Klaidos kūrimas, norint nuimti aliejų

Naftos telkiniuose ir anglies sluoksniuose gyvenantys mikrobai gali įkvėpti naujus iškastinio kuro išgavimo iš žemės gelmių metodus. Tai yra viltis Ari Patrinos , genomikos pradininkas, prisidėjęs prie žmogaus genomo projekto vykdymo ir dabar jo prezidentas Sintetinė genomika , Merilende įsikūręs biotechnologijų startuolis, kurį įkūrė J. Craig Venter. „Synthetic Genomics“ tikslas – panaudoti genomiką kuriant naujas energijos technologijas. Vykdydama naują partnerystę su naftos milžinu BP, „Synthetic Genomics“ tirs mikrobus, kurie natūraliai tiekia angliavandenilius, siekdami gauti užuominų į biologines naftos ir anglies gavybos ir perdirbimo priemones.

Mikrobų gynėjas: Ari Patrinos, Synthetic Genomics prezidentas, yra mikrobų genomikos taikymo energijos problemoms spręsti pradininkas. Jis sako, kad angliavandeniliais mintantys mikrobai gali pasiūlyti užuominų apie biologines naftos ir anglies gavybos ir perdirbimo priemones.

Po kelių dešimtmečių Energetikos departamente (DOE) Patrinos yra tvirtas biotechnologinių sprendimų naudojimo pasaulio energetikos problemoms šalininkas. Jis padėjo įkurti DOE Jungtinį genomo institutą ir sukūrė agentūros programą „Genomes to Life“, kuri, be kita ko, kuria su energija susijusias programas mikrobams. Praėjusiais metais Venteris Patrinosą išviliojo iš DOE. Jis kalbasi su Technologijų apžvalga apie „Synthetic Genomics“ planus ir biokuro ateitį.

Technologijų apžvalga : Kodėl žiūrėti į mikrobus kaip į alternatyvios energijos šaltinius?

Ari Patrinos : Mikrobai yra gyvojo pasaulio virtuozai. Jie buvo maždaug keturi milijardai metų, trečdalį planetos egzistavimo laiko, ir jie sukūrė didžiulį kintamumą ir įvairovę. Turime daug ko iš jų pasimokyti, nes susiduriame su visuotiniu atšilimu ir stengiamės išmokti efektyviau naudoti savo išteklius.

VAIKAI : Kaip genomika padeda mums pasinaudoti įvairiu mikrobų funkciniu repertuaru?

AP : Dėl genomikos mes nustatėme, kad visur yra mikrobų, gyvenančių esant bet kokiai temperatūrai ir slėgiui. Jie gali išgyventi 100 kartų aukštesniu už atmosferos slėgį ir beveik 100 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Žmonės atpažino mikrobus, kurie gali atlaikyti didžiulius spinduliuotės kiekius. Mikrobai vaidina lemiamą vaidmenį anglies cikle, sugerdami anglies dioksidą vandenyne. Daugiau nei 50 procentų gyvosios biomasės šioje planetoje yra mikrobinės prigimties. Štai kodėl turėtume ieškoti mikrobų, kad išspręstume kai kurias mūsų problemas. Jie tapo itin veiksmingi gyvenimo procesuose. Turime juos suprasti ir imituoti kai kurioms iš šių programų.

VAIKAI : „Synthetic Genomics“ neseniai užmezgė partnerystę su BP. Koks šio sandorio akcentas?

AP : Šiame žemyne ​​turime didžiulius sunkiųjų naftos atsargų, tačiau jų išgavimas yra sunkus. Tam reikia energijos ir vandens, susidaro daug anglies dioksido. Gali būti būdų, kaip panaudoti mikrobų bendruomenes aliejaus kokybei pagerinti dar esant požeminiame sluoksnyje. Taigi pažvelgsime į mikrobus, gyvenančius anglies sluoksniuose arba naftos telkiniuose ir naftos smėlyje.

VAIKAI : Kaip tai padės degalų gamybai?

AP : Naftos telkinių kaip rezervuaro, kurį galite išnaudoti, idėja yra naivi. Aliejus egzistuoja kaip matrica skirtinguose sluoksniuose. Kai gamini alyvą iš gręžinių, po savęs palieki net 50 proc. Net prieš 30–40 metų žmonės svarstė apie mikrobų patobulintą naftos išgavimą – būdus, kaip jie galėtų manipuliuoti mikrobais, kad pagerintų naftos išgavimą iš šulinių. Tačiau jų gebėjimas atrasti ir ištirti šiuos mikrobus buvo sutrikęs dėl primityvių mikrobiologijos priemonių. Kiek aš žinau, tai niekada nebuvo įtraukta į komercinę praktiką.

