Южнокорейские учёные научились производить бензин с помощью генетически модифицированных бактерий

«Пока производственная эффективность довольно низкая, однако значение этих исследований заключается в том, что с помощью генетически модифицированных бактерий удалось получить бензин. Мы продолжим исследования с целью поиска путей повышения эффективности нашего метода», - заявил руководитель научной группы профессор Ли Сан Об. Эти бактерии, полученные в Корейском институте передовой науки и технологий, способны поглощать глюкозу и выделять бензин. В ходе испытаний из одного литра раствора, содержащего такие бактерии, было получено 580 миллиграммов топлива.

Как говорится в сообщении, технология получения топлива с помощью бактерий была разработана в 2010 году в США, однако она позволяла производить только биодизельное топливо или насыщенный углеводород, входящий в состав нефти и природного газа.

Биотопливо Прежде чем оценить важность данного открытия, стоит понять, что же такое биотопливо. Оно получается, как правило, из растительного сырья и делится на биоэтанол и биодизель, так же, как ископаемое топливо для автомобилей делится на бензин и дизтопливо.

Биоэтанол – это спирт, полученный из растительного сырья и смешанный в определенных пропорциях с традиционным бензином. Его энергетическая ценность ниже, чем у обычного бензина, но зато существенно меньше и объем вредных выбросов в атмосферу.

Так, этанол из сахарного тростника, который используется для заправки автомобилей в Бразилии, сокращает выбросы парниковых газов примерно на 80 процентов по сравнению с ископаемыми видами топлива. Биоэтанол, производимый в Северной Америке и Европе, уменьшает количество выбросов на 30-60%.

Самый «неэкологичным» является биоэтанол из кукурузы. При его использовании выделяется на 30% меньше выбросов, чем при использовании ископаемого топлива.

Биодизель – это, по сути, масло, получаемое из рапса, сои или других масличных культур. Биодизель может использоваться как в чистом виде, так и в смеси с дизельным топливом из нефтепродуктов ископаемого происхождения.

Может ли автомобиль ездить на подсолнечном масле Собственно, заправка автомобилей спиртом или маслом, уже давно вышла из разряда экспериментов. Так, еще в 90-е годы болиды гоночной серии IndyCar заправлялись метанолом. Однако из-за того, что данный спирт ядовит и опасен, с 2007 года в этих гонках используется исключительно биоэтанол.

Что касается биодизеля, то он продается в любом супермаркете. Если не верите, то на YouTube есть куча роликов, отвечающих на вопрос «может ли автомобиль ездить на подсолнечном масле».

Биотопливо отнимает еду у людей По данным Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), к 2018 году 13% производимого зерна и 20% растительного масла может быть направлено на производство биотоплива. В США в 2011 году 40% выращенной кукурузы было направлено на производство биоэтанола. С одной стороны, это вызвало рост доходов фермеров и дало толчок развитию сельского хозяйства. С другой стороны, выросли цены на кукурузу и на землю.

Применение технологии вызывает и массу других вопросов. Например, как поступить правительству в неурожайный год – пустить кукурузу на производство автомобильного топлива или на корм скоту и птице?

В итоге получилось так, что цены на продукты питания попали в прямую зависимость от цен на нефть. Из-за того, что от последней зависит стоимость производимого из кукурузы этанола, цены на злак стали диктовать уже производители топлива. Но кукуруза является еще и кормом для животных. А поэтому цена на курицу зависит от цены на баррель нефти.

Распространение биотоплива вызывает опасения и у европейцев. Так, председатель союза немецких пищевиков Юрген Абрахам заявлял, что еще в 2009 году на производство биотоплива в мире было затрачено 142 млн. тонн зерна. По его мнению, каждый заполненный биотопливом бак – это сожженные 15 кг злаков. Этим количеством можно было бы в течение года прокормить почти полмиллиарда человек. По мнению Абрахама, в результате рост цен на молочные продукты может достигнуть 15%, на мясо – 20%.

С ним солидарны и российские эксперты. «В США сейчас в любое топливо, которое американцы используют, в любой бензин - добавляется уже не меньше 10% этанола. Это спирт. Они производят порядка 20 млн тонн этого спирта. И того количества кукурузы, которые они переводят на то, чтобы производить это биотопливо, хватило бы чтобы прокормить всю Африку. Там дети с голоду умирают, и этого количества зерна хватило бы чтобы кормить 400 млн человек, которые там живут», - заявил RT cопредседатель Союза экологических организаций Москвы, главный редактор экологического бюллетеня «Дом природы» Андрей Фролов.

