Odpady + Bakterie = Paliwo?

W filmie "Powrót do przyszłości" doktor grany przez Christophera Lloyda jako paliwa do swojego samochodu - wehikułu czasu - używa śmieci, np. ogryzków po jabłkach czy skórek po bananach, które wrzuca do reaktora w aucie. Naukowcy są już blisko tego, by podobna wizja przyszłości się ziściła. Sposób na paliwo z odpadów organicznych nie jest już wcale pomysłem niemożliwym do zrealizowania.

Opowiada o tym w rozmowie z PAP Justyna Lesiak, która robi doktorat na Politechnice Monachijskiej w Niemczech i uczestniczyła tam w projekcie ClostNet. W jego ramach doktorantka badała trzy gatunki bakterii Clostridium. Organizmy te - występujące np. w ziemi i zupełnie niegroźne dla człowieka - prowadząc fermentację, przekształcają cukry znajdujące się w bioodpadach m.in. w butanol - alkohol, który może zastąpić benzynę.

"Butanol rozważany jest jako najlepsza dotychczas znana bioalternatywa dla benzyny" - powiedziała Lesiak. Wyjaśniła, że przy spalaniu tego alkoholu powstaje niemal tyle samo energii, co przy spalaniu benzyny. W dodatku ma podobną temperaturę zapłonu co benzyna i liczbę oktanową (w skrócie - jest tak samo odporna na samozapłon), więc alkohol ten można bez problemu mieszać z benzyną, a nawet używać zamiast tradycyjnego paliwa w samochodzie, nie narażając pojazdu na szwank.

Pokazał to już amerykański wynalazca David Ramey. Prawie dekadę temu przejechał z Ohio do Kalifornii (nieco ponad 3,5 tys. km) używając jako paliwa w swoim starym aucie jedynie butanolu wyprodukowanego dzięki Clostridium. "Jak na tak długą podróż, samochód miał się po niej nieźle" - oceniła Lesiak. Zwróciła przy tym uwagę, że od czasu tego wyczynu naukowcy wiedzą już o wiele więcej o produkcji butanolu przez mikroorganizmy.

Ciągle jednak jako biopaliwo stosuje się etanol produkowany przez drożdże. Nie jest to jednak rozwiązanie idealne. Lesiak wyjaśniła, że etanol jest związkiem mniej energetycznym niż benzyna. "Na litrze alkoholu etylowego przejedziemy mniej więcej 2/3 tego, co na litrze benzyny" - zaznaczyła badaczka. Poza tym etanol ma wyższą temperaturę zapłonu niż benzyna, a jeśli w paliwie miałby być większy dodatek etanolu niż do tej pory (ok. 5-10 proc.), trzeba byłoby przebudowywać silniki, aby się nie psuły. Innym minusem etanolu jest sposób jego produkcji - drożdże muszą być karmione sacharozą, którą pozyskuje się z buraka cukrowego czy trzciny. Tak więc trzeba wydzielić odpowiedni areał na hodowlę roślin pod biopaliwa. "To marnowanie ziemi, którą można by przeznaczyć pod uprawę żywności i paszy" - podkreśliła rozmówczyni PAP.

Tymczasem bakterie, które produkują butanol, nie są aż tak wybredne jak drożdże. Aby je nakarmić, wystarczą odpady organiczne - np. takie, które powstają przy produkcji żywności.

Badaczka uważa, że z Clostridium skorzystać mogłyby np. browary czy destylarnie whisky. "Odpady po produkcji alkoholi trzeba zutylizować. To jest koszt. Jeśli zakłady mogą uniknąć tego kosztu, to już jest świetnie. A tu przy okazji z odpadów można by było produkować biopaliwo" - powiedziała Justyna Lesiak.

Badania nad zastosowywaniem bakterii z gatunków Clostridium trwają od wielu lat. "Pracujemy nad tym, by bakterie były coraz bardziej wydajne" - podkreśliła Lesiak. Dodała, że jest jeszcze wiele elementów w produkcji butanolu, które można by było usprawnić - m.in. sprawić, że mikroorganizmy będą produkowały więcej butanolu, a mniej innych związków i że bakterie nie będą traciły energii na procesy spowalniające fermentację.

"Wyobraźmy sobie, że obieramy ziemniaki, obierki zawijamy w papier, oddajemy firmie zajmującej się mikrobiologiczną produkcją biopaliwa, a w zamian dostajemy tanie, ekologiczne i wydajne paliwo do samochodu. Nie jest to już tak bardzo odległa wizja" - przekonywała Lesiak.

Ludwika Tomala (PAP)