Muszę przyznać, że nie jestem zwolennikiem produkcji biopaliw z roślin użytkowych. Nie tylko wywołuje to duży wzrost cen żywności ale również negatywnie wpływa na środowisko. Oczywiście potrzebujemy nowych źródeł energii odnawialnej, jednak pomysł produkcji bietanolu np. z kukurydzy czy innych ważnych zbóż konsumpcyjnych, to kompletne nieporozumienie. Jak na ironię, znów z pomocą może przyjść inżynieria genetyczna.
Nad ciekawym projektem pracują obecnie amerykańscy naukowcy. Zespół badawczy z Berkley’s Lab, podlegający pod Departament Energii, opracowuje rośliny tytoniu, które zawierać będą w swoich liściach benzynę, olej napędowy czy nawet paliwo lotnicze. Zamysł jest prosty, roślina produkuje cząsteczki biopaliwa i gromadzi je w swoich liściach, z których będą następnie one ekstrahowane. Zakłada się, że z 400 hektarowego pola będzie można uzyskać ok. 250 000 litrów paliwa.
Rośliny tytoniu wydają się wręcz idealne do tego celu. Są uprawiane w przeszło 100 krajach na świecie, można je zbierać kilkukrotnie w ciągu jednego sezonu oraz mają duże liście, w których mogą gromadzić biopaliwo. Dodatkowym atutem jest również to, iż tytoń jest bardzo podatny na transformację genetyczną.
Wszystko wygląda fajnie w teorii, nie koniecznie jednak musi się to zakończyć sukcesem. Na badania przeznaczono 4,9 miliona dolarów w ramach projektu ARPA-E (Advanced Research Projects Agency-Energy). Finansuje się z niego projekty „wysokiego ryzyka”, które nie zawsze kończą się powodzeniem, ale ich potencjalnie końcowy sukces może przełożyć się na odmianę oblicza funkcjonowania energetyki. W ramach ARPA-E są m.in. takie projekty jak opracowywanie nowych materiałów absorbujących CO2 czy nowe metody produkcji biopaliw z mikroorganizmów.
Zespół kierowany przez Christer’a Jansson’a, który jest biochemikiem, będzie starał się opracować nowy sposób konwersji energii świetlnej na biopaliwa. Obecnie do celu wykorzystujemy biomasę roślinną, która przy użyciu procesu fermentacji zamieniana jest na bioetanol. Zespół badawczy chce skrócić drogę, tak by roślina z przyswajanego CO2 sama produkowała paliwo.
Trzy mechanizmy będą musiały zostać zoptymalizowane: asymilacja CO2, proces fotosyntezy oraz produkcja węglowodorów.
Do produkcji węglowodorów naukowcy mają zamiar wykorzystać geny cyjanobakterii, które kodują enzymy odpowiedzialne za wytwarzanie alkanów. Inne podejście zakłada wykorzystanie genów zielenic, które odpowiadają za produkcję izoprenoidów.
W celu podniesienia wydajności asymilacji CO2 z atmosfery naukowcy mają zamiar wykorzystać inne geny cyjanobarkterii. Organizmy te znane są z bardzo efektywnego przyswajania CO2 z otaczającego środowiska. Jeszcze inny zespół opracowuje mechanizmy zwiększające wydajność procesu fotosyntezy.
Zespół spodziewa się otrzymać pierwsze rośliny w przeciągu 18 miesięcy. Celem jest uzyskanie roślin tytoniu, w których 20-30% suchej masy stanowić będą węglowodory.
Narodowe Laboratorium Lawrenca Berkleya (Berkley’s Lab) założone zostało w 1931 roku. Pracowało w nim 13 laureatów Nagrody Nobla. W Berkley’s Lab naukowcy pracują nad najambitniejszymi projektami, których celem jest rozwiązanie najpilniejszych potrzeb i problemów ludzkości.
Wpis opracowany na podstawie:
ARPA-E funded project aims to produce fuel molecules in plant leaves
9 marca o godz. 9:41 749
Wydaje mi się, że problemem biopaliw jest nie tyle to, co się uprawia, aby je produkować, a raczej sam fakt, że się „zużywa” ziemię, którą można by wykorzystać do produkcji żywności. I tu GMO niewiele zmienia (może poza produktywnością na hektar).
9 marca o godz. 9:54 750
Ja też, jestem przeciwny wykorzystywaniu ziemi do produkcji benzyny zwłaszcza, że wiąże się to z dokładaniem z publicznych pieniędzy do prywatnych portfeli producentów biopaliw poza fatalnymi skutkami dla środowiska.
