Stavba brouka pro sklizeň ropy

Mikrobi žijící v ropných polích a uhelných slojích by mohli inspirovat nové metody získávání fosilních paliv z hlubin země. To je naděje Ari Patrinos , průkopník genomiky, který pomohl spustit projekt Human Genome Project a nyní je prezidentem Syntetická genomika , biotechnologický startup se sídlem v Marylandu, který založil J. Craig Venter. Cílem společnosti Synthetic Genomics je využít genomiku k vývoji nových energetických technologií. V rámci nového partnerství s ropným gigantem BP bude společnost Synthetic Genomics studovat mikroby, které se přirozeně živí uhlovodíky, aby získala vodítka pro biologické způsoby těžby a zpracování ropy a uhlí.

Mikrobiální obhájce: Ari Patrinos, prezident Synthetic Genomics, je průkopníkem v aplikaci mikrobiální genomiky na energetické problémy. Říká, že mikroby, které se živí uhlovodíky, by mohly nabídnout vodítka k biologickým prostředkům těžby a zpracování ropy a uhlí.

Po několika desetiletích na ministerstvu energetiky (DOE) je Patrinos silným zastáncem používání biotechnologických řešení světových energetických problémů. Pomohl založit DOE’s Joint Genome Institute a vytvořil agenturní program Genomes to Life, který mimo jiné vyvíjí energetické aplikace pro mikroby. Patrinos byl loni odlákán Venterem z DOE. Mluví s Recenze technologie o plánech Synthetic Genomics a budoucnosti biopaliv.

Recenze technologie : Proč se dívat na mikroby jako na zdroje alternativní energie?

Ari Patrinos : Mikrobi jsou virtuosové světa živých. Jsou asi čtyři miliardy let, což je třetina doby existence planety, a vyvinuli obrovskou variabilitu a rozmanitost. Máme se od nich hodně co učit, když čelíme globálnímu oteplování a snažíme se naučit efektivněji využívat naše zdroje.

DĚTI : Jak nám genomika pomáhá využívat rozmanitý funkční repertoár mikrobů?

AP : V důsledku genomiky jsme zjistili, že všude jsou mikrobi, kteří žijí při každé teplotě a tlaku. Mohou přežít při 100násobku atmosférického tlaku a při teplotách téměř 100 stupňů Celsia. Lidé identifikovali mikroby, které vydrží obrovské množství záření. Mikrobi hrají klíčovou roli v uhlíkovém cyklu, přijímají oxid uhličitý v oceánu. Více než 50 procent živé biomasy na této planetě je mikrobiální povahy. To je důvod, proč bychom měli hledat mikroby, aby vyřešili některé z našich problémů. Staly se mimořádně účinnými v životních procesech. Musíme jim porozumět a poté je napodobit pro některé z těchto aplikací.

DĚTI : Synthetic Genomics nedávno uzavřela partnerství s BP. Jaký je důraz této dohody?

AP : Na tomto kontinentu máme obrovské zásoby těžkých olejů, ale jejich těžba je obtížná. Vyžaduje energii a vodu a produkuje hodně oxidu uhličitého. Mohou existovat způsoby, jak využít mikrobiální společenství ke zlepšení kvality ropy, zatímco je stále v podpovrchové oblasti. Podíváme se tedy na mikroby, kteří žijí v uhelných slojích nebo ropných polích a ropných píscích.

DĚTI : Jak to pomůže výrobě paliva?

AP : Představa ropných polí jako rezervoáru, který můžete využít, je naivní. Olej existuje jako matrice v různých vrstvách. Když vyrábíte oleje z vrtů, necháváte za sebou až 50 procent. Už před 30 až 40 lety lidé uvažovali o mikrobiálně vylepšeném získávání ropy – o způsobech, jak by mohli manipulovat s mikroby, aby zvýšili těžbu ropy z vrtů. Ale jejich schopnost objevovat a studovat tyto mikroby byla narušena kvůli primitivním mikrobiologickým nástrojům. To se nikdy nedostalo do komerční praxe, pokud vím.

