Så kan biobränsleproduktionen bli mer effektiv

I studien, som är gjord av professor Jens Nielsen, Yongjin Zhou och Eduard Kerkhoven, vid Institutionen för Biologi och bioteknik, utvärderas de hinder som måste övervinnas för att tillverka kolväten ur biomassa som ett reellt alternativ till fossila bränslen.

– Vår studie lyfter fram de senaste framstegen och potentialen inom biobränsle. Detta är speciellt intressant för beslutsfattare och forskningsfinansiärer. Den identifierar även var mer forskning krävs. Så vårt arbete kan också vara ett stöd när det gäller fördelning av forskningsfinansiering, säger Eduard Kerkhoven.

Måste bli effektivare för att konkurrera med fossila bränslen
Idag är det tekniskt möjligt att producera biobränslen från förnybara resurser genom att använda mikrober som jäst och bakterier som små cellfabriker.

För att kunna konkurrera med fossila bränslen måste processen bli mycket effektivare. Men att höja effektiviteten hos mikrobiella cellfabriker är en dyr och tidskrävande process, därför är en snabb utveckling av cellfabriken ett av de viktigaste målen.

Professor Jens Nielsen och hans forskargrupp är världsledande inom jästteknik och att utveckla och använda datormodeller för jästens metabolism, det vill säga ämnesomsättning. De är även kända för sin forskning kring människans ämnesomsättning, åldrande och sjukdomar. Deras upptäckter och teknikutveckling kan även tillämpas för att tillverka nya kemikalier och biobränslen. I artikeln ”Barriers and opportunities in bio-based production of hydrocarbons” utvärderar forskarna produktion av olika biobränslen med hjälp av en sådan datormodell för jästmetabolism.

Effektiv omvandling av biomassa
– Vi har teoretiskt räknat på maximala produktionsvinster och jämfört med vad som för närvarande är möjligt i labbmiljö. Det finns fortfarande en stor potential för att förbättra processen, säger Eduard Kerkhoven.

Det andra stora hindret är en effektiv omvandling av biomassa, som växter och träd, till sockerarter som kan användas i cellfabrikerna.

– Om denna omvandling kan göras mer effektivt skulle det vara möjligt att använda restmaterial från skogsindustrin eller grödor som avsiktligt odlas för biobränslen, för att producera helt förnybart biobränsle, säger Eduard Kerkhoven.

Biobränsle viktigt för tunga transporter
Han understryker hur viktigt biobränsle kommer att vara i framtiden.

– Medan personbilar i framtiden primärt kommer att vara eldrivna, så är biobränslen avgörande för tyngre transportformer som flyg och lastbilar. The International Energy Agency förutspår att 27 procent av de globala tunga transporterna drivs av biobränslen år 2050.

Även stora oljebolag som Preem och Total säger att förnybara biobränslen spelar en viktig roll i framtiden. I sitt ”Sky Scenario” räknar Shell med att biobränslen står för 10 procent av all global energianvändning i slutet av detta århundrade. Det ligger i linje med vad vår forskning visar, sammanfattar han.

Artikeln
Yongjin J. Zhou, Eduard J. Kerkhoven och Jens Nielsen i Nature Energy: ”Barriers and opportunities in bio-based production of hydrocarbons”

Kontakt
Eduard Kerkhoven, forskare och projektledare, Institutionen för Biologi och bioteknik, Chalmers, eduardk@chalmers.se
Jens Nielsen, professor, kvantitativ systembiologi, avdelningschef för Systembiologi, Institutionen för Biologi och bioteknik, Chalmers, nielsenj@chalmers.se