Barrierer og muligheder i produktionen af ​​vedvarende biobrændstoffer

Forskere ved Chalmers Tekniske Universitet, Sverige, har identificeret to hovedudfordringer for produktion af vedvarende biobrændstoffer fra billige kilder:For det første, sænke omkostningerne ved at udvikle mikrobielle cellefabrikker, og for det andet, etablering af mere effektive metoder til hydrolyse af biomasse til sukkerarter til fermentering. Deres undersøgelse blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Naturenergi .

Studiet, af professor Jens Nielsen, Yongjin Zhou og Eduard Kerkhoven, fra afdelingen for systemer og syntetisk biologi, evaluerer de barrierer, der skal overvindes for at gøre biomasseafledte kulbrinter til et reelt alternativ til fossile brændstoffer.

"Vores undersøgelse er af særlig interesse for beslutningstagere og forskningsfinansierere, da den fremhæver de seneste fremskridt og potentialet inden for biobrændstoffer. Det identificerer også, hvor der er behov for mere forskning. Dette kan være med til at prioritere, hvilken forskning der skal finansieres, " siger Eduard Kerkhoven.

Det er teknisk allerede muligt at producere biobrændstoffer fra vedvarende ressourcer ved at bruge mikrober som gær og bakterier som små cellefabrikker. Imidlertid, for at konkurrere med fossilt afledte brændstoffer, processen skal blive meget mere effektiv. Men at forbedre effektiviteten af ​​de mikrobielle cellefabrikker er en dyr og tidskrævende proces, så fremskyndelse af udviklingen af ​​cellefabrikken er derfor en af ​​hovedbarriererne.

Professor Jens Nielsen og hans forskningsgruppe er verdens førende inden for konstruktion af gær, og i udviklingen og anvendelsen af ​​computermodeller for gærmetabolisme - såvel som at være kendt for deres verdensklasseforskning i menneskelig metabolisme, og undersøgelser af aldringsprocesser og sygdomme. Deres arbejde fortæller, hvordan gær bedst kan konstrueres til at fremstille nye kemikalier eller biobrændstoffer. I deres artikel, "Barrierer og muligheder i biobaseret produktion af kulbrinter, "Forskerne undersøger produktionen af ​​forskellige biobrændstoffer ved hjælp af en model for gærmetabolisme.

"Vi har beregnet teoretiske maksimale produktionsudbytter og sammenlignet dette med, hvad der i øjeblikket er muligt i laboratoriet. Der er stadig et kæmpe potentiale for at forbedre processen, " siger Eduard Kerkhoven.

Den anden hovedbarriere er effektiv omdannelse fra biomasse, såsom planter og træer, til de sukkerarter, der bruges af cellefabrikkerne. Hvis denne konvertering blev gjort mere effektiv, det ville være muligt at bruge affaldsmateriale fra skovindustrien, eller afgrøder, der bevidst dyrkes til biobrændstoffer, at producere et fuldt vedvarende biobrændstof. Eduard Kerkhoven bemærker, hvor vigtige biobrændstoffer vil være for fremtiden.

"I fremtiden, mens personbiler primært vil være elektriske, biobrændstoffer vil være afgørende for tungere transportformer såsom jetfly og lastbiler. Det Internationale Energiagentur forventer, at inden 2050 27 procent af det globale transportbrændstof vil være biobrændstoffer. I mellemtiden store olieselskaber som Preem og Total forudser også, at vedvarende biobrændstoffer vil spille en vigtig rolle i fremtiden. I deres 'Sky Scenario', Shell forventer, at biobrændstoffer vil udgøre 10 procent af alt globalt slutenergiforbrug ved udgangen af ​​århundredet. Det er også i tråd med vores forskning, " slutter han.