Máme podstatně přesnější a výkonnější nástroje než naši tehdejší kolegové a máme podezření, že počet a rozmanitost mikrobů, které objevíme, bude mnohem vyšší, než se tehdy předpokládalo.

DĚTI : Co uděláte s mikroby, jakmile budou objeveni?

AP : Možná bychom je mohli použít ke změně hustoty uhlovodíků, jejich rozbití tak, aby byly menší a aby se olej snadněji pohyboval. Nebo by mikrobi mohli změnit vlastnosti povrchové přilnavosti oleje úpravou molekul uhlovodíků.

U uhelných slojí možná existuje způsob, jak ho přeměnit na metan, než těžit uhlí a spalovat ho, což produkuje hodně oxidu uhličitého. [Spalování] metanu produkuje oxid uhličitý, ale také vodík, což je velmi čisté a klimaticky šetrnější palivo. Nakonec možná můžeme spojit produkci metanu s sekvestrací uhlíku, takže čisté uvolnění do atmosféry by bylo nulové.

Existuje dlouhá historie zlepšování kvality oleje pomocí chemie. Většinu toho, co dokáže chemie, lze ale ještě lépe provést biologickými prostředky, které jsou mnohem levnější a ekologičtější. To neznamená, že chemie bude opuštěna. Ale myslím si, že tato revoluce v biologii odhalila, že biochemické cesty budou nakonec nejproduktivnější a mohou tento úkol plnit způsobem šetrnějším k životnímu prostředí. Biochemické reakce lze provádět při nižších teplotách a tlacích a v konečném důsledku mohou mít méně toxických vedlejších produktů.

DĚTI : Takže Synthetic Genomics také hledá mikroby, které dokážou sekvestrovat oxid uhličitý?

AP : Plánujeme to udělat, i když nemohu mluvit přesně do naší ruky.

DĚTI : Před nástupem do Synthetic Genomics jste pracoval v DOE více než 30 let. Změnil se v průběhu let pohled oddělení na biotechnologický přístup k energetickým otázkám?

AP : V DOE byl zájem o biopaliva omezený a byl vnímán jako okrajová aplikace. Větší důraz byl kladen na fyzikální vědy s ohledem na energii. Ale velmi tvrdě jsem prosazoval důležitost biopaliv. Zpočátku jsem nebyl úspěšný, protože ropa je velmi levná. Ale nakonec jsem před několika lety dosáhl jackpotu. V několika projevech o stavu Unie začal prezident Bush, těžař z ropy a zemního plynu, mluvit o naší závislosti na ropě a důležitosti biopaliv. Když jsem to slyšel, věděl jsem, že jsem konečně úspěšný.

DĚTI : Alternativní energie je v současnosti žhavým tématem a získává od vlády a investorů velký zájem – a hotovost. Ale vytratí se toto financování, jakmile ceny plynu klesnou, jak se to stalo dříve?

AP : Stát se to může vždycky, ale myslím si, že teď se to stane méně pravděpodobné než v devadesátých a sedmdesátých letech. I kdyby byla cena ropy mnohem nižší, myslím si, že ve veřejnosti a ve světě politiky existuje všeobecné uznání, že se sluší být nezávislejší, pokud jde o kapalná paliva: stále musíme dovážet 60 procent ropy, kterou konzumovat. Na rozdíl od něčeho ekonomického se z toho stala otázka národní bezpečnosti. Spousta zemí produkujících ropu jsou země, které nás nemají moc rádi. Pocity se mohou měnit všemi možnými směry, takže snížení závislosti na dováženém palivu je velmi důležité.

Také si myslím, že stále více lidí ve světě uznává, že globální změna klimatu je vážnou hrozbou. Body zvratu v klimatickém systému již nejsou hypotetické. Měli bychom začít sčítat pojistku proti změně klimatu, ale to nebude možné, dokud se nebudeme více spoléhat na čistší paliva.

skrýt