Wie ölfressende Mikroben die Energiewende revolutionieren könnten [Video]

Wie der Prozess funktioniert, von Mikroben zu gebrauchsfertigem Wasserstoff und sequestriertem CO2.

Cemvita Wie jeder Liebhaber von Sauerteigbrot bestätigen kann, leben überall um uns herum nützliche Mikroben. Schätzungen zufolge beherbergt die Erde bis zu einer Billion mikrobieller Arten. Viele machen unser Leben besser, indem sie es uns ermöglichen, alles zu tun, von der Fermentation von Lebensmitteln bis zur Synthese von menschlichem Insulin.

Diese Möglichkeiten erregten die Aufmerksamkeit von Tara Karimi, einer akademischen Forscherin, die sich auf biologisch inspirierte Technologien spezialisiert hat. Ihr Bruder Moji Karimi arbeitete mit einem Unternehmen zusammen, das die DNA von Mikroben sequenzieren wollte, die in Öl- und Gasquellen leben. Beide Karimi-Geschwister engagierten sich leidenschaftlich für Nachhaltigkeit; Als sich ihre Berufsleben überschnitten, begannen sie darüber nachzudenken, wie ihr Wissen über Wissenschaft und Technologie dazu beitragen könnte, den Klimawandel umzukehren.

Letztendlich führte ihre Zusammenarbeit zu Cemvita Factory, einem von ihnen gegründeten Biotech-Startup In 2017. Heute liegt ihr Fokus darauf, die Biotechnologie mit Anwendungen wie der Nutzung mikroskopisch kleiner Organismen zur Umwandlung von Kohlendioxid in etwas anderes, der Gewinnung von Lithium aus Ton oder dem Genuss von Öl in die Energiewende einzubringen, was für die weltweiten Bemühungen zur Dekarbonisierung von enormem Nutzen wäre.

Eine mikrobielle Armee aufbauen Die Ölförderung ist ein von Natur aus rückläufiger Prozess. Wenn mehr Öl gefördert wird, sinkt der Untergrunddruck und es ist typisch, dass 20 % bis 50 % des nicht rückgewonnenen Öls. Cemvita sah diese Lagerstätten im Endstadium als ideal an, um die Wirkung von Mikroben auf Kohlenwasserstoffe zu testen, und sein multidisziplinäres Team hatte die Idee, nach Mikroben zu suchen, die das Rückstandsöl in ein anderes nützliches Produkt umwandeln.

Der Prozess beinhaltete das Screening einer Reihe von Mikroben, um zu sehen, was sie tun können, und um festzustellen, welche sich möglicherweise anpassen und in einem Ölfeld überleben können. Während des Prozesses fanden sie einen Mikrobenstamm, der beim Verbrauch von Öl Wasserstoff produzieren konnte. Moji, CEO von Cemvita, vermutete, dass diese Mikroben in der Lage sein könnten, eine ausgesprochen moderne Form der Alchemie durchzuführen – schwarzes Gold in das zu verwandeln, was er „Goldwasserstoff“ nannte.

“Unser Team liebt Entdeckungen. Es ist das Schöne an der Forschung: Sie beginnen mit der Lösung einer Herausforderung und entdecken dann etwas Größeres.“

Störung der Energiewende ) Die Entdeckung des Wasserstoffs war kein Zufall. Die Kernaufgabe von Cemvita besteht darin, von der Natur zu lernen und Technologien zu entwickeln, die im Einklang mit ihr arbeiten. „Unser Team liebt Entdeckungen“, sagt Tara, CTO von Cemvita. „Es ist das Schöne an der Forschung: Sie beginnen mit der Lösung einer Herausforderung und decken dann etwas Größeres auf.“

Nach der Entdeckung von Mikroben in der Labor, das Öl verdaut, um Wasserstoff zu produzieren, hat Cemvita sie im Feld getestet, um herauszufinden, welche in einer raueren Umgebung funktionieren – einem unterirdischen Ölreservoir.

