En enhed tang indeholder mere potentiel ethanol end majs eller switchgras. En ny teknologi hjælper med at fremme den omfattende brug af tang til biobrændstoffer.
I januar 2012 offentliggjorde forskere i Berkeley, Californien i tidsskriftet Videnskab resultaterne af en metode, de udviklede til at skabe biobrændstof fra tang. De siger, at denne metode gør tang til en udfordrer til at forsyne verden med "reel vedvarende biomasse."
Adam Wargacki og kolleger på Bio Architecture Lab - hvis websted er her - genetisk konstrueret af en ny stamme af E. coli-bakterier, som kan fodre på sukkerarterne, der findes i brun tang og omdanne sukkerne til ethanol. Før dette gennembrud, selvom det vokser hurtigt, er tang ikke blevet brugt til biobrændstof, fordi få organismer kan forbruge det sukker, som tang producerer. Og ethanolproduktion kræver det forbrug af sukker. For at fremstille biobrændstof skal sukker tilføres bakterier, der omdanner sukkeret til ethanol.
Brun tang vokser under vand på en af BALs chilenske akvabrug. Billedkredit: Bio Architecture Lab
Mange mener, at brug af tang til biobrændstofproduktion giver et løfte. Brug af tang til biobrændstof overvinder arealanvendelse og energiske begrænsninger for den aktuelle biobrændstofproduktion. Når majs bruges til at producere ethanol, opstår der debatter om fødevarer kontra jordbrug. At dyrke en brændstofskilde i havet omgår denne debat. Der er heller ikke behov for ferskvandsressourcer, når tang vokser.
På toppen af at omgå etiske spørgsmål om arealanvendelse indeholder tang også nej lignin. Lignin er en af de mest rigelige organiske molekyler på Jorden. Dette molekyle er et komplekst netværk af carbonatomer, som planter konstruerer i deres cellevægge for at hjælpe med at give planter struktur og støtte. Den yderligere fordel ved lignin til planter er, at selvom det er et stort molekyle, indeholder det meget lidt energi. Lignins kompleksitet og lave energi betyder, at ikke mange organismer kan fordøje det. Derfor fungerer lignin som en afskrækkende virkning for organismer, der ønsker at spise planter. Hårdt træagtige strukturer fyldt med lignin er vanskelige for bakterier eller svampe at infiltrere og forbruge den overflod af energi, der er indeholdt i planternes biomasse.
Fordi det ikke har lignin, er mere af tang-biomassen tilgængelig til at producere ethanol. Derfor indeholder hver enhed af tang mere potentiel ethanol end majs eller switchgras.
Forskerne drøftede deres forskning i 20. januar 2012-udgaven af videnskab.
Imidlertid kaldes den primære form for sukker i disse tang alginat. Desværre var der ingen kendte bakteriearter, der kunne omdanne alginat til ethanol. I modsætning til lignin, der er lavt i energi, indeholder alginat den energi, der er nødvendig for at fremstille ethanol.
I januar 2012 meddelte BAL-forskere, at de havde oprettet en genetisk modificeret bakterie, der havde det rigtige cellulære maskineri til at omdanne alginat til ethanol. Ethanolen oprettes i en lignende proces som at fremstille øl. Alginatsukkerne føres til bakterierne i et miljø uden ilt. Hvis der var ilt, ville bakterier omdanne sukkeret til kuldioxid, de samme ting, som mennesker gør, når vi spiser mad.
I fravær af ilt, fermenterer bakterier imidlertid sukkeret og producerer ethanol i stedet.
Hvad betyder det? Det betyder, at forskerne på Bio Architecture Lab har stillet en ny kilde til ethanol - tang - til rådighed, der producerer mere brændstof end planter med lignin og ikke kræver at konvertere noget land væk fra fødevareproduktion.
Tang er en form for alger, og andre forsøg er også på at bruge alger til at fremstille ethanol. Billede via rechargenews.com
Tang er en form for alger, og der er også andre forsøg på at bruge alger til at producere brændstof. I modsætning til forskere på BAL, fokuserer andre forskere på at bruge mikroalger - som er mikroskopiske alger, der findes i både ferskvands- og havsystemer. Mikroalger omdanner sollys eller sukker til olie i deres celler. Disse olier ligner andre almindelige vegetabilske olier, såsom soja eller raps, og kan derefter raffineres til brændstoffer som biodiesel, grøn diesel og jetbrændstof.
Når de dyrkes i lyset, præsenterer disse olierige alger en et-trins vej mod vedvarende transportbrændstoffer (dvs. sollys omdannes direkte til olie). Nogle mikroalger kan imidlertid også dyrkes i mørke tanke og fodres sukker, ligesom E. coli, der er konstrueret af BAL, eller mere almindeligt gær. Så må man spørge, givet en fast mængde sukker, vil du hellere fodre sukkeret til gær eller E. coli og fremstille ethanol - eller fodre det til alger, der fremstiller olie? I sidste ende skal der foretages en omhyggelig undersøgelse af effektiviteten af disse processer og de forskellige energiindgange, de har brug for. F.eks. Kræver mikroalgalieproduktion energiintensiv luftning af algerne; dog kan genanvendelsen af ethanolproduktet fra gæring muligvis kræve mere energi end brugt til olieforarbejdning. Udfordringen for begge disse fremgangsmåder er at udvinde mere energi fra algerne end der bruges til at dyrke algerne og udvinde brændstoffet.
Brun tang. Billede via University of Karachi, Pakistan
Nederste linje: Adam Wargacki og kolleger ved Bio Architecture Lab i Berkeley, Californien har genetisk konstrueret en ny stamme af E. coli-bakterier, der kan fodre på sukkerarterne, der findes i brun tang og omdanne sukkerne til ethanol. De siger, at denne metode gør tang til en "konkurrent" til at forsyne verden med "reel vedvarende biomasse." De offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Videnskab i januar 2012.