCLA hebben een weg geopend naar goedkopere en schonere biobrandstoffen door genetische manipulatie te gebruiken om de manier waarop bepaalde organismen suiker verwerken fundamenteel te veranderen.
Ethanolboosters: De bacteriën in dit petrischaaltje zijn genetisch gemodificeerd om de hoeveelheid biobrandstof die uit suiker kan worden gemaakt te vergroten.
Conventionele biobrandstoffen zijn ofwel te duur om te concurreren met fossiele brandstoffen of ze stoten zoveel koolstofdioxide uit dat ze nauwelijks de moeite waard zijn om te maken - of beide.
De UCLA-vooruitgang, die de hoeveelheid biobrandstof die uit suiker kan worden gemaakt met 50 procent verhoogt, zou het goedkoper kunnen maken om biobrandstoffen te produceren uit verschillende bronnen, met name biomassa zoals houtsnippers en gras. De Amerikaanse biobrandstoffenindustrie heeft dringend behoefte aan dergelijke vooruitgang - hoewel het Congres heeft voorgeschreven dat een bepaalde hoeveelheid biobrandstof uit biomassa moet worden gemengd met benzine, hebben hoge kosten en andere factoren de productie beperkt, waardoor de EPA herhaaldelijk afziet van de vereiste.
Het UCLA-werk is een veelbelovende vooruitgang in de technologie voor biobrandstoffen, zegt Wade Robey , chief technology officer bij de ethanolproducent POET. Hij zegt dat het het potentieel aantoont van geavanceerde genetische manipulatie om zowel de uitstoot van broeikasgassen als de hoeveelheid maïs of biomassa die wordt gebruikt om een liter biobrandstof te produceren drastisch te verminderen.
Bij de conventionele productie van biobrandstoffen wordt suiker afkomstig van bronnen zoals maïs en biomassa aan gist toegevoerd, die het fermenteert om ethanol te produceren. Maar het fermentatieproces verspilt een derde van de koolstofatomen waaruit suiker bestaat; in plaats van te worden gebruikt om ethanol te maken, komt de koolstof vrij in de vorm van koolstofdioxide.
De UCLA-onderzoekers hebben genen van verschillende organismen in elkaar geflanst om een alternatieve manier te creëren om suiker te verwerken die geen koolstofdioxide uitstoten, en gebruiken alle koolstof in suiker om biobrandstof te maken. Ze creëerden genetisch gemodificeerde E. coli-bacteriën om het proces te demonstreren, maar ze zeggen dat dezelfde genetische route kan worden opgenomen in andere organismen, waaronder gist.
Telkens wanneer u fermentatie gebruikt, verliest u een derde van de koolstof aan koolstofdioxide. We kunnen die koolstof vasthouden, de ecologische voetafdruk van de productie van ethanol verkleinen en meer geld verdienen, zegt James Liao , hoogleraar chemische en biomoleculaire engineering aan de UCLA.
Om alle koolstof in suiker te gebruiken, is het noodzakelijk om waterstof aan het proces toe te voegen. De bron van die waterstof en de kosten ervan ten opzichte van de kosten van suiker bepalen zowel de totale CO2-uitstoot als de kostenbesparing. Het gebruik van waterstof uit aardgas is de goedkoopste optie. Maar door waterstof uit aardgas te halen, komt ook koolstofdioxide vrij, wat een deel van de koolstofdioxidebesparingen van het nieuwe proces compenseert. In dit geval zou de uitstoot van de productie van ethanol met ongeveer 50 procent worden verminderd. Het gebruik van waterstof gemaakt door water te splitsen met zonne-energie zou alle koolstofdioxide die tijdens de fermentatie wordt uitgestoten, elimineren, maar de kosten zouden waarschijnlijk te hoog zijn om het proces economisch te laten zijn.
Omdat de nieuwe aanpak meer ethanol uit suiker produceert, zou er minder land nodig zijn om maïs of biomassa te produceren. En dat zou de uitstoot van kooldioxide in de landbouw verminderen (zoals het kappen van land en het gebruik van diesel om landbouwmachines aan te drijven).
De grootste kostenbesparing zal zijn voor cellulose-ethanol uit biomassa. Suiker uit cellulosebronnen is veel duurder dan suiker uit maïs of suikerriet, dus het heeft meer voordelen om meer biobrandstof uit die suiker te halen.
Onderzoekers moeten nog steeds aantonen dat het mogelijk is om organismen te kweken met de genetische veranderingen op een schaal die groot genoeg is om commerciële biobrandstoffen te produceren.