Mes turime daug tikslesnius ir galingesnius įrankius nei mūsų kolegos tuomet, ir manome, kad aptiktų mikrobų skaičius ir įvairovė bus daug didesnis, nei buvo manyta tada.

VAIKAI : Ką darysite su mikrobais, kai jie bus atrasti?

AP : Galbūt galėtume juos panaudoti angliavandenilių tankiui pakeisti, suskaidydami juos taip, kad jie būtų mažesni ir alyvą būtų lengviau judėti. Arba mikrobai gali pakeisti aliejaus paviršiaus sukibimo savybes modifikuodami angliavandenilių molekules.

Dėl anglies sluoksnių, o ne išgauti anglį ir jas sudeginti, todėl susidaro daug anglies dvideginio, galbūt yra būdas paversti metanu. [Dega] metanas gamina ne tik anglies dioksidą, bet ir vandenilį, kuris yra labai švarus ir klimatui draugiškesnis kuras. Galų gale galbūt mes galime sujungti metano gamybą su anglies sekvestracija, todėl grynasis išmetimas į atmosferą būtų lygus nuliui.

Ilgą laiką buvo gerinama aliejaus kokybė naudojant chemiją. Tačiau daugumą to, ką gali padaryti chemija, galima dar geriau atlikti biologinėmis priemonėmis, kurios yra daug pigesnės ir ekologiškesnės. Tai nereiškia, kad chemijos bus atsisakyta. Tačiau manau, kad ši biologijos revoliucija atskleidė, kad biocheminiai keliai galiausiai bus produktyviausi ir gali atlikti užduotį ekologiškesniu būdu. Biocheminės reakcijos gali būti atliekamos esant žemesnei temperatūrai ir žemesnei slėgiui ir galiausiai gali turėti mažiau toksiškų šalutinių produktų.

VAIKAI : Taigi ar Synthetic Genomics taip pat ieško mikrobų, galinčių išskirti anglies dioksidą?

AP : Mes planuojame tai padaryti, nors negaliu pasakyti tikslios mūsų rankos.

VAIKAI : Prieš prisijungdamas prie „Synthetic Genomics“ daugiau nei 30 metų dirbote DOE. Ar bėgant metams pasikeitė departamento požiūris į biotechnologijų požiūrį į energetikos klausimus?

AP : DOE susidomėjimas biodegalais buvo ribotas ir buvo suvokiamas kaip nišinis pritaikymas. Daugiau dėmesio buvo skiriama fiziniams mokslams energijos atžvilgiu. Bet aš labai stengiausi dėl biokuro svarbos. Iš pradžių man nepasisekė, nes aliejus labai pigus. Bet pagaliau prieš keletą metų pasiekiau jackpotą. Keletą kalbų apie Sąjungos padėtį prezidentas Bushas, ​​naftos ir dujų žmogus, pradėjo kalbėti apie mūsų priklausomybę nuo naftos ir biokuro svarbą. Kai tai išgirdau, žinojau, kad man pagaliau pasisekė.

VAIKAI Alternatyvi energija šiuo metu yra karšta tema, sulaukianti daug vyriausybės ir investuotojų susidomėjimo ir pinigų. Tačiau ar šis finansavimas išnyks, kai dujų kainos nukris, kaip buvo anksčiau?

AP : Visada gali nutikti, bet manau, kad dabar mažiau tikėtina, kad taip nutiks nei 9–7 dešimtmetyje. Net jei naftos kaina būtų daug mažesnė, manau, kad visuomenėje ir politikoje visuotinai pripažįstama, kad skystojo kuro atžvilgiu turime būti labiau nepriklausomiems: vis tiek turime importuoti 60 proc. vartoti. Tai tapo nacionalinio saugumo problema, o ne ekonomine. Daugelis naftą gaminančių šalių yra šalys, kurios mūsų labai nemėgsta. Jausmai gali keistis visomis kryptimis, todėl labai svarbu sumažinti priklausomybę nuo importuojamo kuro.

Taip pat manau, kad vis daugiau pasaulio žmonių pripažįsta, kad pasaulinė klimato kaita yra rimta grėsmė. Klimato sistemos lūžio taškai nebėra hipotetiniai. Turėtume pradėti derinti draudimo nuo klimato kaitos polisą, bet tai nebus įmanoma tol, kol daugiau nepasikliausime švaresniu kuru.

paslėpti