基因改造大腸桿菌,助生質能源產量提升 50%

作者 | 發布日期 2013 年 10 月 08 日 14:19 | 分類 能源科技
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在過去幾年原油價格一路飆漲,各國為確保能源不虞匱乏,紛紛發展生質能源產業,希望能握有能源主導權,於是生質能源在大環境的驅使下,曾一度被捧為「綠色黃金」。但當熱潮過後,大家逐漸發現它的產能效益差,導致價格過高,無法與便宜的石化燃料競爭,另外在生產的過程中也會釋放出許多的二氧化碳,因此常有人質疑生產生質能源的正當性。



傳統生質能源的製造方式,主要是將纖維水解酵素與經過前處理的能源作物,如玉米、小麥、甘蔗,進行發酵產生乙醇,但在發酵過程中,有三分之一的碳原子數被用來製造糖,而不是產生乙醇,最後這些碳原子會以二氧化碳的形式釋放出去。

為了解決二氧化碳產生的問題,加州大學洛杉磯分校(UCLA)的研究人員,將各種不同生物的基因拼湊起來,創造出基因改造的大腸桿菌(E. coli bacteria),它能避免二氧化碳的產生,將所有的碳原子都拿來製造生質能源,研究人員表示除了大腸桿菌外,其他的生物體也可以經同樣的遺傳工程方法達到相同作用。

除此之外,這款基因改造的大腸桿菌,還能增加 50%的產量,使製造生質能源的成本降低,特別是應用在生物質(biomass),如木屑或草等能源作物上,這也是美國生質能源產業最迫切需要的技術進展。至於產能的增加最終將減少農地的使用,因此為人垢病的「與人爭地」、「與人爭水」、「與人爭糧」的問題也隨之減少。

但若要將所有的碳用於生產乙醇,就必須在反應過程加入氫,這也是製造生質能源的另一項成本,也會產生二氧化碳。最便宜的氫來自天然氣,但是在製造的過程會產生二氧化碳,削減了以基因轉殖新技術來避免碳釋放所做的努力。根據研究團隊的估計,在 UCLA 的例子中,若使用來自天然氣的氫,估計碳釋放量會比原先傳統的方式減少 50%。

若要完全避免發酵過程會釋放二氧化碳,則可以用太陽能將水分解產生氫,但成本會過高而不符合經濟效益。目前研究人員仍在研究大規模商業化的可能性。

 

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