Dyrk alger og giv dem saltvand - så skal I få masser af biobrændstof

Biobrændstof behøver ikke lægge beslag på landbrugsarealer til fødevarer, mener amerikanske forskere. En genmodificeret blågrønalge trives i saltholdigt vand helt uden kunstgødning og giver dobbelt så meget biobenzin som majs dyrket på samme areal.

En ny løsning er på vej, som klarer biobrændstoffernes etiske problem - at råstofferne består af efterspurgte fødevarer i en verden med sultne befolkninger.

Forskere fra Texas University i USA har genmanipuleret en cyanobakterie, også kaldet blågrønalger, der kan bruges som et nyt og praktisk råstof.

Texas er netop stedet, hvor store mængder spiselig majs hvert år omsættes til biodiesel. Det sker til stor glæde for de lokale landmænd, som derved får væsentligt flere penge for deres majshøst, men til skade for klodens fattige befolkninger, fordi kombinationen af dårlig høst og brugen af fødevarer til biobrændstof får madpriserne til at stige voldsomt.

Med et gen fra en eddikebakterie kan blågrønalgen producere store mængder sukker, der kan forarbejdes nemt til ethanol.

På University of Texas har professor R. Malcolm Brown Jr. og dr. David Nobles Jr. frembragt en modificeret cyanobakterie, som kan producere sukker, nærmere betegnet glucose og sucrose. Og sukkeret kan forarbejdes til ethanol.

Den nye, sukkerproducerende evne er opnået ved at indsætte celluloseproducerende gener fra en eddikebakterie, Acetobacter Xylinum.

Men faktisk er det overraskende, at bakterien direkte udskiller store mængder glucose og sucrose. Det var nemlig kun ambitionen, at den skulle fremstille cellulose, hvilket den da også gør.

Bakterien producerer en forholdsvis ren, gel-agtig cellulose, som nemt kan omdannes til glucose.

»Problemet med cellulose fra planter er, at det er sværere at nedbryde, fordi det er krystallinsk og blandet med lignin og andre stoffer. De normalt store omkostninger ved at fremstille ethanol og biobrændstof ud af cellulose kommer af, at det kræver enzymer og mekanisk bearbejdning at nedbryde cellulosen. De omkostninger er man helt fri for, hvis man bruger cyanobakterien,« siger David Nobles i en pressemeddelelse.

Kollegaen Malcolm Brown lægger vægt på et helt andet argument for at skifte hest:

»Presset er stort på majsfarmerne for, at de skal dyrke majs til brændstof. Og den samme efterspørgsel efter sucrose presser nu Brasilien til at åbne regnskoven og øge produktionen af sukkerrør. Men det dur ikke, for vi får aldrig regnskoven tilbage.«

For at sammenligne mulighederne, har de to forskere beregnet, at hvis USA's samlede transportsektor kørte på majs-diesel, ville det kræve, at næsten hele Midtvestens vidtstrakte prærie blev opdyrket med majs. Det svarer til godt to millioner kvadratkilometer.

Men kun halvdelen af arealet ville være nødvendigt, hvis samme mængde ethanol blev produceret med den modificerede cyanobakterie.

Og det er endda kun begyndelsen, for laboratorietests viser, at produktiviteten kan øges 17 gange. Dermed kommer arealkravet ned på 3,5 procent af majs-arealet.

Dertil kommer, at cyanobakterier ikke behøver værdifuld landbrugsjord. De klarer sig fint i saltholdigt vand og helt uden kunstgødning.

Cyanobakterier behøver ikke blive slået ihjel for at høste sukkeret. De kan renses og udsættes igen.

Dokumentation

Den videnskabelige artikel i forskermagasinet Cellulose
Pressemeddelelse fra University of Texas

Kommentarer (23)

Det lyder som noger med perspektiv i det her. Jeg synes at det løser nogle problemer som f.eks. elbiler ikke løser.

1.) Det er i sandhed vedvarende energi
2.) Forbrændingsmoter fantikere brokker sig ikke over at køre på ethanol og derfor vil det sikkert møde mindre modstand.
3.) Som et af ekspert spørgsmålene her på ing.dk nævner så vil dyrkelse af biobrændstof afgrøder til en vis grad ødelægge jorden hvis man ikke passer på. Det undgår man her.
4.) Det ser ud til at blive væsenligt billgere.

Jeg kan ikke rigtigt komme på nogen problemer med det. Er der nogen der kan?

