Laura Martinelli ima gorko-slatka sjećanja na projekt čistih goriva koji je vodila. Prekinula ga je iznenadna smrt vodećeg istraživača, no na kraju je iznjedrio revolucionarno otkriće u tom području.
POGLEDAJTE VIDEO:
Martinelli kaže da bi konačan uspjeh projekta bio nemoguć bez doprinosa pokojnog istraživača, Arrena Bar-Evena, izraelskog biokemičara koji je preminuo u dobi od 40 godina u rujnu 2020., usred nešto više od polovice četverogodišnje inicijative.
Počast i postignuće
Bar-Even radio je na Institutu Max Planck za molekularnu fiziologiju biljaka u Njemačkoj i pokrenuo je projekt pod nazivom eForFuel te je dobio sredstva EU-a za razvoj biogoriva iz CO2. Konkretno, eksperimentirao je s bakterijom E. coli za proizvodnju propana i izobutena, koji se mogu pretvoriti u zamjenska goriva.
„Iznašao je neke od načina za pretvaranje CO2 u korisne spojeve”, kaže Martinelli, glavna izvršna direktorica talijanske tvrtke za tehnološka istraživanja pod nazivom INsociety. „Bez njega to ne bi bilo moguće. On je pridonio izgledima za dekarbonizaciju našeg društva.”
Ideja pretvaranja CO2, glavnog stakleničkog plina koji se okrivljuje za globalno zatopljenje, u saveznika u borbi za ozelenjavanje europskog gospodarstva dobiva na zamahu kako se istraživanja biogoriva šire.
Biogoriva, oblik obnovljive energije, mogu se koristiti za pogon automobila, zrakoplova i brodova. Ovisno o proizvodnom procesu i mješavini, mogu emitirati manje CO2 od benzina, dizela, kerozina i drugih konvencionalnih goriva.
Većina biogoriva trenutačno se proizvodi od usjeva kao što su suncokret i soja, što stvara pritisak na opskrbu hranom. Zato EU ograničava količinu takvih biogoriva prve generacije i promiče istraživanje alternativa koje ne potječu od prehrambenih usjeva.
Foto: Dreamstime_
Čišći prijevoz
Što se tiče propana i izobutena, oni bi se mogli koristiti za smanjenje emisija iz brodskog i zračnog prometa. Te dvije industrije odgovorne su za oko 2,5 % globalnog ispuštanja CO2.
„Ne mogu se svi oblici prijevoza elektrificirati”, kaže Martinelli. „Osobito će teža vozila, kao što su zrakoplovi ili brodovi, u kratkom roku trebati biogoriva.”
Tim koji je radio na projektu eForFuel pokazao je da bakterije E. coli mogu proizvesti propan i izobuten u procesu koji uključuje korištenje električne energije.
Bakterija E. coli često se nalazi u crijevima toplokrvnih životinja i pomaže njihovoj probavi. Bakterije se također mogu uzgajati u laboratorijima.
Tim pod vodstvom Bar-Evena uspio je 2020. reprogramirati bakteriju E. coli da se hrani CO2.
Projektom, koji je završio u travnju 2022., također je utvrđeno da bi potencijalna proizvedena energija nadmašila uloženu količinu.
„Dokazali smo da je reakcija moguća”, kaže Martinelli. „Dokazali smo da možemo stvoriti ova goriva iz CO2.”
Čak i nakon otkrića, istraživanja u ovom području nastaviti će se u doglednoj budućnosti u nastojanju da se omogući proizvodnja velikih razmjera.
„Moramo učiniti proces dovoljno učinkovitim da ga možemo upotrebljavati u industrijskim razmjerima, što može trajati godinama”, rekla je Martinelli.
Foto: Dreamstime_
Ispitivanje snage čelika
Drugi istraživački projekt kojega financira EU, STEELANOL, nastoji reciklirati emisije iz industrije čelika, pretvarajući ih na kraju u biogoriva.
