Contro OGM: Tutti i Biocarburanti di 4° Generazione. L’ingegneria genetica al “servizio” dell’ambiente. L’Etanolo e il Biodiesel dalle nuove piante e dai nuovi batteri ed enzimi

Scritto da Redazione - GenitronSviluppo.com in Energia, Energie rinnovabili, Guide al risparmio

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Pubblicato il giorno 14 luglio 2008 - 3 commenti



   


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Un paio di settimane fa uscì una news sepolta fra le migliaia di una piccola società californiana chiamata Amyris. La società è forse una parabola per capire il futuro delle biotecnologie. Amyris è famosa nel mondo per la medicina tropicale e l’applicazione dei più recenti strumenti biotecnologici per la fabbricazione di artemisina, un farmaco antimalarico che è normalmente estratto da una pianta cinese. La pianta però non può produrre abbastanza materia prima, così gli scienziati hanno recuperato geni qua e là e ottimizzandoli e cucendoli insieme hanno creato delle sostanze chimiche che grazie a dei batteri possono essere trasformate in “medicine”. Ma l’annuncio fatto dalla Amyris non riguardava circa questo fatto.

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Amyris infatti ha annunciato il prossimo partenariato con Crystalev, una società brasiliana specializzata in biocarburante estratto dalla canna da zucchero. Non etanolo (anche se il Brasile ha già un fiorente mercato per il famoso biocarburante), ma un idrocarburo che possiede le caratteristiche del combustibile diesel. Tecnicamente non è normale gasolio cioè una miscela di alcani e aromatici ma il conducente non noterà la differenza. Il punto interessante è questo: le biotecnologie potranno risolvere numerosi problemi ma ciò che farà “muovere il dollaro” per i prossimi investimenti sarà la produzione di enormi quantità di sostanze chimiche e queste grandi quantità potranno essere combustibili. GenitronSviluppo si occupa costantemente e quotidianamente degli ultimi ritrovati in fatto di biocarburanti e soprattutto delle loro evoluzioni, in particolare ora della 4° generazione, pubblicando articoli di aziende, centri di ricerca e società specializzate in queste ricerche genetiche. E i biocarburanti, una volta visti come un incrocio fra un greenwashing eccentrico e un modo politicamente accettabile per sovvenzionare agricoltori ora sta per riguardare le più grandi società del mondo della ricerca nel campo delle biotecnologie.

L’elenco di ciò che deve essere fatto per creare una vera e propria industria dei biocarburanti è lungo. Nuove colture saranno creata piuttosto di piante che possano occupare il posto della produzione alimentare. Sviluppando una materia prima che poi possa essere trasformata in biocarburanti che la gente possa acquistare ad un prezzo accessibile. Tutte le parti di questa catena ora sono attualmente impegnate in accanite ricerche e sviluppi. Per quanto riguarda le colture di partenza interessate dalla produzione di biocarburanti sono 3: erbe, alberi ed alghe. Le erbe e gli alberi cresciuti sulla terra ferma sono quelle che necessitano della maggiore trasformazione. L’idea è quella di utilizzare l’intera biomassa della pianta (in particolare la cellulosa) e di trasformarla in biocarburante. Al momento si tratta soprattutto di etanolo. Le alghe invece sono la materia prima ad ora più promettente ed in grado di offrire un prodotto ad alta qualità, sopratutto olio, ma che a volte necessita di molte trasformazioni.

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Una delle principali e specializzate società di erbe per biocarburanti è Ceres, con sede in California. Seleziona specie come miscanto, canna da zucchero e sorgo le cosiddette piante C4. Vegetali favoriti nel settore dei biocarburanti in quanto alcune loro parti sono particolarmente ottime nella trasformazione in etanolo grazie anche alla loro rapida crescita. La Ceres così propone di far crescere ancora più velocemente queste piante utilizzando una miscela di tecniche di riproduzione intelligente (i cui geni sono assemblati ma impiantati con metodi tradizionali di ibridazione) e semplice ingegneria genetica. La selezione di erbe prospererà in una gamma di climi diversi nonostante i ceppi iniziali siano originariamente piante tropicali. Ceres propone di estendere la loro gamma di vegetali geneticamente modificati ancora di più con la creazione di ceppi che tollerano il caldo e il freddo o la siccità e il terreno salino, consentendo loro di essere coltivate su terreni che non potrebbero essere utilizzati per altre colture alimentari. L’obiettivo è rendere i biocarburanti più economici, riducendo la concorrenza con i prodotti alimentari.

