Как микробите, които се хранят с масло, могат да революционизират енергийния преход [Видео]

Както всеки любител на хляба с квас може да потвърди, полезните микроби живеят навсякъде около нас. Оценките показват, че Земята крие колкото един трилион микробни видове. Много правят живота ни по-добър, позволявайки ни да правим всичко - от ферментиране на храни до синтезиране на човешки инсулин.

Тези възможности привлякоха вниманието на Тара Карими, академичен изследовател, специализиран в биологично вдъхновени технологии. Нейният брат Моджи Карими работи с компания, която искаше да секвенира ДНК на микроби, живеещи в нефтени и газови кладенци. И двамата братя и сестри Карими бяха страстни за устойчивостта; когато професионалният им живот се пресича, те започват да мислят за начините, по които познанията им в областта на науката и технологиите могат да помогнат за обръщане на изменението на климата.

В крайна сметка тяхното сътрудничество доведе до Cemvita Factory, биотехнологичен стартъп, който те основаха през 2017 г. Днес техният фокус е да внесат биотехнологиите в енергийния преход с приложения като използване на микроскопични организми за превръщане на въглеродния диоксид в нещо друго, извличане на литий от глина или пиршество върху петрола, което би било изключително полезно в глобалните усилия за декарбонизация.

Натрупване на микробна армия

Добивът на петрол по своята същност е западащ процес. Тъй като се произвежда повече нефт, подповърхностното налягане спада и е типично 20% до 50% от нефта да остане неизвлечен. Cemvita видя тези крайни резервоари като идеални за тестване на ефекта на микробите върху въглеводородите и неговият мултидисциплинарен екип имаше идеята да търси микроби, които трансформират остатъчното масло в друг полезен продукт.

Процесът включва скрининг на набор от микроби, за да се види какво могат да направят и да се определи кои от тях биха могли да се адаптират и оцелеят в нефтено поле. По време на процеса те откриха щам микроби, които могат да произвеждат водород, докато консумират петрол. Моджи, главен изпълнителен директор на Cemvita, реши, че тези микроби може да са в състояние да извършат ясно изразена модерна форма на алхимия – превръщайки черното злато в това, което той нарече „златен водород“.

„Нашият екип обича откритията. Това е красотата на изследването: започвате с решаването на едно предизвикателство, а след това разкривате нещо по-голямо.“

Нарушаване на енергийния преход

Откриването на водорода не е случайно. Основната мисия на Cemvita е да се учи от природата и да разработва технологии, които работят в хармония с нея. „Нашият екип обича откритията“, казва Тара, технически директор на Cemvita. „Това е красотата на изследването: започвате с решаването на едно предизвикателство, а след това разкривате нещо по-голямо.“

Осъзнаването на микробите, които усвояват въглеводородите, не е ново. Те изиграха ключова роля в ограничаване на екологичните щети на нефтения разлив на Exxon Valdez през 1980-те години на миналия век и смилане сместа от суров нефт и природен газ, изтичащи от кладенеца Макондо на BP през 2010 г. В лабораторията екипът на Cemvita тества братовчедите на тези микроби, за да открие достатъчно издръжливи щамове, за да оцелеят в анаеробните среди под повърхността, където учените искаха да ги изпратят .

„След като проверихме тези полета, почувствахме, че имаме шанс да произвеждаме водород на цена по-малко от един долар на килограм“, казва Можи. Тези икономии биха поставили златния водород на Cemvita наравно с водорода, произведен от природен газ. За да постави това постижение в перспектива, през 2021 г. Министерството на енергетиката на САЩ стартира Водороден изстрел— инициатива, целяща да достигне цената на долар за килограм в рамките на едно десетилетие.

Убедителен път към развитие

Като всяка нова технология, широкото приемане на решението на Cemvita ще изисква доверие от потенциални инвеститори и партньори. Mitsubishi Heavy Industries инвестира в компанията като част от стратегическия си фокус върху идентифицирането и ускоряването на възможностите за декарбонизация. „Разработването и намаляването на рисковете на иновативните технологии, които ще катализират енергийния преход, е основен фокус за нас, особено по отношение на разработването на вериги за стойност на въглерода и водорода“, казва Рики Сакай, старши вицепрезидент по инвестиции и бизнес развитие в Mitsubishi Heavy Industries Америка.

„Подземното биопроизводство може да доведе до създаването на изцяло нова индустрия за проучване и производство на водород.“

Петролните и газовите компании имат силни стимули да си партнират с Cemvita. Затворените кладенци и извлечените петролни полета, които Cemvita цели за полеви тестове, са по същество задължения за компаниите за проучване и производство. Превръщането на останалия петрол във водород предлага начин за удължаване на живота на отписаните кладенци.

„Конвенционалните кладенци, пробити в порести пясъчни и варовикови образувания между 1920-те и 1990-те години на миналия век, често имат 20% до 50% от въглеводородите си все още на място“, казва Моджи. „Мислим за това като за източник на наистина евтина суровина, която можем да използваме.“

През следващата година или повече Cemvita Factory ще търси джобове, които биха могли да произвеждат 30 до 50 тона златен водород на ден, които ще са необходими, за да бъдат търговски жизнеспособни на днешния пазар. Компанията изчислява, че тези комерсиални съоръжения могат да работят от 10 до 15 години, преди да изчерпят съществуващите резервоари. И само в САЩ тя изчислява, че повече от 100,000 XNUMX кладенци отговарят на първоначалните критерии.

С развитието на водородната икономика може да стане по-икономично да се държи петрол в земята и да се оставят на микробите да го превръщат във водород, отколкото да се изпомпва. „Подземното биопроизводство може да доведе до създаването на изцяло нова индустрия за проучване и производство на водород“, казва Можи. „Просто трябва да влезем във вратата и да я отворим.“

Свързани съдържание

Инвестиционни уроци от разузнавач на енергийни технологии

Съвет за млади инженери: Дръжте под око голямата картина

Електрическите превозни средства създават бърза лента за системи за съхранение на енергия