Wetenschap
Moeten we de klimaatverandering bestrijden door het leven zelf opnieuw vorm te geven?
Het leven heeft onze wereld gedurende miljarden jaren getransformeerd, waarbij een dode rots is veranderd in de weelderige, vruchtbare planeet die we vandaag de dag kennen. Maar menselijke activiteit transformeert de aarde momenteel opnieuw, dit keer door het vrijkomen van broeikasgassen die dramatische veranderingen in ons klimaat veroorzaken.
Wat als we de kracht van levende organismen zouden kunnen benutten om de klimaatverandering in toom te houden? Het gebied van de 'engineering biologie', dat gebruik maakt van genetische technologie om biologische hulpmiddelen te ontwikkelen voor het oplossen van specifieke problemen, kan hierbij wellicht helpen.
Misschien wel het meest dramatische succes tot nu toe op dit opkomende terrein zijn de mRNA-vaccins die ons hebben geholpen de COVID-pandemie te doorstaan. Maar technische biologie heeft een enorm potentieel, niet alleen om ons te helpen ons aan te passen aan de klimaatverandering, maar ook om de opwarming te beperken.
In ons nieuwste artikel in Natuurcommunicatie , hebben we enkele van de vele manieren besproken waarop technische biologie de strijd tegen de klimaatverandering kan ondersteunen – en hoe regeringen en beleidsmakers ervoor kunnen zorgen dat de mensheid de vruchten van de technologie plukt.
Kan technische biologie de klimaatverandering helpen bestrijden?
We hebben vier manieren geïdentificeerd waarop technische biologie kan helpen de klimaatverandering te verzachten.
De eerste is het vinden van betere manieren om synthetische brandstoffen te maken die fossiele brandstoffen direct kunnen vervangen. Veel bestaande synthetische brandstoffen zijn gemaakt van hoogwaardige gewassen zoals maïs en sojabonen die anders voor voedsel zouden kunnen worden gebruikt, dus de brandstoffen zijn duur.
Sommige technische biologieonderzoeken onderzoeken manieren om synthetische brandstof te maken uit landbouwafval. Deze brandstoffen zouden goedkoper en groener kunnen zijn, en zo de decarbonisatie kunnen helpen versnellen.
Het zou bijvoorbeeld veel sneller zijn voor luchtvaartmaatschappijen om hun bestaande vloot koolstofarm te maken door over te stappen op synthetische koolstofvrije vliegtuigbrandstoffen, in plaats van te wachten met het vervangen van hun vliegtuigen door nog te ontwikkelen vliegtuigen die op waterstof of batterijen rijden.
De tweede is het ontwikkelen van kosteneffectieve manieren om de uitstoot van broeikasgassen (van industriële faciliteiten, de bouw en de landbouw) op te vangen en dit afval vervolgens te gebruiken voor de "bioproductie" van waardevolle producten (zoals industriële chemicaliën of biobrandstoffen).
De derde is het vervangen van emissie-intensieve productiemethoden. Verschillende bedrijven maken bijvoorbeeld al gebruik van ‘precisiefermentatie’ om synthetische melk te produceren die de methaanemissies van de zuivelindustrie vermijdt. Andere bedrijven hebben microben geproduceerd die beloven stikstof in de bodem vast te leggen en zo het gebruik van meststoffen uit fossiele brandstoffen te helpen verminderen.
De vierde, ten slotte, is het rechtstreeks opvangen van broeikasgassen uit de lucht. Bacteriën die zijn ontworpen om koolstof uit de atmosfeer te verbruiken, of planten die zijn gekweekt om meer koolstof in hun wortels op te slaan, zouden in theorie kunnen helpen het broeikasgasniveau in de atmosfeer te verminderen.
Afgezien van de technologische en economische barrières is het onduidelijk of deze ideeën ooit een sociale licentie zullen krijgen. Gezien het ‘science fiction-achtige’ karakter van sommige van deze opkomende klimaatreacties is het essentieel dat onderzoekers transparant zijn en reageren op de publieke opinie.
Feit of sciencefiction?
Hoe realistisch zijn deze ideeën eigenlijk? Het op de markt brengen van een nieuw product kost tijd, geld en zorgvuldig onderzoek.
Neem bijvoorbeeld zonne-energie. De eerste zonnecel werd in de jaren tachtig van de negentiende eeuw gemaakt en in 1979 werden er zonnepanelen op het dak van het Witte Huis geïnstalleerd, maar het duurde nog vele decennia aan overheidssteun voordat zonne-energie een kostenconcurrerende elektriciteitsbron werd.
De sector technische biologie wordt momenteel overspoeld met investeerderskapitaal. De bedrijven en projecten die de meeste investeringen aantrekken, zijn echter de bedrijven en projecten met de grootste commerciële waarde, doorgaans in de medische, farmaceutische, chemische en agrarische sector.
