ENERGI

Lager biodrivstoff fra tang og tare

Fremtidens biodrivstoff kan dyrkes i en blanding av tang, tare og ufarlige bakterier. Oppfinnerne er bakterieforskere på Det medisinske fakultet.

Rosa Jodalen Rudberg og Tone Tønjum designer den bakteriecocktailen som gjør det mulig å utvinne mest mulig drivstoff fra tang og tare.
Rosa Jodalen Rudberg og Tone Tønjum designer den bakteriecocktailen som gjør det mulig å utvinne mest mulig drivstoff fra tang og tare. Foto: Yngve Vogt/Apollon
Yngve Vogt, Apollon
18. feb. 2024 - 14:00

Hvem skulle tro at en professor i medisin kunne bruke kunnskapen sin til å etablere et firma som skal dyrke biodrivstoff fra tang og tare? Professor Tone Tønjum på Institutt for klinisk medisin på Universitetet i Oslo (UiO) forsker på antibiotika-resistente bakterier og har i en årrekke jobbet med genredigering av bakterier til medisinsk bruk. Nå har Tønjum, sammen med kollegene sine, brukt den nye kunnskapen til å finne ut av hvordan det er mulig å produsere fremtidens biodrivstoff.

For to år siden grunnla de biotekselskapet GenoFuel. Oppstartselskapet driftes av forskere, med støtte fra UiO og Inven2, som er innovasjonsselskapet til UiO og Oslo universitetssykehus.

Biodrivstoff blir stadig viktigere

Tønjum sier at den nye oppfinnelsen deres er et skritt på veien for å løse den alvorlige klimakrisen som verden befinner seg i.

– Vi må slutte å bruke fossil energi. Da trenger vi nye måter å lage energi på. Men alt kan ikke elektrifiseres. Noen eksempler er internasjonal skipsfart, tungtransport og flyreiser over lange distanser. Samtidig er vi nødt til å redusere klimagassutslippene, poengterer hun.

Målet med det nye selskapet er å produsere bærekraftig biodrivstoff til de aktørene som ikke kan elektrifisere.

I dag er det vanlig å tilsette biodrivstoff i fossilt brensel. Miljødirektoratet krever at 17 prosent av drivstoffet til veitrafikken må være biodrivstoff i år. Det er også stadig strengere krav til både fly- og skipstrafikken.

En av de mange mulighetene er å utvinne biodrivstoff fra lagret karbon.

– Hvis bakterier blandes med CO2, med god hjelp av elektrisitet og lys, kan man danne bioetanol.

Bioetanol har dessverre en stor svakhet. Den kan ikke brukes uten etanoltilpassede motorer eller at bensinmotorene bygges om. En annen type biodrivstoff kalles biobutanol. Biobutanol kan brukes i dagens motorer uten at de må bygges om. Det er en stor fordel.

Genmodifiserte bakterier

Det er nettopp denne formen for drivstoff som GenoFuel skal lage. Tønjum har fått med seg Milda Kaniusaite, som har en doktorgrad i molekylærbiologi. To av de andre kompanjongene er Mari Støen, ingeniør i molekylærbiologi, og bakterieeksperten Rosa Jodalen Rudberg.

De jobber i grenselandet mellom mikrobiologi, syntetisk biologi og biokjemi. For å komme i mål forsker de på alt fra genredigering og fermentering (gjæring ved hjelp av sopp, bakterier og enzymer) til katalyse (som øker farten på kjemiske reaksjoner), proteomikk (studier av proteinene i en celle), cellefysiologi og epigenetikk (et eget fagfelt om hvordan gener kan slås av og på). Som om dette ikke er nok, må de også kunne designe syntetiske og mer effektive bakteriesamfunn som er i stand til å produsere store mengder biodrivstoff.

Milda Kaniusaite bruker genteknologi til å designe de bakteriene som fungerer best til å utvinne biodrivstoff. <i>Foto:  Yngve Vogt/Apollon</i>
Milda Kaniusaite bruker genteknologi til å designe de bakteriene som fungerer best til å utvinne biodrivstoff. Foto:  Yngve Vogt/Apollon

Forskerne bruker bakterier som biokatalysator til å produsere fornybar energi fra grønn biomasse som ikke skal brukes til mat.

– Dette har vært velkjent teknologi i nesten hundre år.

Men det er likevel en stor forskjell. Bakterieforskerne genmodifiserer bakteriene og finner den optimale bakterieblandingen. Da tåler og produserer bakteriene mye mer enn det som er mulig i dag.

– Vi kjenner arvematerialet til bakteriene og vet hvordan de kan manipuleres. Da utvinner vi mer biodrivstoff. Effektiviteten blir langt bedre enn med dagens løsninger.

– Bakterier høres skremmende ut?

– Dette er ikke noe å være redd for. De fleste bakteriene i verden er viktige for miljøet og helsen vår. Bakteriene vi jobber med, er ufarlige.

For å lage den optimale bakteriecocktailen bruker de en genredigeringsmetode som kalles for CRISPR. CRISPR gjør det mulig å klippe og lime inn gener. Eller for å si det med andre ord: Ved å endre på små biter i genene kan man manipulere og skreddersy arvematerialet.

Forskerne bruker også kunstig intelligens for å finne de genene som sørger for optimal gjæring og for å beregne hvilken bakteriecocktail som fungerer best. Her er bioinformatikk et viktig felt. Bioinformatikerne er spesialister på å analysere og sammenligne store datamengder med geninformasjon.