ArborGen del South Carolina è specializzata negli alberi e come Ceres sta lavorando su 4 specie: eucalipto, pioppo, e 2 specie di pino fra cui il loblolly. L’obiettivo come per Ceres è quello di aumentar la crescita di questi alberi aumentando la loro tolleranza al freddo, anche se la ArborGen non mira soprattutto a produrre biocarburanti ma anche materie prime per carta e legnami.

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Le alghe ancora necessitano di numerose trasformazioni. Un problema che si aggiunge alla raccolta del loro olio prodotto. All’estrazione dai loro stagni, all’essiccazione, ecc. Questo processo è così noioso che alcune aziende stanno considerando la possibilità di bruciare alghe secche nelle centrali elettriche. Aziende come la Synthetic Genomics (di cui abbiamo ampiamente discusso in numerosi articoli che troverete a fondo pagina), mira a superare questi ostacoli di raccolta dell’olio grazie all’ingegneria genetica. La Synthetic Genomics si sta dotando di geni in grado di creare nuovi modi per le alghe di produrre l’olio attraverso le loro membrane. Le alghe quindi espellerebbero il loro olio che salirebbe in superficie dagli stagni, permettendo di essere scremato come crema trasformato in biodiesel. Queste alghe “ridisegnate” dall’ingegneria genetica renderebbero più olio rispetto ai loro omologhi naturali e selvatici.

Alberi e piante come è noto sono composte principalmente di 3 tipi di molecole di grandi dimensioni: cellulosa, emicellulosa e lignina. Ciascuna composta da catene di molecole più piccole e tutte e 2 legate fra loro in un complesso molecolare chiamato lignocellulosico. Esistono molti modi per cui questa lunga catena molecolare potrebbe essere trasformata in biocarburante ma tutti questi processi si dimostrerebbero complessi a confronto delle alghe. Mentre partendo dalla luce del sole per produrre biocarburanti si prevedono normalmente 3 stadi, le alghe lo potrebbero fare in un colpo solo in un processo chiamato pirolisi e che se eseguito correttamente si tradurrebbe in un gas composto da CO2 e idrogeno adatto ai catalizzatori e trasformato facilmente in biocarburante.

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Questo nuovo approccio è adottato dalla Choren Industries a Friburgo in Germania (biodiesel) e dalla Gamma in Georgia, USA (etanolo). In entrambe i casi la materia prima di partenza è il legname proveniente da silvicoltura o scarti di lavorazione. La trasformazione dell’etanolo avviene grazie ad un batterio del genere Clostridium, su cui la società Coskata sta puntando. General Motors piacque così tanto quest’idea che acquisto una quota della società. Un altro metodo per produrre biocarburante è quella di rompere le molecole di cellulosa ed emicellulosa, più facile a dirsi che a farsi, soprattutto quando viene coinvolta la lignina, la più resistente a questa conversione. La quantità enorme di carbone nei giacimenti e nelle miniere ne è rappresenta la prova più lampante, visto che invece ci decomporsi completamente il suo risultato è stato quello di essersi fossilizzata. Molte imprese tuttavia stanno sviluppando enzimi per decomporre questa biomassa. La canadese Iogen, è stata una delle prime. I suoi enzimi decompongono la cellulosa e l’emicellulosa in monomeri di zucchero (mentre la lignina viene bruciata per produrre calore per accelerare il processo). Stessa lavorazione viene svolta dalla Abengoa, una società spagnola che si occupa di energia solare.

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A questo punto ottenuto lo zucchero lo si può fermentare. Esiste una vastissima gamma di enzimi e fermenti, alcuni naturali, alcuni provenienti da ingegneria genetica che possono essere utilizzati per questo processo. L’Amyris è una di queste società specializzate che non trasformano lo zucchero in etanolo grazie a batteri o lieviti ma ad isoprenoidi ad un costo davvero competitivo al petrolio. La californiana LS9 si avvale di un metodo simile (come abbiamo già visto in “Batteri Geneticamente Modificati per i Biocarburanti. Al via per LS9 del progetto per produrre la  4° generazione di biocarburanti da un grande impianto entro il 2010″) per produrre alcani (per la benzina) e acidi grassi (per il biodiesel). A queste si affianca la onnipresente Synthetic Genomics che sta svolgendo una ricerca simile. In ogni caso l’obiettivo è quello di produrre biocarburante diminuendo le fasi di raffinazione e trasformazione.

