Jak by mikrobi požírající ropu mohli způsobit revoluci v energetickém přechodu [Video]

Jak může potvrdit každý nadšenec kváskového chleba, všude kolem nás žijí prospěšní mikrobi. Odhady naznačují, že se na Zemi nachází přístavy až bilion mikrobiální druhy. Mnohé nám zlepšují život a umožňují nám dělat vše od fermentace potravin až po syntézu lidského inzulínu.

Tyto možnosti přitáhly pozornost Tary Karimi, akademické výzkumnice specializující se na biologicky inspirované technologie. Její bratr Moji Karimi spolupracoval se společností, která chtěla sekvenovat DNA mikrobů žijících v ropných a plynových vrtech. Oba sourozenci Karimiovi byli nadšení pro udržitelnost; když se jejich profesní životy protnuly, začali přemýšlet o tom, jak by jejich znalosti vědy a techniky mohly pomoci zvrátit změnu klimatu.

Jejich spolupráce nakonec vedla k Cemvita Factory, biotechnologickému startupu, který založili v roce 2017. Dnes je jejich cílem přivést biotechnologie k energetickému přechodu s aplikacemi, jako je využití mikroskopických organismů k přeměně oxidu uhličitého na něco jiného, ​​extrahování lithia z hlíny nebo hodování. na ropu, což by bylo nesmírně přínosné v celosvětovém úsilí o dekarbonizaci.

Shromáždění mikrobiální armády

Těžba ropy je ze své podstaty klesající proces. Jak se vyrábí více ropy, klesá podpovrchový tlak a je typické, že 20 až 50 % ropy zůstává nevyužito. Společnost Cemvita viděla tyto nádrže v konečné fázi jako ideální pro testování účinku mikrobů na uhlovodíky a její multidisciplinární tým měl nápad hledat mikroby, které přeměňují zbytkový olej na další užitečný produkt.

Proces zahrnoval screening řady mikrobů, abychom zjistili, co mohou dělat, a identifikovali, kteří z nich by se mohli přizpůsobit a přežít v ropném poli. Během procesu našli kmen mikrobů, kteří by mohli produkovat vodík, když spotřebovávali ropu. Moji, generální ředitel společnosti Cemvita, usoudil, že tito mikrobi by mohli být schopni provádět výrazně moderní formu alchymie – přeměňovat černé zlato na to, co nazval „zlatý vodík“.

„Náš tým miluje objevování. Je to krása výzkumu: Začnete vyřešením jedné výzvy a pak odhalíte něco většího.“

Narušení energetického přechodu

Objev vodíku nebyla náhoda. Hlavním posláním Cemvity je učit se od přírody a vyvíjet technologie, které s ní fungují v souladu. „Náš tým miluje objevování,“ říká Tara, CTO společnosti Cemvita. "Je to krása výzkumu: Začnete vyřešením jedné výzvy a pak odhalíte něco většího."

Povědomí o mikrobech, kteří tráví uhlovodíky, není nic nového. Hráli klíčovou roli v omezení ekologických škod úniku ropy Exxon Valdez v 1980. letech a trávení směs surové ropy a zemního plynu unikající z vrtu BP Macondo v roce 2010. V laboratoři tým Cemvita testoval bratrance těchto mikrobů, aby našel kmeny dostatečně odolné, aby přežily v anaerobních podpovrchových prostředích, kam je chtěli vědci poslat. .

„Jakmile jsme zkontrolovali tyto krabice, měli jsme pocit, že máme šanci vyrábět vodík za cenu méně než jeden dolar za kilogram,“ říká Moji. Tato ekonomika by postavila zlatý vodík Cemvity na roveň vodíku vyrobenému ze zemního plynu. Abychom tento čin uvedli na pravou míru, v roce 2021 spustilo americké ministerstvo energetiky Výstřel vodíku—iniciativa, jejímž cílem je dosáhnout ceny dolaru za kilo během deseti let.

Strhující cesta k rozvoji

Jako každá nová technologie bude široké přijetí řešení Cemvity vyžadovat důvěru potenciálních investorů a partnerů. Mitsubishi Heavy Industries do společnosti investovalo v rámci svého strategického zaměření na identifikaci a urychlení příležitostí k dekarbonizaci. „Vývoj a odstranění rizik z inovativních technologií, které budou katalyzovat energetický přechod, je pro nás hlavním cílem, zejména pokud jde o rozvoj uhlíkových a vodíkových hodnotových řetězců,“ říká Ricky Sakai, senior viceprezident pro rozvoj investic a obchodu ve společnosti Mitsubishi Heavy Industries. Amerika.

"Podpovrchová biovýroba by mohla skončit vytvořením zcela nového odvětví průzkumu a výroby vodíku."

Ropné a plynárenské společnosti mají silné pobídky k partnerství s Cemvitou. Zakryté vrty a vytěžená ropná pole Cíle Cemvita pro testování v terénu jsou v podstatě závazky pro průzkumné a těžební společnosti. Přeměna zbývající ropy na vodík nabízí způsob, jak prodloužit životnost vrtů, které byly odepsány.

„Konvenční vrty vrtané do porézních pískovcových a vápencových útvarů mezi 1920. a 1990. lety 20. století mají často 50 až XNUMX % svých uhlovodíků stále na svém místě,“ říká Moji. "Myslíme na to jako na zdroj skutečně levné suroviny, kterou bychom mohli použít."

Zhruba v příštím roce bude Cemvita Factory hledat kapsy, které by mohly poskytnout 30 až 50 tun zlatého vodíku denně, což bude zapotřebí, aby bylo na dnešním trhu komerčně životaschopné. Společnost odhaduje, že tato komerční nastavení by mohla běžet 10 až 15 let, než vyčerpají stávající nádrže. A jen v USA odhaduje, že více než 100,000 XNUMX vrtů splňuje její původní kritéria.

Jak se vodíková ekonomika vyvíjí, může být ekonomičtější držet ropu v zemi a nechat ji přeměnit mikroby na vodík, než ji odčerpávat. „Podpovrchová biovýroba by mohla skončit vytvořením zcela nového odvětví průzkumu a výroby vodíku,“ říká Moji. "Potřebujeme jen dostat nohu do dveří a otevřít je."

Související obsah

Investiční lekce od energetického technického průzkumníka

Rada pro mladé inženýry: Sledujte velký obraz

Elektromobily vytvářejí rychlý pruh pro systémy skladování energie