Tyle, że kto inny jak nie środowiska zielonych nam to eldorado zafundowało?
I tak jest z większością inicjatyw zielonych, lekarstwo gorsze od choroby proponują, bo kierują się nie rozumem tylko emocjami i strachem a racjonalnych argumentów nie przyjmują, bo by im się organizacja rozsypała.
9 marca o godz. 10:03 752
@ZielonyGrzyb, @parker
„…problemem biopaliw jest nie tyle to, co się uprawia, aby je produkować, a raczej sam fakt, że się „zużywa” ziemię, którą można by wykorzystać do produkcji żywności.”
Dokładnie.
Akurat przytaczany tytoń nie jest najlepszym przykładem, bo „zużywa” ziemię. Jednak dzięki inżynierii genetycznej opracowuje się rośliny, które nie konkurują z gruntami ornymi, np. drzewa o szybszym przyroście biomasy lub rośliny, które rosną na mało żyznych glebach nie nadających się pod uprawy zbóż, również je próbuje się modyfikować w celu zwiększenia produkcji biomasy.
9 marca o godz. 10:10 754
@parker:
Tyle, że kto inny jak nie środowiska zielonych nam to eldorado zafundowało? Znowu śrutówką w innych bijesz, więcej pudłując niż trafiając. „Środowiska zielonych” mają różne pozycje wobec biopaliw, ja osobiście nie znam żadnego ważniejszego, które by je popierało.
9 marca o godz. 10:24 755
Teraz to są już sceptyczni nawet wobec biopaliw, trzeba ich było wcześniej posłuchać. Teraz są po porostu przeciw energii w ogóle jak się ich alternatywne pomysły szkodliwe być okazują bardziej niż konwencjonalne
9 marca o godz. 10:26 756
Amerykańskich naukowców jest tak wielu, że spolegliwych politykom popierających wielkie interesy nie zabraknie. Coś dla przykładu – http://nowadebata.pl/2011/03/06/nauka-w-komisjach-czyli-polityczne-korzenie-hipotezy-tluszczowo-cholesterolowej/
9 marca o godz. 10:50 757
@Autor
Na wstępie dziękuję za informacje w poprzednim wpisie.
Jeśli chodzi o biopaliwa to informacja o szkodliwości ich produkcji jest dość dyskusyjna. Produkcja biopaliw z rzepaku czy zbóż jest prosta i ponosi za sobą znacznie niższy wydatek energetyczny w porównaniu do produkcji paliw z ropy naftowej. Stosuje się znacznie niższe temperatury jak i ciśnienia. Fakt, że procesy przerobu ropy są często egzotermiczne jednak zużycie energii jest bardzo duże. W przypadku produkcji biodiesla stosowane są temperatury w granicach 60 stopni, niekiedy 100 w przypadku estryfikacji kwasów tłuszczowych, a sam proces realizowany jest pod ciśnieniem atmosferycznym. Pomijając technologie esternip która jest ciśnieniowa ale za to korzysta z katalizatorów heterogenicznych co eliminuje potrzebę oczyszczania produktu.
Niemniej jednak znacznie ważniejszy jest argument o wzroście cen żywności. Wzrost ten nawet w Polsce był odczuwalny.
Rozwiązaniem tego problemu mogą być tzw. biopaliwa II generacji czyli bioetanol z celulozy oraz biodiesel z alg. Jednak otrzymanie bioetanolu z celulozy jest problematyczne. Aktualnie prace nad tym tematem prowadzone są w ogromnej ilości instytucji naukowych jednak od prac laboratoryjnych do opłacalnej technologii jeszcze daleka droga. Trzeba rozwiązać wiele problemów jak np. przygotowanie wstępne celulozy w taki sposób aby zminimalizować powstawanie w wyniku tego procesu inhibitorów enzymów, opracować enzymy rozkładające lignocelulozę która ma znaczący udział w wielu surowcach celulozowych. Na konferencji Europacat X przedstawiano wiele ciekawych opracowań na ten temat jednak obiecujące wyniki uzyskiwano korzystając z czystej celulozy jako surowca. Zastosowanie np słomy, o drewnie nie wspominając powodowało już znaczący spadek zarówno wydajności jak i konwersji a same procesy enzymatyczne przebiegają z niewielką szybkością. Kolejnym problemem jest zastosowanie enzymów które są bardzo selektywnymi katalizatorami dającymi co prawda wysoką selektywność jednak nadającymi się do pracy z wybranymi związkami. Pociąga to za sobą potrzebę stosowania różnych enzymów. Pół biedy jeśli stosowane są surowce naturalne ale przy zastosowaniu związków nie występujących w przyrodzie np. alkohole OXO w transestryfikacji wydajność takiej reakcji jest bardzo słaba.
