Planteforbrugende mikroorganismer producerer kulstoffattige, vedvarende naturgas

(Phys.org) – En ny undersøgelse viser, at planteforbrugende mikroorganismer, der findes i kulbede, kan omdanne plantekulhydrater til naturgas, potentielt tilbyde en bæredygtig, ren metode til energiproduktion.

I mere end et århundrede, kullejer har ikke kun været en kilde til kul, men også af naturgas. Indtil for nylig, man troede, at naturgassen i kullejer blev dannet for millioner af år siden, samtidig dannedes selve kullet. I de seneste år, imidlertid, Forskere har opdaget, at der er mikroorganismer, der i øjeblikket lever i kullejer, der lever af kulbrinterne i kullet, og dermed omdanne kullet til naturgas.

Desværre, når naturgassen fra kullejer begynder at blive pumpet fra brøndene, det bliver hurtigt udtømt i løbet af få år. Forskning har vist, at denne udtømning opstår, fordi mikroorganismerne løber tør for biotilgængeligt kulstofindhold fra kullet - i det væsentlige, de har intet tilbage at spise. Mens der har været flere forsøg på at biostimulere mikroorganismerne med yderligere næringsstoffer, i sidste ende kræver mikroorganismerne stadig biotilgængeligt kulstof fra kullet for at fortsætte med at producere naturgas.

Nu i en ny undersøgelse offentliggjort i Naturkommunikation , forskere Zaixing Huang et al., fra University of Wyoming og Taiyuan University of Technology, har undersøgt, om de mikroorganismer, der lever i kulbede, kan udvide deres appetit til at indtage planteafledte kulhydrater ud over kul.

Forskerne fandt ud af, at når deres kost blev suppleret med kulhydrater fra afgrøder som lucerne, skifte græs, miscanthus, og sukkerroer, mikroorganismerne øgede produktionen af ​​naturgas. Det er første gang, det har vist sig, at mikroorganismer, der lever i kullejer, kan omdanne andet end kul til naturgas.

"Den største betydning af forskningen er at vise, at vedvarende naturgas kan produceres i geologiske formationer med hidtil uset skalerbarhed og i mellemtiden reducere koncentrationen af ​​atmosfærisk kuldioxid, " fortalte Huang Phys.org . "Der er mulighed for at reducere omfanget af stor afhængighed af fossile brændstoffer som primær energi og dermed muligheden for at afbøde den globale opvarmning."

Som forskerne forklarer, den nye proces har ikke kun potentialet til at øge den samlede produktionshastighed af naturgas fra kullejer, men også at gøre det på en kulstofneutral eller endda kulstofnegativ måde – dvs. processen kan optage mere kulstof, end den frigiver. Når mikroorganismerne bruger kul som fødekilde, naturgassen produceret af kul anses for kulstofpositiv, da kullet havde været bundet i jorden i millioner af år.

På den anden side, når mikroorganismerne bruger planter som fødekilde, naturgassen anses for kulstofneutral, fordi planterne først for ganske nylig har opfanget og fikseret kuldioxiden i atmosfæren til plantebiomasse (via fotosyntese). Yderligere, noget af det kulstof, der sprøjtes ind i kullagene, er i form af kuldioxidgas. Da kuls porøse overflade giver det en stærk affinitet til at adsorbere gasser, kullagene fungerer effektivt som et kulstoffangst- og lagringsanlæg. I dette tilfælde, processen kan blive kulstofnegativ.

Samlet set, forskerne forventer, at brug af planteafledte kulhydrater som en alternativ kulstofkilde til kul kan tilbyde et renere brændstof end fossile brændstoffer - både kul og den i øjeblikket producerede form for naturgas. Med CO2-kreditter, processen kan også være økonomisk rentabel, som kan være med til at bygge bro mellem fossile brændstoffer og vedvarende energikilder.

I fremtiden, forskerne planlægger at demonstrere den nye metode på teststeder rundt om i verden.

"Det næste skridt er at fokusere på feltdemonstrationsprojekter for at evaluere anvendeligheden af ​​teknologien i kullejer, Huang sagde. "Det ultimative mål er at udvikle teknologien fuldt ud, så den kan bruges universelt, også for andre geologiske formationer. Jeg håber, at teknologien kan implementeres og hjælpe udviklingslandene med at anskaffe sig denne prisbillige, ren vedvarende energi på længere sigt. Adskillige steder (USA og Asien) er blevet udvalgt som kandidater til feltdemonstration. Foreløbige undersøgelser og karakteriseringer af disse steder er startet."

© 2017 Phys.org