Tang og tarerester

Bakteriene deres skal produsere biobutanol fra karbonrike avfallskilder. Et eksempel på slikt avfall er tang og tare. Et annet eksempel er avfall fra treindustrien, slik som kvister og sagflis.

– Tang og tare består av vanlig cellulose, bygd opp av karbohydrater. I treverk er det en annen type cellulose som kalles lignocellulose. Lignocellulosen må først brytes ned til mindre biter før bakteriene kan spise dem og produsere biodrivstoff.

Dette krever ekstra arbeid. For å kunne optimere arbeidet med lignocellulose, må de gjennom flere kritiske trinn.

– Vi jobber nå med å trekke ut nok karbohydrater og kvitte oss med giftige komponenter for å kunne mate bakteriene på en optimal måte.

Tønjum mener derfor det er lurest å starte med å eksperimentere med tang og tare.

Aller best liker hun stortare. Stortare inneholder mye karbon og er dessuten lett å få tak i.

I dag brukes stortare til alt fra medisiner til sminke. Interessen øker også for å bruke tare til mat. Uansett om vi snakker om mat, sminke eller medisiner:

– All taren blir ikke brukt. I dag blir avfallet kastet.

Og det er nå Tønjum kommer til det store poenget.

– Vi ønsker å bruke grønt avfall til å lage bioenergi. All biomasse vil koste mye i fremtiden, og biomassen utgjør en vesentlig del av utgiftene. Vi er derfor interessert i restavfall fra tare og treverk.

Bildet ac SilkAir's Boeing 737 Max 8, parkert på Changi Airport in Singapore fra en tidligere anledning.
Les også

Singapore: : Krever grønnere drivstoff for alle avganger

Stadig mer tare

Tareindustrien er voksende. I dag høstes det allerede en del tare langs norskekysten.

– Vi tester de forskjellige taretypene. Innholdet av karbohydrater er avhengig av når taren er høstet og hvordan sesongen har vært.

Tønjum sier det er fint å kunne produsere drivstoff lokalt.

– Da blir energien mer kortreist og bærekraftig.

For som hun poengterer:

– Dette er mer miljøvennlig enn å måtte frakte drivstoff over lange avstander.

Tareindustrien er voksende.Det høstes allerede en del tare langs norskekysten. Dette er stortare. <i>Foto:  Janne Gitmark/Niva CC BY-SA 3.0</i>
Tareindustrien er voksende.Det høstes allerede en del tare langs norskekysten. Dette er stortare. Foto:  Janne Gitmark/Niva CC BY-SA 3.0

Det er også mulig å utvinne biodrivstoff fra tang og tare som er skylt opp på stranden, men denne taren inneholder ikke like mye energi som frisk tare.

Her er enda et men.

– Hvis taren på stranden inneholder plast, noe det ofte er mye av, trenger vi en bakteriecocktail som først kan bryte ned plasten, slik at plasten ikke kommer i veien når vi skal bruke taren til å utvinne bioenergi.

Tare blir stadig viktigere her i landet. Sintef i Trondheim bygger nå Norsk taresenter. De skal eksperimentere med å dyrke tare i ulike biotoper.

Tønjum har en drøm om å dyrke tang og tare på havvindinstallasjoner.

– En annen mulighet er å bruke gamle hangarskip for å produsere energi fra sargassotang, som er en type brune makroalger som det finnes altfor mye av i tempererte og tropiske hav. Da er det mulig å utvinne biodrivstoffet lokalt.

Sagflis og gjødsel

GenoFuel jobber også med å utvinne biodrivstoff fra sagflis.

Teknisk sett er det også mulig å bruke kumøkk.

– Den eneste betingelsen er at råvaren må inneholde karbon.

Og vel så viktig: Uansett om vi snakker om nedbryting av tare, sagflis eller kumøkk, vil det bli en del restavfall når bakteriene har gjort jobben sin.

Tønjum har likevel en god nyhet på lager.

– Restavfallet inneholder mye nitrogen. Det betyr at avfallet kan gjenbrukes og bli til gjødsel. For å få til dette optimalt må man bryte ned restavfallet med en bestemt type blandinger av mikrober.

Klare om noen år

– Hvor mye vil dere kunne produsere?

– Produksjonen vår er i dag på mikroplan. Vi starter med 50 liter i uken og øker gradvis til 200 liter per uke. Målet vårt er 5000 liter i uken.

– Hvor mye tang og tare trenger dere til én liter biodrivstoff?

– Vi trenger én kilo tørket tang – som tilsvarer ti kilo våt tang – for å produsere 810 gram (som tilsvarer én liter) biobutanol.

– Hva blir prisen?

– Prisen blir litt høyere enn for vanlig bensin, men prisen vil være konkurransedyktig.

– Hva med CO2-utslippene?

– Bakteriene bruker CO2 for å lage biodrivstoffet. Når biobutanol forbrennes, er forurensningen mindre enn fra fossilt brensel. Det blir også mindre CO2-utslipp, poengterer Tone Tønjum.

– Når er dere klare for industriell produksjon?

– Om fire–fem år er vi klare.

Artikkelen ble først publisert i Apollon

Det handler om å lage en type grillkull, forteller NTNU-professor Merete Tangstad. Det er stort behov for biokarbon i metallproduserende industri, det man tidligere kalte smelteverksindustrien. Flere norske selskaper satser nå på dette.
Les også

– Man må få mer og mer avfallsprodukter inn i denne verdikjeden

Les mer om:
Del
Kommentarer:
Du kan kommentere under fullt navn eller med kallenavn. Bruk BankID for automatisk oppretting av brukerkonto.