Hvordan oliespisende mikrober kunne revolutionere energiovergangen [Video]

Som enhver surdejsbrødsentusiast kan bevidne, lever gavnlige mikrober overalt omkring os. Skøn tyder på, at Jorden havner så mange som en billion mikrobielle arter. Mange gør vores liv bedre og sætter os i stand til at gøre alt fra at fermentere fødevarer til at syntetisere humant insulin.

Disse muligheder tiltrak sig Tara Karimis opmærksomhed, en akademisk forsker med speciale i biologisk inspirerede teknologier. Hendes bror, Moji Karimi, arbejdede med et firma, der ønskede at sekventere DNA'et fra mikrober, der lever i olie- og gasbrønde. Begge søskende Karimi brændte for bæredygtighed; da deres professionelle liv krydsede hinanden, begyndte de at tænke på, hvordan deres viden om videnskab og teknologi kunne hjælpe med at vende klimaændringerne.

I sidste ende førte deres samarbejde til Cemvita Factory, en bioteknologisk startup, de grundlagde i 2017. I dag er deres fokus at bringe bioteknologi til energiomstillingen med applikationer som at udnytte mikroskopiske organismer til at omdanne kuldioxid til noget andet, udvinde lithium fra ler eller festmåltid på olie, hvilket ville være enormt gavnligt i den globale indsats for at dekarbonisere.

At samle en mikrobiel hær

Olieudvinding er en iboende faldende proces. Efterhånden som der produceres mere olie, falder trykket under overfladen, og det er typisk at lade 20 % til 50 % af olien være uindvundet. Cemvita så disse slutstadie reservoirer som ideelle til at teste mikrobers effekt på kulbrinter, og dets tværfaglige team havde den idé at lede efter mikrober, der omdanner den resterende olie til et andet nyttigt produkt.

Processen involverede screening af en række mikrober for at se, hvad de kunne gøre og identificere, hvilke der kunne være i stand til at tilpasse sig og overleve i et oliefelt. Under processen fandt de en stamme af mikrober, der kunne producere brint, når de indtog olie. Moji, Cemvitas administrerende direktør, regnede med, at disse mikrober måske kunne udføre en udpræget moderne form for alkymi - at forvandle sort guld til det, han kaldte "guldbrint."

"Vores team elsker opdagelse. Det er det smukke ved forskningen: Man starter med at løse én udfordring, og så afdækker man noget større.”

At forstyrre energiomstillingen

Brintopdagelsen var ingen tilfældighed. Cemvitas kerneopgave er at lære af naturen og udvikle teknologier, der fungerer i harmoni med den. "Vores team elsker opdagelse," siger Tara, Cemvitas CTO. "Det er det smukke ved forskningen: Du starter med at løse en udfordring, og så afslører du noget større."

Bevidstheden om mikrober, der fordøjer kulbrinter, er ikke ny. De spillede en nøglerolle i begrænser de økologiske skader af Exxon Valdez olieudslip i 1980'erne og fordøje blandingen af ​​råolie og naturgas, der lækkede fra BP's Macondo-brønd i 2010. I laboratoriet testede Cemvita-holdet fætre til disse mikrober for at finde stammer, der er hårdføre nok til at overleve i de anaerobe underjordiske miljøer, hvor forskerne ønskede at sende dem .

"Når vi tjekkede disse kasser, følte vi, at vi havde et skud på at producere brint til en pris af mindre end en dollar per kilo," siger Moji. Denne økonomi ville sætte Cemvitas guldbrint på niveau med brint fremstillet af naturgas. For at sætte den bedrift i perspektiv lancerede det amerikanske energiministerium i 2021 Brintskud— et initiativ, der sigter mod at nå dollar-per-kilo-prisen inden for et årti.

En overbevisende vej til udvikling

Som enhver ny teknologi vil en bred anvendelse af Cemvitas løsning kræve tillid fra potentielle investorer og partnere. Mitsubishi Heavy Industries har investeret i virksomheden som en del af dets strategiske fokus på at identificere og fremskynde dekarboniseringsmuligheder. "At udvikle og fjerne risikoen for de innovative teknologier, der vil katalysere energiomstillingen, er et stort fokus for os, især med hensyn til udvikling af kulstof- og brintværdikæder," siger Ricky Sakai, Senior Vice President for Investment & Business Development hos Mitsubishi Heavy Industries Amerika.

"Biofremstilling under overfladen kan ende med at generere en helt ny industri af brintefterforskning og -produktion."

Olie- og gasselskaber har stærke incitamenter til at samarbejde med Cemvita. De lukkede brønde og udtappede oliefelter Cemvita mål til felttestning er i det væsentlige forpligtelser for efterforsknings- og produktionsselskaber. At omdanne den resterende olie til brint tilbyder en måde at forlænge levetiden for brønde, der er blevet afskrevet.

"Konventionelle brønde, der er boret i porøse sandstens- og kalkstensformationer mellem 1920'erne og 1990'erne, har ofte 20% til 50% af deres kulbrinter stadig på plads," siger Moji. "Vi tænker på det som en kilde til virkelig billige råvarer, vi kunne bruge."

I det næste år eller deromkring vil Cemvita Factory lede efter lommer, der kan give de 30 til 50 tons guldbrinte om dagen, som det vil tage for at være kommercielt levedygtige på dagens marked. Virksomheden vurderer, at disse kommercielle opsætninger kan køre i 10 til 15 år, før de udtømmer de eksisterende reservoirer. Og alene i USA anslår den, at mere end 100,000 brønde opfylder de oprindelige kriterier.

Efterhånden som brintøkonomien udvikler sig, kan det blive mere økonomisk at holde olie i jorden og lade mikrober omdanne den til brint end at pumpe den ud. "Biofremstilling under overfladen kan ende med at generere en helt ny industri inden for brintefterforskning og -produktion," siger Moji. "Vi skal bare have en fod ind ad døren og åbne den."

Relateret indhold

Investeringslektioner fra en Energy Tech Scout

Råd til unge ingeniører: Hold øje med det store billede

Elektriske køretøjer skaber en hurtig bane for energilagringssystemer