Як мікробы, якія сілкуюцца нафтай, могуць зрабіць рэвалюцыю ў энергетычным пераходзе [Відэа]

Як можа пацвердзіць любы аматар хлеба з закваскі, карысныя мікробы жывуць вакол нас. Ацэнкі паказваюць, што Зямля дае гавані цэлых трыльён відаў мікробаў. Многія паляпшаюць нашае жыццё, дазваляючы рабіць усё: ад ферментацыі ежы да сінтэзу чалавечага інсуліну.

Гэтыя магчымасці прыцягнулі ўвагу Тары Карымі, акадэмічнага даследчыка, які спецыялізуецца на біялагічных тэхналогіях. Яе брат Модзі Карымі працаваў з кампаніяй, якая хацела вызначыць секвенцыю ДНК мікробаў, якія жывуць у нафтавых і газавых свідравінах. Абодва браты і сёстры Карымі былі захопленыя ўстойлівым развіццём; калі іх прафесійнае жыццё перасеклася, яны пачалі думаць пра тое, як іх веды ў галіне навукі і тэхнікі могуць дапамагчы змяніць кліматычныя змены.

У рэшце рэшт, іх супрацоўніцтва прывяло да Cemvita Factory, біятэхналагічнага стартапа, які яны заснавалі ў 2017 годзе. Сёння яны засяроджаны на пераходзе біятэхналогій у энергетычны пераход з дапамогай такіх прыкладанняў, як выкарыстанне мікраскапічных арганізмаў для пераўтварэння вуглякіслага газу ў нешта іншае, здабывання літыя з гліны або пір на нафту, што было б надзвычай карысна ў глабальных намаганнях па дэкарбанізацыі.

Назапашванне мікробнай арміі

Здабыча нафты па сваёй сутнасці працэс заняпаду. Па меры таго, як здабываецца больш нафты, падземны ціск падае, і, як правіла, недабытай застаецца ад 20% да 50% нафты. Кампанія Cemvita палічыла гэтыя рэзервуары канчатковай стадыі ідэальнымі для праверкі ўздзеяння мікробаў на вуглевадароды, і яе міждысцыплінарнай групе прыйшла ў галаву ідэя шукаць мікробы, якія ператвараюць рэшткі нафты ў іншы карысны прадукт.

Працэс уключаў у сябе скрынінг шэрагу мікробаў, каб даведацца, што яны могуць зрабіць, і вызначыць, якія з іх могуць адаптавацца і выжыць на нафтавым радовішчы. Падчас працэсу яны выявілі штам мікробаў, якія могуць вырабляць вадарод, калі яны спажываюць нафту. Модзі, генеральны дырэктар Cemvita, палічыў, што гэтыя мікробы могуць выконваць выразна сучасную форму алхіміі - ператвараць чорнае золата ў тое, што ён назваў "залатым вадародам".

«Наша каманда любіць адкрыцці. Гэта прыгажосць даследавання: вы пачынаеце з рашэння адной задачы, а потым адкрываеце нешта большае».

Парушэнне энергетычнага пераходу

Адкрыццё вадароду не было выпадковасцю. Асноўная місія Cemvita - вучыцца ў прыроды і распрацоўваць тэхналогіі, якія працуюць з ёй у гармоніі. «Наша каманда любіць адкрыцці, - кажа Тара, тэхнічны дырэктар Cemvita. «Гэта прыгажосць даследавання: вы пачынаеце з рашэння адной задачы, а потым адкрываеце нешта большае».

Усведамленне мікробаў, якія пераварваюць вуглевадароды, не новае. Яны адыгралі ключавую ролю ў абмежаванне экалагічнай шкоды разліву нафты Exxon Valdez у 1980-я гады і пераварванне сумесь сырой нафты і прыроднага газу, які выцякае са свідравіны Macondo кампаніі BP у 2010 годзе. У лабараторыі каманда Cemvita правярала стрыечных братоў гэтых мікробаў, каб знайсці штамы, дастаткова цягавітыя, каб выжыць у анаэробных падземных асяроддзях, куды навукоўцы хацелі іх адправіць .