  • 0
  • 0

Ja Casper. Hvordan skal de i praksis dyrkes?
Det er ret store arealer man skal have dækket med en eller anden form for algefyldt solfanger.
Jeg synes det lyder lidt svært at implementere i praksis, men jeg bifalder at man gør forsøget.

Mht. til brint vs. ethanol, så har ethanol jo den fordel at det kan fyldes på den eksisterende vognpark i et vist omfang og i større omfang med så opdateringer af den dominerende teknologi.

  • 0
  • 0

Hej Claus.

Ved ethanol-løsningen skal kulhydraterne først omdannes til alkohol.

Hvis algerne derimod fremstiller brint, skal brinten vel blot "opsamles".

Så der må skulle bruges en proces mere ved ethanol-fremstillingen end ved brint. Om den ekstra proces koster energi, ved jeg ikke. Men det er da mere besværligt.

Fagolk må kunne svare på, om brint fremstillet af alger eller alkohol fremstillet af alger udnytter energien bedst.

Venlig hilsen
Jan Hervig Nielsen

Ideudvikler på 2 projekter

Min prøveballon: http://ing.dk/debat/101083
VW Polo TDI BlueMotion: http://ing.dk/debat/101933
Opfinder: www.daffo.dk
Trafiksikkerhed: www.euroncap.com

  • 0
  • 0

Det koster energi at omdanne biomasse til ethanol. Dels er der et tab af kulstof (der dannes ethanol og CO2 ved forgæringen) dels skal der bruges energi til destilation, omrøring osv.

Det vil sansynligvis også koste energi at opsamle brinten. Vi kan jo ikke transportere den rundt i balloner... Hvis det skal komprimeres koster det meget energi, hvis man kan finde en smart kemisk løsning (brintpillen?) koster det måske mindre.

For vi har et nogenlunde sikkert bud på hvordan de to muligheder helt præcist skal implementeres er det svært at sige hvilken er mest energieffektiv.

Jeg så lige at danske forskere også er igang med alger: http://www.berlingske.dk/article/20080425/...

  • 0
  • 0

Hej Claus.

Tak for dit svar.

Det er et alletiders debat-forum, synes jeg. Her er jo både ikke-fagfolk som mig og så fagfolk.

Jeg har stor glæde af at være på dette forum, da det er seriøst og da man får gode svar.

venlig hilsen Jan, Ideudvikler

  • 0
  • 0

Anlægsudgifterne til at lave et sterilt anlæg, og til at lave en majsmark er mere end 1 til 17. Dertil kommer at landmanden ikke bruger nær så mange timer på 17 hektar majs som en tekniker skal bruge på at vedligeholde et anlæg på en hektar.

Der er et og andet som ikke stemmer.

  • 0
  • 0

Hej Claus.

Du skriver: "Det vil sansynligvis også koste energi at opsamle brinten. Vi kan jo ikke transportere den rundt i balloner... Hvis det skal komprimeres koster det meget energi, hvis man kan finde en smart kemisk løsning (brintpillen?) koster det måske mindre".

Jeg kommer til at tænke på indlæg i en anden tråd. Det var vist en tråd om trykluftbilen.

Så vidt som jeg husker, var der en brandmand, der mente, at nogle bestemte beholdere under tryk kunne være sikre nok.

Og en anden fik en ide. Det var noget med at lade en anden luftart end almindelig luft være i trykluft-bilen. Jeg tror sgu, at han nævnte brint.

Hvis man følger debattørens ide kan man sætte brint under tryk i en tank. Den derved opsamlede energi frigøres ved trykluft-bilens princip.

Derefter kan selve brinten bruges i en brændselscelle.

Med andre ord slår man 2 fluer med et smæk; du har en kombineret trykluft/brint-bil.

Jeg har ikke viden nok til at vurdere, om debattørens ide kan fungere. Men måske var det en ide. Hvad er din mening om dette Claus?

Venlighilsen Jan, Ideudvikler på projekter

  • 0
  • 0

Hej.
Men ville det ikke være langt bedre at sætte gener ind, som skaber protein/proteiner, der skaber brint?

Det ville være langt bedre at algerne producerer f.ex. methan (eller at omdanne algerne til kulbrinter direkte ved pyrolyse). Man kan syntetisere andre kemikalier fra methan / kulbrinter.

Brint er s.j.v. mere vanskeligt at omdanne til noget fornuftigt som kan transporteres, håndteres og - ikke at forglemme - også laves til plastic.

  • 0
  • 0

Det ville være langt bedre at algerne producerer f.ex. methan (eller at omdanne algerne til kulbrinter direkte ved pyrolyse). Man kan syntetisere andre kemikalier fra methan / kulbrinter.

