(Phys.org) - Een nieuwe studie toont aan dat plantenetende micro-organismen die zich in kolenbedden bevinden, plantaardige koolhydraten kunnen omzetten in aardgas, mogelijk een duurzame, schone manier van energieopwekking.

Al meer dan een eeuw, steenkoollagen zijn niet alleen een bron van steenkool, maar ook van aardgas. Tot voor kort, men dacht dat het aardgas in kolenlagen miljoenen jaren geleden werd gevormd, tegelijkertijd werd de steenkool zelf gevormd. In recente jaren, echter, wetenschappers hebben ontdekt dat er micro-organismen zijn die momenteel in steenkoollagen leven die zich voeden met de koolwaterstoffen in de steenkool, en daarbij de steenkool omzetten in aardgas.

Helaas, zodra het aardgas uit de kolenlagen uit de bronnen wordt gepompt, het raakt binnen een paar jaar snel uitgeput. Onderzoek heeft aangetoond dat deze uitputting optreedt omdat de micro-organismen geen biologisch beschikbare koolstof uit de steenkool hebben - in wezen, ze hebben niets meer te eten. Hoewel er verschillende pogingen zijn geweest om de micro-organismen te biostimuleren met extra voedingsstoffen, uiteindelijk hebben de micro-organismen nog steeds biologisch beschikbare koolstof uit de steenkool nodig om aardgas te blijven produceren.

Nu in een nieuwe studie gepubliceerd in Natuurcommunicatie , onderzoekers Zaixing Huang et al., van de Universiteit van Wyoming en de Taiyuan University of Technology, hebben onderzocht of de micro-organismen die in steenkoollagen leven hun eetlust zouden kunnen vergroten om naast steenkool ook plantaardige koolhydraten te consumeren.

De onderzoekers vonden dat, toen hun dieet werd aangevuld met koolhydraten uit gewassen zoals luzerne, wissel gras, miscanthus, en suikerbieten, de micro-organismen verhoogden de productie van aardgas. Dit is de eerste keer dat is aangetoond dat micro-organismen die in steenkoollagen leven, iets anders dan steenkool kunnen omzetten in aardgas.

"Het grootste belang van het onderzoek is om aan te tonen dat hernieuwbaar aardgas kan worden geproduceerd in geologische formaties met ongekende schaalbaarheid en ondertussen de concentratie van atmosferische kooldioxide kan verminderen, "Huang vertelde" Phys.org . "Er is de mogelijkheid om de mate van zware afhankelijkheid van fossiele brandstoffen als primaire energie te verminderen en daarmee de mogelijkheid om de opwarming van de aarde te verminderen."

Zoals de onderzoekers uitleggen, het nieuwe proces heeft niet alleen het potentieel om de totale productiesnelheid van aardgas uit kolenlagen te verhogen, maar ook om dit op een CO2-neutrale of zelfs CO2-negatieve manier te doen, dat wil zeggen, het proces kan meer koolstof opnemen dan het vrijgeeft. Wanneer de micro-organismen steenkool als voedselbron gebruiken, het uit de steenkool geproduceerde aardgas wordt als koolstofpositief beschouwd, zoals de steenkool al miljoenen jaren in de aarde was opgesloten.

Anderzijds, wanneer de micro-organismen planten als voedselbron gebruiken, het aardgas wordt als CO2-neutraal beschouwd omdat de planten de kooldioxide in de atmosfeer pas zeer recent hebben opgevangen en gefixeerd in plantaardige biomassa (via fotosynthese). Verder, een deel van de koolstof die in de steenkoollagen wordt geïnjecteerd, is in de vorm van kooldioxidegas. Omdat het poreuze oppervlak van steenkool het een sterke affiniteit geeft voor het adsorberen van gassen, de kolenlagen dienen effectief als een koolstofafvang- en opslagfaciliteit. In dit geval, het proces kan koolstofnegatief worden.

Algemeen, de onderzoekers verwachten dat het gebruik van plantaardige koolhydraten als alternatieve koolstofbron voor steenkool een schonere brandstof kan bieden dan fossiele brandstoffen - zowel steenkool als de momenteel geproduceerde vorm van aardgas. Met koolstofkredieten, het proces kan ook economisch haalbaar zijn, die kan helpen de kloof tussen fossiele brandstoffen en hernieuwbare energiebronnen te overbruggen.

In de toekomst, de onderzoekers zijn van plan de nieuwe methode te demonstreren op testlocaties over de hele wereld.

"De volgende stap is om ons te concentreren op demonstratieprojecten in het veld om de toepasbaarheid van de technologie in kolenlagen te evalueren, Huang zei. "Het uiteindelijke doel is om de technologie volledig te ontwikkelen zodat deze universeel kan worden gebruikt, ook voor andere geologische formaties. Ik hoop dat de technologie kan worden geïmplementeerd en ontwikkelingslanden kan helpen deze betaalbare, schone hernieuwbare energie op de lange termijn. Verschillende locaties (VS en Azië) zijn geselecteerd als kandidaten voor velddemonstraties. Voorlopige studies en karakteriseringen van deze sites zijn begonnen."

© 2017 Fys.org