Onderzoekers van de Chalmers University of Technology, Zweden, hebben twee belangrijke uitdagingen geïdentificeerd voor de productie van hernieuwbare biobrandstoffen uit goedkope bronnen:het verlagen van de kosten van het ontwikkelen van microbiële celfabrieken, en ten tweede, vaststelling van efficiëntere methoden voor hydrolyse van biomassa tot suikers voor vergisting. Hun studie is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Energie .

De studie, door professor Jens Nielsen, Yongjin Zhou en Eduard Kerkhoven, van de afdeling Systemen en Synthetische Biologie, evalueert de barrières die moeten worden overwonnen om van van biomassa afgeleide koolwaterstoffen een echt alternatief voor fossiele brandstoffen te maken.

"Onze studie is van bijzonder belang voor besluitvormers en onderzoeksfinanciers, omdat het recente ontwikkelingen en het potentieel op het gebied van biobrandstoffen benadrukt. Het geeft ook aan waar meer onderzoek nodig is. Dit kan helpen om prioriteiten te stellen voor welk onderzoek moet worden gefinancierd, ’ zegt Eduard Kerkhoven.

Het is technisch al mogelijk om biobrandstoffen te produceren uit hernieuwbare bronnen door microben zoals gist en bacteriën te gebruiken als kleine celfabriekjes. Echter, om te kunnen concurreren met fossiele brandstoffen, het proces moet veel efficiënter worden. Maar het verbeteren van de efficiëntie van de microbiële celfabrieken is een duur en tijdrovend proces, het versnellen van de ontwikkeling van de celfabriek is dan ook een van de belangrijkste barrières.

Professor Jens Nielsen en zijn onderzoeksgroep zijn wereldleiders in de engineering van gist, en bij de ontwikkeling en toepassing van computermodellen van het metabolisme van gisten - en ook bekend om hun onderzoek van wereldklasse naar het metabolisme van de mens, en onderzoek naar verouderingsprocessen en ziekten. Hun werk informeert hoe gist het beste kan worden ontwikkeld om nieuwe chemicaliën of biobrandstoffen te produceren. In hun artikel, "Barrières en kansen in de biogebaseerde productie van koolwaterstoffen, "De onderzoekers onderzoeken de productie van verschillende biobrandstoffen met behulp van een model van gistmetabolisme.

"We hebben theoretische maximale productieopbrengsten berekend en vergeleken met wat momenteel haalbaar is in het laboratorium. Er is nog steeds een enorm potentieel voor verbetering van het proces, ’ zegt Eduard Kerkhoven.

De andere belangrijke barrière is een efficiënte omzetting uit biomassa, zoals planten en bomen, aan de suikers die door de celfabrieken worden gebruikt. Als deze conversie efficiënter zou worden gemaakt, het mogelijk zou zijn om afvalmateriaal van de bosbouwindustrie te gebruiken, of gewassen die met opzet worden verbouwd voor biobrandstoffen, om een ​​volledig hernieuwbare biobrandstof te produceren. Eduard Kerkhoven merkt op hoe belangrijk biobrandstoffen zullen zijn voor de toekomst.

"In de toekomst, terwijl personenauto's voornamelijk elektrisch zullen zijn, biobrandstoffen zullen van cruciaal belang zijn voor zwaardere vervoerswijzen zoals jets en vrachtwagens. Het Internationaal Energie Agentschap voorspelt dat tegen 2050, 27 procent van de wereldwijde transportbrandstoffen zullen biobrandstoffen zijn. In de tussentijd, Ook grote oliemaatschappijen als Preem en Total voorspellen dat hernieuwbare biobrandstoffen in de toekomst een belangrijke rol zullen spelen. In hun 'Sky Scenario', Shell verwacht dat biobrandstoffen tegen het einde van de eeuw 10 procent van al het wereldwijde eindverbruik van energie zullen uitmaken. Dat sluit ook aan bij ons onderzoek, " concludeert hij.