Стоит отметить, что в конце первого десятилетия XXI века на производство биотоплива направлялось 20% от всего выращенного в мире сахарного тростника, 9% зерна и 4% сахарной свеклы. В результате многие международные организации, опасаясь роста цен на продовольствие, призвали правительства тех стран, что субсидируют производство биотоплива, отказаться от этой практики.

Предлагалось также ввести новые критерии определения экологичности биотоплива. По сравнению с нефтью, оно должно производить на 35% меньше вредных выбросов. Повышение этой планки до 40% исключит, например, применение биодизеля из рапса, который всего на 36% экологичнее солярки. Под запретом окажется и биоэтанол из сахарной свеклы – он производит на 35% меньше вредных выбросов, чем обычный бензин.

Выход есть Опасения того, что биотопливо, производимое из сельхозпродукции, приводит к росту цен и нехватке продовольствия, высказывались экспертами уже достаточно давно. Однако отказываться от биотоплива при этом тоже было бы неправильным. Для его производства необходимо использовать что-то, что быстро растет, но при этом не является едой для человека. Например, водоросли. Но не все, а те, что способны накапливать масла.

У водорослей есть определенные преимущества – они быстро наращивают биомассу, растут на протяжении всего года и активно потребляют углекислый газ. Собственно говоря, получать биодизель из водорослей наука уже научилась. Так что проблему получения биодизеля из возобновляемых источников в мире, можно сказать, уже решили.

Сложнее с получением биоэтанола. В принципе, спирт можно изготавливать из любых растительных материалов. Для этого нужны обычные дрожжи. Они сбраживают глюкозу, в результате чего получается этанол и углекислый газ. Но основная проблема дрожжей - они не могут разлагать целлюлозу – фермент глюкозы, из которой состоят клеточные стенки растений.

Поэтому перед учеными стояла задача – создать генно-модифицированные дрожжи, чтобы они могли сначала расщеплять целлюлозу, до олигомерных сахаров - целлодекстринов. А уже затем необходимо подвергнуть сахара сбраживанию. Такая мысль, например, несколько лет назад пришла в голову исследователям из Калифорнийского университета в Беркли и учёным из Тяньцзиньского института индустриальной биотехнологии. Они задались вопросом – как вживить клеткам дрожжей гены целлюлоидных грибов – тех самых, что которые живут на деревьях. Это позволило транспортировать целлодекстрины внутрь клетки, расщеплять их до глюкозы и затем превращать в спирт.

Похоже, что корейским ученым удалось серьезно продвинуться в этом направлении и даже получить первые поллитра бензина. В том, что они и дальше будут развивать эту технологию – сомнений нет: у Южной Кореи нет своих нефтяных месторождений.

Что касается России, то ей тоже придется переходить со временем на биотопливо, не смотря на богатые запасы углеводородов. Так считает директор Института биохимической физики РАН, заведующий кафедрой химической энзимологии МГУ, член-корреспондент РАН Сергей Варфоломеев. По его словам, ранее для повышения октанового числа топлива использовался весьма вредный тетраэтилсвинец. Сейчас это вещество запрещено во всех странах, в том числе и в России. Однако у нас по-прежнему применяется также весьма опасный трибутиловый эфир, от которого отказались уже в Северной Америке и Европе. Альтернативой ему стал этанол.

«Нам никуда не деться, мы будем вынуждены создавать эту индустрию. Надо сказать, что в Советском Союзе такая индустрия была - было 22 завода, которые производили этанол путем гидролиза древесины. Индустрия была разрушена, осталось в стране только два завода, один в Сибири, другой - в Кирове. Эти заводы чувствуют себя сейчас достаточно уверенно. Но главный ресурс лежит в отходах - их невозможно ни во что превратить, кроме как в топливо. Тот же полиэтилен, которым сейчас захламлено всё, превращается в хорошее дизельное топливо. Жидкие отходы сельхозпроизводства перерабатываются в метан. В Швеции, например, все автобусы ездят на метане, который получается из отходов животноводства», - считает Сергей Варфоломеев.