Genetisk modificerede bakterier producerer 50 procent mere brændstof

Forskere ved UCLA har åbnet en vej til billigere og renere biobrændstoffer ved at bruge genteknologi til fundamentalt at ændre, hvordan visse organismer behandler sukker.

Ethanol boostere: Bakterierne i denne petriskål er blevet genetisk modificeret for at øge mængden af ​​biobrændstof, der kan fremstilles af sukker.

Konventionelle biobrændstoffer er enten for dyre til at konkurrere med fossile brændstoffer, eller også frigiver de så meget kuldioxid, at de næppe er værd at lave - eller begge dele.

UCLA-fremstødet, som øger mængden af ​​biobrændstof, der kan fremstilles af sukker med 50 procent, kan gøre det billigere at producere biobrændstoffer fra en række forskellige kilder, især biomasse såsom træflis og græs. Den amerikanske biobrændstofindustri har et desperat behov for sådanne fremskridt - selvom Kongressen har givet mandat til, at en vis mængde biobrændstof fra biomasse skal blandes med benzin, har høje omkostninger og andre faktorer begrænset produktionen, hvilket har fået EPA til gentagne gange at frafalde kravet.

UCLA-arbejdet er et lovende fremskridt inden for biobrændstofteknologi, siger Wade Robey , teknologichef hos ethanolproducenten POET. Han siger, at det viser potentialet ved avanceret genteknologi til drastisk at reducere både drivhusgasemissioner og mængden af ​​majs eller biomasse, der bruges til at producere en gallon biobrændstof.

I konventionel produktion af biobrændstoffer tilføres sukker, der stammer fra kilder som majs og biomasse, til gær, som fermenterer det til fremstilling af ethanol. Men fermenteringsprocessen spilder en tredjedel af de kulstofatomer, der udgør sukker; i stedet for at blive brugt til at lave ethanol, frigives kulstoffet i form af kuldioxid.

UCLA-forskerne flettede gener fra en række organismer sammen for at skabe en alternativ måde at behandle sukker på, der ikke udsender kuldioxid, og bruger alt kulstof i sukker til at lave biobrændstof. De skabte genetisk modificerede E. coli-bakterier for at demonstrere processen, men de siger, at den samme genetiske vej kunne inkorporeres i andre organismer, herunder gær.

Hver gang du bruger gæring, mister du en tredjedel af kulstoffet til kuldioxid. Vi kan bevare det kulstof, reducere CO2-fodaftrykket fra ethanolproduktion og tjene flere penge, siger vi James Liao , professor i kemisk og biomolekylær teknik ved UCLA.

For at bruge alt kulstof i sukker, er det nødvendigt at tilføje brint til processen. Kilden til dette brint og dets omkostninger i forhold til omkostningerne ved sukker bestemmer både de samlede kulstofemissioner og omkostningsbesparelserne. Brug af brint fra naturgas er den billigste løsning. Men at få brint fra naturgas frigiver også kuldioxid, hvilket opvejer nogle af kuldioxidbesparelserne ved den nye proces. I dette tilfælde vil emissionerne fra produktionen af ​​ethanol blive reduceret med omkring 50 procent. Brug af brint fremstillet ved at spalte vand med solenergi ville eliminere al den kuldioxid, der udsendes under gæringen, men omkostningerne vil sandsynligvis være for høje til, at processen er økonomisk.

Da den nye tilgang producerer mere ethanol fra sukker, ville der være behov for mindre jord til at producere majs eller biomasse. Og det ville reducere kuldioxidemissioner involveret i landbruget (såsom fra rydning af jord og brug af diesel til at drive landbrugsudstyr).

De største omkostningsbesparelser vil være for celluloseholdig ethanol afledt af biomasse. Sukker fra cellulosekilder er meget dyrere end sukker fra majs eller sukkerrør, så der er større fordele ved at få mere biobrændstof ud af det sukker.

Forskere mangler stadig at påvise, at det er muligt at dyrke organismer med de genetiske ændringer i stor nok skala til at producere kommercielle biobrændstoffer.

skjule