A queste la Mascoma di Cambridge utilizza un’unica specie di batterio, il Thermoanaerobacterium saccharolyticum per trasformare la biomassa in zuccheri, partendo da materie prime come erbe e legno. Proprio la Mascoma che ha firmato un accordo con GM e Marathon Oil. E’ anche possibile utilizzare enzimi per eseguire la conversione da zucchero a combustibile, così come dalla biomassa allo zucchero. Esistono almeno 2 società che utilizzano questo tipo di lavorazione: Codexis e la danese Danisco. La prima firmando un accordo con la Shell per utilizzare questa tecnica per la produzione di biocarburanti di diverso tipo, mentre la seconda con DuPont, facendo la stessa cosa con i suoi enzimi.

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Quale di  questi approcci ad ora possa funzionare meglio nessuno lo può indovinare. Il loro numero però è prova del pensiero radicale in atto in materia di fonti rinnovabili. Steven Koonin, ricercatore alla BP, spiega che è proprio in questo ambito che si svolgeranno la maggior parte delle prossime scoperte inaspettate. La BP è uno dei più grandi sostenitori del progetto energetico Institute Biosciences Energy (IBE) nato da un accordo fra l’università californiana di Barkeley e l’università dell’Illinois. Per Steven Chu, direttore del laboratorio alla Lawrence Berkeley, dichiara a suo parere che ci si sposterà verso un’”economia del glucosio”, sostituendo l’attuale “economia del petrolio”. Il glucosio, il più comune monomero di zucchero, sarebbe trasformato oltre che in etanolo e quindi biocarburanti in bio-equivalenti ai prodotti petrolchimici come le plastiche.

Tutto sarà giocato sulla biomassa, spiega Chu. Uno studio del ministero dell’energia americano suggerisce che 1,3 miliardi di tonnellate di vegetali potrebbero essere raccolti dal suolo americano senza alterare la produzione alimentare e convertiti in etanolo secondo la migliore tecnologia oggi disponibile si otterrebbero 350 miliardi di litri di biocarburante cioè il 65% del consumo di benzina attuale. Un business quello delle colture bioenergetiche che sempre più paesi stanno guardando per rendersi autarchici al petrolio e quindi affacciarsi verso la prossima rivoluzione industriale.

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3 commenti

Ci sono attualmente 3 commenti on Contro OGM: Tutti i Biocarburanti di 4° Generazione. L’ingegneria genetica al “servizio” dell’ambiente. L’Etanolo e il Biodiesel dalle nuove piante e dai nuovi batteri ed enzimi. Perhaps you would like to add one of your own?

  1. non so chi sia a scrivere gli articolo in questo blog ma sono davvero interessanti oltre che esaustivi e pieni di informazioni. siete grandi!

    mi sto appassionando sempre di più a questo sito un pò perchè mi interessa particolarmente visto che studio biotecnologie ambientali un pò perchè viene spesso aggiornato con articoli sempre nuovi. complimenti!

    ne approfitto per fare un “appello”, mi approccio alla laurea specialistica in biotecnologie industriali indirizzo ambientale e vorrei parlare e chiedere informazioni a qualcuno che sia abbastanza informato nel campo dei biofuels. potreste indicarmi qualcuno con cui possa scambiare qualche email?

  2. Innanzitutto ti ringrazio Stefano,

    sono Daniel Casarin di http://www.GenitronSviluppo.com l’autore di buona parte degli articoli di news del blog.

    La tua è una bella domanda, il campo dei biocarburanti offre ad oggi ancora poche risorse e informazioni molto approfondite, soprattutto in Italia.

    A mio parere dovresti fare un appello generale a molti web magazine e qualche contatto prima o poi uscirà. A mio parere dipende soprattutto cosa intendi per “qualcuno abbastanza informato”. Ti consiglio sicuramente di utilizzare social network come Xing o Linked In per trovare qualche consulente energetico serio. Io punterei molto sull’estero ma partirei inizialmente da questi network e cercare un pò …

    Se hai bisogno di altre informazioni sai dove trovarmi! Grazie ancora e a presto.

    Daniel – GenitronSviluppo.com

  3. grazie Daniel! ho aperto un topic nel forum in cui cerco di farti capire meglio la mia situazione e per aiutarti a rispondere alle miei domande.

    a presto!

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