Cum microbii care mănâncă ulei ar putea revoluționa tranziția energetică [Video]

După cum poate atesta orice pasionat de pâine cu aluat, microbii benefici trăiesc peste tot în jurul nostru. Estimările sugerează că Pământul adăpostește cât un trilion specii microbiene. Mulți ne îmbunătățesc viața, permițându-ne să facem totul, de la fermentarea alimentelor până la sintetizarea insulinei umane.

Acele posibilități au atras atenția Tarei Karimi, un cercetător academic specializat în tehnologii de inspirație biologică. Fratele ei, Moji Karimi, a lucrat cu o companie care dorea să ordoneze ADN-ul microbilor care trăiesc în puțurile de petrol și gaze. Ambii frați Karimi erau pasionați de sustenabilitate; când viețile lor profesionale s-au intersectat, au început să se gândească la moduri în care cunoștințele lor despre știință și tehnologie ar putea ajuta la inversarea schimbărilor climatice.

În cele din urmă, colaborarea lor a condus la Cemvita Factory, un startup biotehnologic pe care l-au înființat în 2017. Astăzi, accentul lor este să aducă biotehnologia în tranziția energetică cu aplicații precum valorificarea organismelor microscopice pentru a transforma dioxidul de carbon în altceva, extragerea litiului din argilă sau sărbătoare. asupra petrolului, ceea ce ar fi extrem de benefic în efortul global de decarbonizare.

Strângerea unei armate microbiene

Extracția petrolului este un proces în mod inerent în declin. Pe măsură ce se produce mai mult ulei, presiunea subterană scade și este tipic să lăsați 20% până la 50% din ulei nerecuperat. Cemvita a considerat aceste rezervoare finale ca fiind ideale pentru testarea efectului microbilor asupra hidrocarburilor, iar echipa sa multidisciplinară a avut ideea să caute microbi care transformă uleiul rezidual într-un alt produs util.

Procesul a implicat screening-ul unei game de microbi pentru a vedea ce ar putea face aceștia și a identifica care ar putea fi capabili să se adapteze și să supraviețuiască într-un câmp petrolier. În timpul procesului, au găsit o tulpină de microbi care ar putea produce hidrogen pe măsură ce consumau ulei. Moji, CEO-ul Cemvita, s-a gândit că acești microbi ar putea fi capabili să efectueze o formă distinct de modernă de alchimie - transformând aurul negru în ceea ce el a numit „hidrogen de aur”.

„Echipa noastră iubește descoperirea. Este frumusețea cercetării: începi cu rezolvarea unei provocări și apoi descoperi ceva mai mare.”

Perturbarea tranziției energetice

Descoperirea hidrogenului nu a fost o coincidență. Misiunea de bază a Cemvita este să învețe de la natură și să dezvolte tehnologii care funcționează în armonie cu ea. „Echipa noastră adoră descoperirea”, spune Tara, CTO Cemvita. „Este frumusețea cercetării: începi cu rezolvarea unei provocări și apoi descoperi ceva mai mare.”

Conștientizarea microbilor care digeră hidrocarburile nu este nouă. Au jucat un rol cheie în limitarea daunelor ecologice a scurgerii de petrol Exxon Valdez din anii 1980 și digerând amestecul de țiței și gaze naturale care s-a scurs din puțul Macondo al BP în 2010. În laborator, echipa Cemvita a testat verii acelor microbi pentru a găsi tulpini suficient de rezistente pentru a supraviețui în mediile anaerobe de sub suprafață unde oamenii de știință au vrut să le trimită. .

„Odată ce am bifat aceste casete, am simțit că am avut o șansă de a produce hidrogen la prețul de mai puțin de un dolar pe kilogram”, spune Moji. Aceste economii ar pune hidrogenul de aur al Cemvita la egalitate cu hidrogenul produs din gaze naturale. Pentru a pune această ispravă în perspectivă, în 2021, Departamentul de Energie al SUA a lansat Shot de hidrogen— o inițiativă care urmărește să atingă prețul dolar pe kilogram într-un deceniu.

O cale convingătoare spre dezvoltare

Ca orice tehnologie nouă, adoptarea pe scară largă a soluției Cemvita va necesita încredere din partea potențialilor investitori și parteneri. Mitsubishi Heavy Industries a investit în companie ca parte a concentrării sale strategice pe identificarea și accelerarea oportunităților de decarbonizare. „Dezvoltarea și eliminarea riscurilor tehnologiilor inovatoare care vor cataliza tranziția energetică reprezintă un accent major pentru noi, în special în ceea ce privește dezvoltarea lanțurilor valorice carbon și hidrogen”, spune Ricky Sakai, vicepreședinte senior pentru investiții și dezvoltare a afacerilor la Mitsubishi Heavy Industries. America.

„Biofabricarea subterană ar putea ajunge să genereze o industrie cu totul nouă de explorare și producție de hidrogen.”

Companiile de petrol și gaze au stimulente puternice să asocieze cu Cemvita. Sondele acoperite și zăcămintele de petrol extrase vizate de Cemvita pentru testarea câmpului sunt în principal datorii pentru companiile de explorare și producție. Transformarea petrolului rămas în hidrogen oferă o modalitate de a prelungi durata de viață a puțurilor care au fost anulate.

„Fântânile convenționale forate în formațiuni poroase de gresie și calcar între anii 1920 și 1990 au adesea 20% până la 50% din hidrocarburile lor încă pe loc”, spune Moji. „Ne gândim la asta ca la o sursă de materie primă cu adevărat ieftină pe care am putea-o folosi.”

În următorul an și ceva, Fabrica Cemvita va căuta buzunare care ar putea produce cele 30 până la 50 de tone pe zi de hidrogen de aur de care va fi nevoie pentru a fi viabilă comercial pe piața de astăzi. Compania estimează că acele configurații comerciale ar putea dura 10 până la 15 ani înainte de a epuiza rezervoarele existente. Și numai în SUA, se estimează că peste 100,000 de puțuri îndeplinesc criteriile inițiale.

Pe măsură ce economia hidrogenului evoluează, poate deveni mai economic să păstrați petrolul în pământ și să lăsați microbii să-l transforme în hidrogen decât să-l pompați. „Biofabricarea subterană ar putea ajunge să genereze o industrie cu totul nouă de explorare și producție de hidrogen”, spune Moji. „Trebuie doar să punem un picior în ușă și să o deschidem.”

Legate de conținut

Lecții de investiții de la un cercetător în tehnologia energiei

Sfaturi pentru tinerii ingineri: fiți cu ochii pe imaginea de ansamblu

Vehiculele electrice creează o bandă rapidă pentru sistemele de stocare a energiei