Co do pomysłu z tytoniem wydaje się moim skromnym zdaniem bardzo obiecujący ale czy nie słyszy Pan już tych krzyków Greenpace o kombinowaniu z DNA w takiej skali? Wydaje mi się że w porównaniu do tego projektu modyfikacja zbóż jest bardzo zachowawcza. Brakuje tylko tutaj próby wytworzenia w jednym procesie rozgałęzionych węglowodorów (główny składnik benzyn). Alkany są dobre w paliwie dieslowskim. Izoprenoidy są świetnym substratem do dalszych syntez w kierunku specjalistycznych chemikaliów (zresztą stosowane metody dalszej przeróbki są powszechnie znane).
Reasumując bardzo ciekawy projekt z możliwościami o ile nie wynikną niespodziewane problemy i uda się otrzymać produkt z wydajnością zapewniającą opłacalność produkcji.
9 marca o godz. 11:42 758
@parker
ZielonyGrzyb ma chyba rację. Znalazłem dwa dokumenty jeden Greenpeace z 2001 roku, a drugi Friends of Earth z roku 1997, w których dostrzegają „problemy” związane z biopaliwami, choć jakoś mocno negatywnie do nich się nie odnoszą.
Z drugiej strony, nie rozumiem w takim razie, skoro tak im zależy na dobrze Natury, dlaczego poświęcają tyle energii i środków na walkę z GMO (potencjalnie sprzyjającą ekologii i środowisku), a problem biopaliw, które wywierają bardzo duży i negatywny wpływ na środowisko, jakby ignorują? Nie potrafię tego zrozumieć.
Być może tamat biopaliw nie jest tak medialny jak GMO?
@Teresa Stachurska
Czy ja Pani wpisy mam zacząć traktować jako Spam? Nie odnoszą się one ani do tematu wpisu, ani do prowadzonej dyskusji. Widzę, że prowadzi Pani własnego bloga i fajnie, ale nie widzę sensu umieszczania linków bez związku z prowadzona dyskusją.
@Marcin M
Nie czuję się kompetentny aby dyskutować o produkcji bioetanolu w szczegółach oraz stwierdzać czy dana odmiana roślin jest mniej lub bardziej do tego celu właściwa. Jednak biorąc pod uwagę, że potrzebujemy coraz więcej żywności, jak się szacuje do roku 2050 zapotrzebowanie wzrośnie o 70%, to nie wydaje mi się zbyt rozsądne przeznaczanie ziemi na produkcję biopaliw.
„…ale czy nie słyszy Pan już tych krzyków Greenpace o kombinowaniu z DNA w takiej skali?”
Na szczęście w USA Rząd kieruje się innymi względami niż w Polsce czy samej Unii Europejskiej. Poza tym będzie to roślina typowo przemysłowa, więc nie obawiam się o akceptację społeczną (oczywiście w USA).
A sam wpis ma oczywiście na celu głównie przybliżenie możliwości samej inżynierii genetycznej.
9 marca o godz. 12:53 759
Z drugiej strony, nie rozumiem w takim razie, skoro tak im zależy na dobrze Natury, dlaczego poświęcają tyle energii i środków na walkę z GMO (potencjalnie sprzyjającą ekologii i środowisku), a problem biopaliw, które wywierają bardzo duży i negatywny wpływ na środowisko, jakby ignorują? Nie potrafię tego zrozumieć.
Być może tamat biopaliw nie jest tak medialny jak GMO?
To dobre pytanie… Odkąd jestem w Greenpeace (jakieś 2,5 roku), nie przypominam sobie żadnej kampanii odnośnie biopaliw*, za to kilka przeciwko GMO. Wydaje mi się, że przyczyny mogą być trzy: a) medialność, b) brak ekspertyzy (niektórymi tematami GP się nie zajmuje, bo nie ma zasobów, żeby wyrobić sobie wystarczającą opinię), c) system wartości, w którym GMO jest „bardziej złe” (to moja spekulacja).