Metan, enig. Man kan undre sig over at teknologien til at lave metan udfra vores rigelige gyllemængder ikke får mere opmærksomhed (og midler). Det virker jo et oplagt sted at starte ihvetfald udfra et dansk perspektiv. Pyrolyse vil jeg godt se et energiregnskab for inden jeg klapper.

Jan, det er lidt uden for mit område (kemi og bioteknologi med tryk på bio), men jeg kan godt lide ideen om at bruge brinten to gange. Du skal dog være opmærksom på at brint fylder noget mere komprimeret end ved de kemiske lagringsmetoder der på tale. Det skal trykluft effekten kunne opveje før det bliver interessant. Umiddelbart har jeg lidt svært ved at tro at brændselscellen bruger brint så hurtigt at trykluft bidraget fra det flow batter nok. Om man rent mekanisk kan kombinere de to ting aner jeg ikke.

  • 0
  • 0

Hvad nu hvis fremgangsmåden medfører, at kuldioxid, der ellers var opløst i havvand overføres til brændbar biomasse, uden at den ved forbrændingen af denne dannede kuldioxid føres tilbage til havet igen?

  • 0
  • 0

Der er vel ikke tale om at de skal dyrkes i havet? Så bliver de da noget svære at holde styr på... Og høste for den sags skyld.
Jeg forstiller mig et lukket system hvor de får CO2 fra luften. Gerne beriget med den CO2 der dannes når man oparbejder sukkerstofferne til ethanol.

  • 0
  • 0

Det handler vel om at dyrke disse alger i marker ala rismarker. I ved hvor hele marken er fuld af vand. Jeg ved ikke om teknikken kræver sterile omgivelser men alger plejer nu at være ret hårdføre.

Jeg har dog fundet en anden problemstilling:
Det er meget fint at algerne kan dyrkes i saltvand; så belaster man ikke vandforsyningen. Men hvor vil man gøre af alt det salt som efterhånden bliver aflejret når vandet fordamper og nyt tilføres? På det eller andet tidspunkt er der intet der kan leve der og det er jo ret katastrofalt hvis det gøres ved store områder.

  • 0
  • 0

Jeg ved ikke om teknikken kræver sterile omgivelser men alger plejer nu at være ret hårdføre.

Så vidt jeg tyde af artiklen udskilles kulhydraterne af algecellerne (vs. ophobes intracellulært). Derfor vil jeg mene de skal dyrkes sterilt (rettere: monokultur). Ellers vil fremmede bakterier mv. simpelhen æde sukkerstofferne inden de kan høstes.

Jeg forstiller mig derfor et lukket system som minder om en solfanger. Vandet skal cirkulere så sukker og døde algeceller kan blive skildt fra.
Ikke helt enkelt at stille op på enorme arealer...

  • 0
  • 0

Jeg synes det er en god pointe at endda 17 til 1 gange højere effektivitet ikke nødvendigvis slår konventionelt landbrug af pinden. En mulig løsning kunne være følgende: Jeg så for nylig en filmstump på nettet hvor man lod en alge-suppe cirkulere igennem nogen hængende plastikposer med et sindrigt rørsystem, ophængt i et drivhus. Det så simpelt ud, og krævede kun en lille investering. Hvis poserne blev til-algede, ville jeg sende dem på det decentrale kraftvarmeaffaldsforbrændingsværk.

Faktisk ville jeg her argumentere for at hele bio-ethanol-fremgangen er spild af energi. I stedet for at sætte gærceller til at fermentere plantematerialet, og derefter destillere en 14% vand-alkohol-blanding op til en 95% (som er en meget energi-krævende proces) med alle de videre komplikationer dette indebærer, ville jeg simpelthen brænde hele baduljen af i et kraftvarmeværk med det samme. Man kan høste frø og strå sammen, uden separation bliver tingene endnu mere effektive. CO2-regnskabet er neutralt og energiudvindingen ligger på 85% i danske kraftvarmeværker (el+varme). Og så kan man lære at køre el-bil i stedet for med forbrænding.

  • 0
  • 0

Pointen med bioethanol er at det kan erstatte olie til transport. Det er rigtigt at det vil være nemmere at brænde det hele af - men det kan vi ikke (endnu) køre på.

Desuden snakkes der om at man kan udvikle G2 konceptet til produktion af alle mulige organiske forbindelser - ikke kun til brændstof.

Mvh Søren

  • 0
  • 0

Jeg så for nylig en filmstump på nettet hvor man lod en alge-suppe cirkulere igennem nogen hængende plastikposer med et sindrigt rørsystem, ophængt i et drivhus. Det så simpelt ud, og krævede kun en lille investering.