Cemvita Das Bewusstsein für Mikroben, die Kohlenwasserstoffe verdauen, ist nicht neu. Sie spielten eine Schlüsselrolle bei der Begrenzung der ökologischen Schäden durch die Ölpest von Exxon Valdez in den 1920s und bei der Verdauung der Rohölmischung Öl und Erdgas lecken aus der Macondo-Bohrung von BP in 2010. Im Labor testete das Cemvita-Team die Cousins ​​dieser Mikroben, um Stämme zu finden, die robust genug sind, um in den anaeroben Umgebungen unter der Oberfläche zu überleben, wohin die Wissenschaftler sie schicken wollten.

„Einmal Als wir diese Kästchen ankreuzten, hatten wir das Gefühl, dass wir eine Chance hatten, Wasserstoff zu Kosten von weniger als einem Dollar pro Kilogramm zu produzieren“, sagt Moji. Diese Wirtschaftlichkeit würde den Goldwasserstoff von Cemvita mit dem aus Erdgas hergestellten Wasserstoff gleichstellen. Um dieses Kunststück ins rechte Licht zu rücken, startete das US-Energieministerium im 2017 den Hydrogen Shot – eine Initiative, die darauf abzielt, den Dollar pro Kilo zu erreichen Preis innerhalb eines Jahrzehnts.

Ein überzeugender Weg zur Entwicklung Wie jeder Neue Technologie, eine breite Akzeptanz der Lösung von Cemvita erfordert Vertrauen von potenziellen Investoren und Partnern. Mitsubishi Heavy Industries hat im Rahmen seiner strategischen Ausrichtung auf die Identifizierung und Beschleunigung von Dekarbonisierungsmöglichkeiten in das Unternehmen investiert. „Die Entwicklung und Risikominderung innovativer Technologien, die die Energiewende beschleunigen werden, ist für uns ein wichtiger Schwerpunkt, insbesondere im Hinblick auf die Entwicklung von Kohlenstoff- und Wasserstoff-Wertschöpfungsketten“, sagt Ricky Sakai, Senior Vice President of Investment & Business Development bei Mitsubishi Heavy Industries Amerika.

„Die unterirdische Bioherstellung könnte am Ende eine ganz neue Industrie der Wasserstoffexploration und -produktion hervorbringen.“

Öl- und Gasunternehmen haben starke Anreize für eine Partnerschaft mit Cemvita. Die verschlossenen Bohrlöcher und erschlossenen Ölfelder, die Cemvita für Feldtests anstrebt, sind im Wesentlichen Verbindlichkeiten für Explorations- und Produktionsunternehmen. Die Umwandlung des verbleibenden Öls in Wasserstoff bietet eine Möglichkeit, die Lebensdauer abgeschriebener Bohrlöcher zu verlängern.

„Herkömmliche Bohrlöcher, die in poröse Sandstein- und Kalksteinformationen zwischen den 1980s und 1920s oft müssen, zu … haben 50% ihrer Kohlenwasserstoffe noch vorhanden“, sagt Moji. „Wir betrachten das als eine Quelle für wirklich billiges Ausgangsmaterial, das wir verwenden könnten.“

Im nächsten Jahr oder so wird Cemvita Factory nach Bereichen suchen, die das 30 Zu 50 Tonnen Goldwasserstoff pro Tag, die benötigt werden, um auf dem heutigen Markt wirtschaftlich rentabel zu sein. Das Unternehmen schätzt, dass diese kommerziellen Anlagen für 15 bis

laufen könnten. Jahre, bevor sie die vorhandenen Stauseen erschöpfen. Und allein in den USA wird geschätzt, dass mehr als 20, Bohrlöcher erfüllen ihre Anfangskriterien.

Wenn sich die Wasserstoffwirtschaft weiterentwickelt, kann sie werden Es ist wirtschaftlicher, Öl im Boden zu halten und es von Mikroben in Wasserstoff umwandeln zu lassen, als es abzupumpen. „Die unterirdische Bioherstellung könnte am Ende eine ganz neue Industrie der Wasserstoffexploration und -produktion hervorbringen“, sagt Moji. „Wir müssen nur einen Fuß in die Tür bekommen und sie öffnen.“

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