בהתחשב בעלויות הקמת תשתיות חדשות והתאמתם למקורות כוח לא מוכרים, אנו לא צפויים להפסיק להשתמש בדלקים מאובנים בזמן הקרוב. מה הפיתרון הבא הכי טוב? הפוך את הדלקים הקיימים לירוקים יותר ומתחדשים.
זה הרעיון שמאחורי עבודה חדשה של מדענים ממכללת אימפריאל לונדון ואוניברסיטת טורקו בפינלנד, שמטרתם לשדל בסופו של דבר חיידקים פוטוסינתטיים כדי להפוך אור שמש לגז פרופאן. לטכנולוגיה יש דרך ארוכה לפני שהיא קיימת מבחינה מסחרית. אך כצעד ראשון הצוות הצליח להערים על E. coli, חיידק שנמצא במערכת העיכול שלנו, ליצור כמויות קטנות של פרופאן מוכן למנוע.
באופן מסורתי, פרופאן נוצר כתוצר לוואי של עיבוד גז טבעי ונפט. זה מוצא מהגז הטבעי כדי להפוך את התחבורה לאורך צנרת לחיצה לבטוחה יותר, ובתי הזיקוק מייצרים אותו כשהם מפרקים נפט לדלק או לחימום נפט.
בתהליך בן שלושה שלבים השתמשו המדענים באנזימים כדי לשחרר תחילה חומצות שומן באי קולי המשמשות בדרך כלל ביצירת ממברנות תאים. אחת מהן, חומצה בוטירית, הוסבה אז עם אנזים אחר לבוטיראלדהיד - נגזרת של בוטאן. לבסוף, הצוות הפך את הבוטיראלדהיד לפרופן. החוקרים מצאו כי גירוי האנזים ההמרה באמצעות אלקטרונים משפר את התהליך.
לאחרונה תואר בכתב העת Nature Communications, הפרויקט נמצא בשלביו המוקדמים. אבל פטריק ר. ג'ונס, מחברי העיתון, אומר שהשיטה היא פשוטה יותר מניסיונות דומים ליצור דלק עם אורגניזמים חיים. שמרים או חיידקים ממלאים תפקיד בייצור אתנול מסוכר או תירס, וחיידקים פוטוסינתטיים מהונדסים יוצרים גם דיזל מגידולים. כיום מתווסף אתנול לבנזין בארצות הברית, בעיקר בזכות סובסידיות ותמריצים ממשלתיים. אך ביו-דיזל שמקורו בחיידקים טרם ראה שימוש נרחב, בעיקר בגלל בעיות ממשיכות בעלויות ויעילות.
"במקרה של ביו-דיזל [פוטוסינתטי], ישנם צעדים רבים בתהליך, ולכל אחד מהצעדים הללו יש עונש מבחינת היעילות, " אומר ג'ונס. "אם היינו יכולים לצמצם את מספר הצעדים, לפחות באופן תיאורטי, נוכל לקבל תהליך יעיל יותר."
ההתמקדות בפרופאן לעומת דלקים אחרים גם מפשטת את התהליך, מכיוון שהפרופאן נפרד מתאי האורגניזמים בקלות בגלל המבנה הכימי הקומפקטי שלו. אתנול, שיכול להיווצר מתירס, סוכר וגידולים אחרים, צריך להיות מופרד פיזית מהמים בתהליך עתיר אנרגיה. שיטות עכשוויות לקטיף סולר מאצות כרוכות בפריצת תאים, ובכך להרוג את האורגניזמים המייצרים את הדלק. בעזרת פרופאן ניתן להפריד את הדלק מבלי להרוס את E. coli .
פרופאן פשוט לאיסוף כגז, ועם זאת קל יותר לאחסון בבטחה מאשר מימן, שהוא מסוכן מאוד כגז, במיוחד כאשר הוא מעורבב עם אוויר. זה גם נבחר, אומר ג'ונס, מכיוון שקל להמיס אותו לתחבורה, והוא תואם את התשתית הקיימת. פרופאן קשור בעיקר לגריל חיצוני בארצות הברית, אך הוא משמש גם להנעת מלגזות ומנועי סירה. ניתן להמיר מכוניות אפילו לרוץ על פרופאן; התהליך נפוץ למדי בבריטניה, שם מחירי הדלק גבוהים בהרבה מאשר בארצות הברית.
הצוות משתמש ב- E. coli בשלב זה מכיוון שפשוט לעבוד איתו, אומר ג'ונס. אך בסופו של דבר, החוקרים מקווים להשתיל את התהליך מאי קולי לחיידקים פוטוסינתטיים כך שאור השמש יספק את האנרגיה לעוצמת התאים, ולא את התזונה של חומרים תזונתיים ש- E. coli דורש . זה שוב יקטין את מספר הצעדים בתהליך, אך נותרו עוד הרבה עבודה לפני שהמדענים יגיעו לאותה נקודה.
"רק מערכות מושלמות תיאורטיות או מושלמות כמעט-תיאורטית אי פעם יש סיכוי לסחור", אומר ג'ונס. "לכן חשוב לנסות להגיע [לתהליך] שעובד הכי טוב שאפשר." כרגע, ג'ונס מעריך שהם יצטרכו לייצר פי אלף עד 5, 000 יותר דלק מהתהליך שלהם לפני שהתעשייה תגלה עניין. ומאותה נקודה, יותר הנדסה ועידון יצטרכו להתקיים לפני שזה יכול להיות בר-קיימא מסחרית כחלופה לדלקים מאובנים קיימים.
"סוגיות מסוימות טמונות באנזימים שאנו משתמשים בהם, " אומר ג'ונס. "אז יהיה צורך לחפש קצת אנזימים חלופיים, או שיפור באנזימים שיש לנו, ואלה יהיו פרויקטים גדולים בעצמם."
ברור שלא ננהג במכוניות או בגריל המבורגרים באמצעות פרופאן המיוצר על ידי חיידקים והשמש בקרוב. אולם במאמר של אימפריאל קולג 'בלונדון אמר ג'ונס כי הוא מקווה שהתהליך יהפוך בר-קיימא מבחינה מסחרית במהלך 5 עד 10 השנים הקרובות.
גם אם ההערכה הזו נדיבה, ייצור פרופאן מונע סולארי עשוי להיות מוכן בזמן שיעזור להאיץ את המעבר מדלקים מלוכלכים לחלופות ידידותיות יותר לסביבה.