Jeg så netop det samme på CNN her til aften og jeg tror faktisk, at det netop var dette projekt som omtales ovenfor. Plastikposerne lignede dem som man kan købe til isterninger - de her var blot ca. 1,5 x 3 meter store og hang på lange rækker i meget simple metalstativer i et drivhus. Den grønne algesuppe blev pumpet langsomt rundt i poserne for at sikre cirkulation. Sådanne "drivhusparker" pynter næppe i landskabet, men de fleste af vores grøntsager bliver allerede dyrket under lignende forhold i Spanien (suk!) og dette her anlæg kunne så placeres ude i en øde ørken. Jeg tror billedet af kæmpe rismark-lignende søer med grøn suppe er forkert - der er meget smartere løsninger på vej!

/Anders

  • 0
  • 0

Faktisk ville jeg her argumentere for at hele bio-ethanol-fremgangen er spild af energi. I stedet for at sætte gærceller til at fermentere plantematerialet, og derefter destillere en 14% vand-alkohol-blanding op til en 95% (som er en meget energi-krævende proces) med alle de videre komplikationer dette indebærer, ville jeg simpelthen brænde hele baduljen af i et kraftvarmeværk med det samme.

Her tror jeg det er vigtigt at vi skelner mellem tør biomasse (f.eks. halm) og våd biomasse som algerne. Jeg tror hurtigt man kan få brugt mere energi på at separere og tørre til kraftvarme brug end man bruger på at gære og destilere.
Iøvrigt tror jeg på sigt man vil anvende en bedre vand ethanol separations teknik. Her et bud:

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=A...

  • 0
  • 0

Plastikposerne lignede dem som man kan købe til isterninger - de her var blot ca. 1,5 x 3 meter store og hang på lange rækker i meget simple metalstativer i et drivhus. Den grønne algesuppe blev pumpet langsomt rundt i poserne for at sikre cirkulation. Sådanne "drivhusparker" pynter næppe i landskabet, men de fleste af vores grøntsager bliver allerede dyrket under lignende forhold i Spanien (suk!) og dette her anlæg kunne så placeres ude i en øde ørken. Jeg tror billedet af kæmpe rismark-lignende søer med grøn suppe er forkert - der er meget smartere løsninger på vej!

Nu kræver det ikke dem mest avanceret teknik at dyrke søsalat, bare vandet er lavt. Mange steder i verden er der lavt vand, over store områder.

  • 0
  • 0

Jeg så på et tidspunkt en udsendelse i fjernsynet, hvor man nævnte, at man i en stor sø (ferskvand, i afrika tror jeg) havde problemer med for megen opblomstring af netop "søsalat". Det var nogle grønne planter som lignede åkander.
Jeg har siden tænkt på, om man ikke kunne udnytte disse forretningsmæssigt, f.eks. som biobrændsel eller til biogas fremstilling.
Når de allerede gror godt der, og de i forvejen er en plage, så er der da god ide i at "høste" dem.
Med hensyn til de genmodificerede blågrønne alger, så kan jeg sagtens forestille mig, at de kan blive en trussel mod havmiljøet generelt, hvis de slipper ud og har overlevelsesevne i den frie natur.
Omvendt vil en steril kultur hurtigt kunne blive ødelagt/inficeret af andre mikrober, da "sukkerlagen" må være "mums" for andre mikrober, og de enorme arealer vil være svære at holde fuldkommen sterile.

  • 0
  • 0

Hej Per

Det er nu ikke søsalat, men vandhyacint. Det er en amerikansk ferskvandsoplante, der er blevet indført til Victoriasøen, muligvis som prydplante i haveanlæg. Her har den ingen fjender og stortrives. I kan læse mere her: http://www.information.dk/15348 Nogle søkøer lever udelukkende af vandhyacinter.

Få kilometer fra hvor jeg bor, var der for nogle år siden en der prøvede at vandrense med en anden plante kaldet vandpest. Planterne skulle så bruges som bioenergi. Den er også amerikansk, men er nu en plage især i Sydeuropa, men også i Danmark. Den er velkendt fra akvarier. Kan googles. Projektet var EU-støttet, men firmaet er nu gået konkurs.

  • 0
  • 0

Alger såsom søsalat har meget tynde cellevæge, og kan derfor nemmer høstes, end flercellede planter..

Og så udnytter de omkring 4 gange så meget af solens energi som højere planter gør. Man må kunne bygge nogle bioreaktorer i Gobiørkenen mv.

  • 0
  • 0