«Пасля таго, як мы паставілі галачкі ў гэтыя скрынкі, мы адчулі, што ў нас ёсць магчымасць вырабляць вадарод па цане менш за даляр за кілаграм», — кажа Модзі. Такая эканоміка паставіла б залаты вадарод Cemvita ў адзін шэраг з вадародам, атрыманым з прыроднага газу. Каб паказаць гэты подзвіг у перспектыве, у 2021 годзе Міністэрства энергетыкі ЗША запусціла Вадародны стрэл— ініцыятыва, накіраваная на дасягненне цаны ў доларах за кілаграм на працягу дзесяці гадоў.

Пераканаўчы шлях да развіцця

Як і любая новая тэхналогія, шырокае ўкараненне рашэння Cemvita запатрабуе даверу з боку патэнцыяльных інвестараў і партнёраў. Mitsubishi Heavy Industries інвеставала ў кампанію ў рамках сваёй стратэгічнай арыентацыі на выяўленне і паскарэнне магчымасцей дэкарбанізацыі. «Распрацоўка і памяншэнне рызыкі інавацыйных тэхналогій, якія будуць каталізаваць энергетычны пераход, з'яўляецца для нас галоўнай задачай, асабліва з пункту гледжання развіцця вугляродных і вадародных ланцужкоў стварэння кошту», - кажа Рыкі Сакаі, старшы віцэ-прэзідэнт па інвестыцыях і развіцці бізнесу ў Mitsubishi Heavy Industries. Амерыка.

«Падземная біявытворчасць можа скончыцца стварэннем цэлай новай галіны разведкі і вытворчасці вадароду».

Нафтагазавыя кампаніі маюць моцныя стымулы для партнёрства з Cemvita. Закрытыя свідравіны і выведзеныя нафтавыя радовішчы, якія Cemvita плануе правесці на палявых выпрабаваннях, па сутнасці, з'яўляюцца абавязацельствамі кампаній па разведцы і здабычы. Ператварэнне пакінутай нафты ў вадарод прапануе спосаб падоўжыць тэрмін службы свідравін, якія былі спісаны.

«Звычайныя свідравіны, прасвідраваныя ў порыстых пяшчаніках і вапняковых пластах паміж 1920-мі і 1990-мі гадамі, часта маюць ад 20% да 50% вуглевадародаў, якія ўсё яшчэ знаходзяцца на месцы», - кажа Модзі. «Мы разглядаем гэта як крыніцу сапраўды таннай сыравіны, якую мы маглі б выкарыстоўваць».

У наступным годзе або каля таго завод Cemvita будзе шукаць кішэні, якія маглі б вырабляць ад 30 да 50 тон залатога вадароду ў дзень, што спатрэбіцца, каб быць камерцыйна жыццяздольным на сучасным рынку. Паводле ацэнак кампаніі, гэтыя камерцыйныя ўстаноўкі могуць працаваць ад 10 да 15 гадоў, перш чым яны вычарпаюць існуючыя рэзервуары. І толькі ў ЗША, паводле ацэнак, больш за 100,000 XNUMX свідравін адпавядаюць першапачатковым крытэрыям.

Па меры развіцця вадароднай эканомікі можа стаць больш эканамічным захоўваць нафту ў зямлі і дазваляць мікробам ператвараць яе ў вадарод, чым выпампоўваць. «Падпаверхневая біявытворчасць можа скончыцца стварэннем цэлай новай галіны разведкі і вытворчасці вадароду», — кажа Модзі. «Нам проста трэба ўвайсці ў дзверы і адкрыць іх».

Дадатковы кантэнт

Інвестыцыйныя ўрокі разведчыка энергетычных тэхналогій

Парада маладым інжынерам: сачыце за агульнай карцінай

Электрамабілі ствараюць хуткую паласу для сістэм захоўвання энергіі