Izvan belgijskog grada Genta, daleko od turista u srednjovjekovnom središtu, nalazi se jedan od najvećih emitera CO2 u Belgiji: čeličana koja pripada korporaciji ArcelorMittalu, drugom najvećem proizvođaču metala na svijetu.
Tvornica u Gentu godišnje izbaci više od 9 milijuna tona zagađivača, što je jednako oko 8 % emisija stakleničkih plinova iz cijele Belgije.
U procesu poznatom kao hvatanje i korištenje ugljika (CCU), dio tog plina bogatog ugljikom, kombinacija CO i CO2, hvata se i pumpa u četiri reaktora od kojih je svaki visok 34 metra. Unutra, mikrobi jedu ugljik i pretvaraju ga u etanol, gorivo koje može smanjiti emisije u svemu, od zrakoplova do kozmetike.
„Industriju čelika teško je dekarbonizirati”, rekao je Wim Van der Stricht, odgovoran za CO2 tehnološku strategiju u korporaciji ArcelorMittalu. „Bit će potrebno puno godina. Ova nova tehnologija omogućuje nam da u međuvremenu učinimo nešto korisno s tim emisijama.”
Veliki bioreaktori
Reaktori za fermentaciju plina koji sada pretvaraju emisije ugljika u Gentu izgrađeni su u sklopu projekta STEELANOL i tek su nedavno dovršeni. Svoj prvi etanol proizveli su iz emisije ugljika u lipnju 2023.
Unutar reaktora, pažljivo kalibrirano okruženje podržava žive mikrobe koji se hrane CO2.
„Ovi mikrobi postoje već dugo i možete ih pronaći posvuda u prirodi”, rekao je Van der Stricht. „Mi smo ih, međutim, potaknuli da pretvore emisije ugljika u etanol.”
Proces, koji je razvila američka tvrtka LanzaTech, sličan je fermentaciji kroz koju prolaze određene namirnice poput piva ili sira.
Dok dobiveni etanol može poslužiti kao gorivo za prijevoz, upotreba je potencijalno šira i proteže se na industrije uključujući kozmetičku i industriju plastike.
„Također razgovaramo s kozmetičkim tvrtkama jer žele održivi izvor otapala”, kaže Van der Stricht. „No, naš etanol jednako tako može pomoći da proizvodnja plastike bude ekološki prihvatljivija.”
Ciljevi širenja
Izgradnja industrijske lokacije u Gentu trajala je nekoliko godina, a sam projekt STEELANOL inicijativa je duga gotovo desetljeće, a trajat će do kraja ožujka 2024.
Premda je u okviru projekta proizveden prvi etanol, trebat će vremena za povećanje proizvodnje. Do završetka projekta STEELANOL, lokacija bi trebala proizvoditi oko 80 milijuna litara etanola godišnje.
Međutim, povećanje će biti izazov, prema Van der Strichtu.
„Moramo održavati idealno okruženje za mikrobe”, rekao je. „Oni zahtijevaju temperaturu od otprilike 37 °C. A baš kao i ljudi trebaju vitamine i minerale, koje trebamo dodati procesu. Kontinuirano pratimo i optimiziramo bioreaktore.”
Uz tehnološka pitanja, regulatorna će također igrati ulogu u razvoju goriva iz CO2.
Utvrđivanje hoće li se goriva proizvedena CCU procesima kvalificirati kao održiva često je padalo u sivu zonu, ometajući tvrtke u razvoju tehnologije.
„Proteklih nekoliko godina oko toga je vladala velika neizvjesnost”, rekao je Van der Stricht.
Predstojeće ažuriranje zakonodavstva o obnovljivoj energiji unijet će više jasnoće u industriju. Ako se suzakonodavci EU-a slože ojačati odredbe o CCU gorivima i njihovoj ulozi u smanjenju emisija, bit će spremni za još jedan korak naprijed u Europi.
„Idemo naprijed velikom brzinom”, kaže Martinelli. „Prije deset godina nismo znali je li to izvedivo u tim razmjerima. Danas vidimo kako prve tvornice postaju stvarnost.”
Autor TOM CASSAUWERS
Istraživanja u ovom članku financira EU.
Više informacija
Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.