Daarentegen is het onwaarschijnlijk dat toepassingen waarvan het voornaamste voordeel het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen is, veel particuliere investeringen zullen aantrekken. Synthetische vliegtuigbrandstof is momenteel bijvoorbeeld veel duurder dan traditionele vliegtuigbrandstof, dus er is geen stormloop van particuliere investeerders die de commercialisering ervan willen ondersteunen.
Er zal enige vorm van overheidssteun (of filantropische steun) nodig zijn om de meeste klimaatvriendelijke toepassingen te voeden via het langzame proces van ontwikkeling en commercialisering.
Terug naar het kiezen van winnaars?
Welke technische biologietoepassingen verdienen de hulp van overheden? Op dit moment is het meestal te vroeg om daar iets over te zeggen.
Beleidsmakers zullen voortdurend de sociale en technische voordelen van voorgestelde toepassingen in de ingenieursbiologie moeten beoordelen.
Als technische biologie een belangrijke rol wil spelen in de strijd tegen de klimaatverandering, zullen beleidsmakers er in de loop van de tijd vakkundig mee aan de slag moeten gaan.
Wij zijn van mening dat overheidssteun vijf elementen moet omvatten.
Ten eerste:voortgezette financiering van fundamenteel wetenschappelijk onderzoek dat nieuwe kennis en nieuwe potentiële mitigatie-instrumenten oplevert.
Ten tweede:publieke beraadslaging over toepassingen in de technische biologie. Sommige nieuwe producten, zoals nauwkeurig gefermenteerde synthetische melk, kunnen in de loop van de tijd geaccepteerd worden, ook al lijken ze op het eerste gezicht onaantrekkelijk. Anderen zullen misschien nooit steun krijgen. Om ervoor te zorgen dat dit publieke debat de belangen van de hele mensheid weerspiegelt, zullen lage- en middeninkomenslanden expertise moeten verwerven op het gebied van technische biologie.
In de derde plaats moet de regelgeving afgestemd zijn op het algemeen belang. Regeringen moeten alert zijn op de mogelijkheid dat bestaande industrieën proberen regelgeving te gebruiken om nieuwe concurrenten buiten te sluiten. We kunnen bijvoorbeeld pogingen zien van dierlijke landbouwproducenten om te beperken wie woorden als 'melk' en 'worst' mag gebruiken, of om laboratoriumvlees volledig te verbieden.
Ten vierde:steun de commercialisering en opschaling van veelbelovende technologieën waarvan het belangrijkste voordeel het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen is. Overheden kunnen dit werk rechtstreeks financieren of andere prikkels creëren – zoals CO2-beprijzing, belastingkredieten of milieuregelgeving – die particuliere investeringen winstgevend maken.
In de vijfde plaats moet een langetermijnaankoopbeleid worden overwogen wanneer grootschalige inzet nodig is om de klimaatdoelstellingen te bereiken. De Amerikaanse Inflation Reduction Act biedt bijvoorbeeld onbeperkte belastingkredieten ter ondersteuning van directe luchtafvang. Hoewel deze prikkels niet zijn ontworpen met de technische biologie in gedachten, zijn ze technologisch neutraal en zouden ze dit dus goed kunnen ondersteunen.
Een bio-engineered toekomst in Australië?
Regeringen zijn nu verwikkeld in een mondiale race om hun landen te positioneren als leiders in de opkomende groene economie. De door Australië voorgestelde "toekomst gemaakt in Australië"-wetgeving is slechts één voorbeeld.
Andere regeringen hebben specifieke plannen voor technische biologie. Het Verenigd Koninkrijk heeft vorig jaar bijvoorbeeld £2 miljard (A$3,8 miljard) vastgelegd voor een strategie voor technische biologie, terwijl de Amerikaanse CHIPS and Science Act van 2022 opriep tot de oprichting van een National Engineering Biology Research and Development Initiative.
Als dergelijke interventies economisch en ecologisch succesvol willen zijn, zullen ze moeten werken met zich nog steeds ontwikkelende technologie.
Kunnen beleidsmakers met dit soort onzekerheid werken? Eén benadering is om geavanceerde beoordelingen te ontwikkelen van het potentieel van verschillende technologieën en vervolgens te investeren in een diverse portefeuille, in de wetenschap dat veel van hun weddenschappen zullen mislukken. Of ze zouden technologieneutrale instrumenten kunnen creëren, zoals belastingkredieten en omgekeerde veilingen, en de particuliere sector in staat stellen winnaars te kiezen.
Technische biologie belooft bij te dragen aan een grote stap voorwaarts in de beperking van het klimaat. Of het deze belofte waarmaakt, zal afhangen van de steun van zowel het publiek als de beleidsmakers. Gezien hoe hoog de inzet is, is er voor ons allemaal werk aan de winkel om rekening te houden met het potentieel van deze technologie.