* – przepraszam, w Niemczech jedna była w zeszłym roku, przeciwko wprowadzeniu tzw. E10 (benzyna z 10-procentową domieszką bioetanolu)
9 marca o godz. 13:48 760
Wojciech Zalewski
A dostrzegają problemy z biopaliwami, a jakże. Dostrzegają również problemy z hydroenergetyką, z turbinami wiatrowymi, z panelami słonecznymi i z energią jądrową przede wszystkim.
Teraz na tapecie jest energia rozproszona, inteligentne systemy przesyłu, poczekajmy na rezultaty, ta również okaże się nieekologiczna, nie mam co do tego wątpliwości że zieloni te zgłoszą do niej zastrzeżenia i będzie się mówiło, że widzieli problemy.
Bo oni żyją z widzenia problemów, karmią się nimi, żyją utrudniania innym ich rozwiązywania.
9 marca o godz. 16:54 761
@parker:
Naprawdę nie masz nic lepszego do roboty niż (często bezpodstawnie) atakować „Zielonych”?
9 marca o godz. 17:12 762
Jak się nudzę na przystanku to lubię sobie zaatakować, bo mnie wszelkie ideologie atakują na codzień i nie potrafię się inaczej bronić
10 marca o godz. 11:38 763
Profesor Stanisław Jankowski (SGGW, owczarz) na moje pytanie o powstające centra hodowli owiec (było to w epoce słusznie minionej), odpowiedział:
– Pani Ewo, jestem centrystą nieortodoksyjnym.
Ja, wzorując się na Profesorze, z przekonania jestem ekologiem nieortodoksyjnym (ekolożką nieortodoksyjną??) i myślę, że najważniejsze to nie dać się zwariować.
Cieszę się, że na ten blog trafiłam 🙂
10 marca o godz. 13:49 766
Panie Redaktorze,
widzę analogię, a Pan nie i to jest ta różnica. Obecnie nie trzeba będzie czekać prawie 40 lat żeby się dowiedzieć o skali błędu i jakości rozumowania.
Tymczasem za zakłócenie błogiego spokoju przepraszam 🙂
10 marca o godz. 22:07 768
@Stara Żaba
Pyszna angdotka 🙂
W takim razie ja też podzielę się jedną. Pewien profesor (z Poznania) miał wykład popularnonaukowy o GMO. Tłumaczył, argumentował, przywoływał publikacje i wyniki badań, wyświetlał slajdy. Jednym zdaniem „namęczył się sporo”, a wystąpienie wypadło znakomicie. Sala biła brawo. Ale wstał jeden jegomość i rzekł: A ja i tak nie będę tego jadł, bo to jest parzęczoste (albo może powinno się pisać pażęczoste, to już wie tylko ten pan, jeśli oczywiście wie) i wyszedł.
No więc jak dla kogoś GMO jest przęczoste, to żadne badania i najtęższe umysły nie pomogą. I wtedy szkoda czasu. Niech je nieparzęczoste 😉
11 marca o godz. 7:25 769
Przepraszam, a gdzie można kupić nieparzęczoste?
Znasz jakiś adres MR?
A może ten profesor z Poznania zna?
Od dawna próbuję dostać i nigdzie nie ma.
11 marca o godz. 11:16 770
@Parker
Sorry, ale nie bardzo rozumiem. Mógłbyś doprecyzować swoje pytania? Chyba że to taki żart, a ja się na nim nie poznałem 😉
11 marca o godz. 12:03 771
Żart, poznaleś się:)
11 marca o godz. 16:06 772
🙂
13 marca o godz. 14:38 790
Jeszcze ciekawszym projektem – o podobnej skali modyfikacji – jest wprowadzanie do ryżu fotosyntezy C4. Co zwiększyłoby wydajność hodowli o 50% przy jednoczesnym zmniejszeniu ilości zużywanej wody. Tylko tu już chodzi o produkcję żywności raczej niż paliwa. Co do paliw – jeżeli chodzi o wersję bio – jedynym rozsądnym zastosowaniem wydają się być glony, ewentualnie fotosyntetyzujące bakterie. Wyższa wydajność z ha, mniejsze wymagania jeżeli chodzi o mikroelementy i wodę (może być nawet słona), no i łatwiejsza modyfikacja i selekcja.
Pozdrawiam.
13 marca o godz. 15:59 792
@Sierkovitz
„…jedynym rozsądnym zastosowaniem wydają się być glony, ewentualnie fotosyntetyzujące bakterie.” lub bakterie przetwarzające glony na biopaliwa.
Również według mnie, ten kierunek wydaje się najrozsądniejszy.
Pozdrawiam.