Промышленные и экологические приложения биотехнологии: сырье и энергия
15.12.2006
4424
0
44240
Начало брошюры см. здесь.
Возобновляемые источники энергии
Некоторые влиятельные бизнесмены и государственные чиновники уже начали обсуждение стратегии перехода на биоэкономику, источником энергии и натуральных ресурсов которой будет являться сельскохозяйственная деятельность.
В апреле 2004 года в промышленной биотехнологии произошел большой прорыв – производство первой коммерческой партии этанола из пшеничной соломы с помощью биотехнологических ферментов. Согласно Burrill & Co., ежегодно из кукурузной соломы и шелухи может производиться от 10 до 15 миллиардов галлонов (38–57 миллиардов литров) этанола. Еще 50 миллиардов галлонов (около 190 миллиардов литров) можно получить путем переработки отходов деревообрабатывающей промышленности, городских и сельскохозяйственных отходов.
Шаги, предпринимаемые в этом направлении правительством, заключаются в стимулировании объединения усилий федеральных ведомств, направленных на переход к биоэкономике. Президент Клинтон летом 1999 года объявил о создании инициативной группы по переходу на биосырье и биотопливо. Эта акция была предпринята с целью поощрения промышленного использования растительной массы, при этом «особое внимание должно уделяться интересам сельского хозяйства, безопасности энергии и экологической устойчивости». Целью указа является троекратное повышение объемов использования предприятиями США биосырья и биотоплива до конца 2010 года.
Президент Буш также поддерживает направление разработки промышленных ферментов с целью получения энергии из биомассы. Как глава специальной комиссии Белого дома по энергетической политике вице-президент США Ричард Чини (Richard Cheney) оказал поддержку развитию технологий ферментативной конверсии биомассы и создания экологических биоперерабатывающих заводов.
Вопрос получения энергии из биомассы неоднократно рассматривался различными инстанциями:
– сводное законодательство по энергетике, переизданное в 2005 году, поощряет производство и использование биоэнергии;
– Совет по защите природных ресурсов США в конце 2004 года опубликовал доклад, согласно которому переход на биотопливо к 2025 году обеспечит фермерам дополнительный доход в 5 миллиардов долларов США;
– также в 2004 году Коалиция энергии будущего опубликовала отчет, согласно которому, к 2025 году американские фермеры смогут обеспечивать выработку 25% от общего количества потребляемой страной энергии, сохраняя на прежнем уровне производство продуктов питания и кормов;
– в январе 2003 года в своем ежегодном послании о положении в стране президент Буш заявил о выделении суммы в 1,2 миллиарда долларов США на разработку методологии и инфраструктуры для работы над созданием экономически целесообразных водородных топливных элементов для обеспечения энергией легковых и грузовых автомобилей, домашних хозяйств и коммерческой деятельности;
– в октябре 2002 года Европейский союз выделил два миллиарда долларов США для осуществления проекта по разработке топливных элементов в течение 2003–2006 гг.;
– в мае 2002 года президент Буш издал новый закон о финансировании создания биоэнергетических установок на фермах и установил новый уровень федерального спроса на биопродукцию;
– в отчете за 2001 год Национальный научно-исследовательский совет США отметил необходимость повышения уровня использования биотоплива;
– в 2000 году конгресс США одобрил акт, действие которого направлено на поощрение исследований в области биопродукции и развитие этого направления (Biobased Research and Development Act). В результате выхода этого закона и приказа президента Клинтона была сформирована межведомственная комиссия для координации федеральных программ по внедрению промышленных биопродуктов. Кроме того, согласно акту, на исследования и разработку ферментативных методик переработки биомассы ежегодно в течение пяти лет выделяется 49 миллионов долларов США;
– в 2001 Министерство энергетики США издало отчет БиоЭнергия 2020 (BioEnergy 2020), в котором обсуждается необходимость повышения объема использования сельскохозяйственного и лесного сырья для производства энергии и другой продукции. В отчете также очерчены основные направления дальнейших исследований и разработок;
– официальной темой встречи Национального совета США по сельскохозяйственной биотехнологии в мае 2000 года было «Биоэкономика XXI века: Расширение сферы сельского хозяйства и ее внедрение в здравоохранение, энергетику, химическую промышленность и формирование сырьевой базы» («The Bio-Based Economy of the 21st Century: Agriculture Expanding into Health, Energy, Chemicals and Materials»). На конференции были представлены доклады Джеймса Вулси (James Woolsey), бывшего директора ЦРУ, решительно выступающего в защиту интенсификации использования биопродукции с целью повышения энерго- и ресурсонезвисимости США;
– межведомственная комиссия по исследованию и разработкам в сфере использования биомассы (Biomass Research and Development Board) в 2000 году издала отчет под названием «Поощрение биоэкономической революции…». В структуру отчета входит стратегический план по троекратному увеличению объема использования биопродуктов до 2010 года.
Экологически чистые пластмассы
Биотехнология обеспечивает нам возможность замещения производимых на основе нефтепродуктов полимеров на биополимеры, сырьем для производства которых является сельскохозяйственная биомасса.
В 2001 году компания Каргилл Дау (Cargill Dow) открыла в Блэре, штат Небраска, биоперерабатывающий завод по производству из содержащихся в кукурузе сахаров полиоксипропионовой кислоты (polylactic acid, PLA) – биоразлагаемого полимера, пригодного для производства упаковочных материалов, одежды и постельных принадлежностей. Себестоимость и эффективность этого производства сопоставимы с соответствующими параметрами изготовления пластмасс и полиэстера из нефтепродуктов.
В 2001 году специалисты компании DuPont совместно с представителями Genencor и Tate & Lyle, работающие на базе биоперерабатывающего завода в Декейтере, штат Иллинойс, разработали метод производства из кукурузного сахара высококачественного полимера Сорона (Sorona). Волокна из Сороны используются для изготовления одежды.
Исследователи также создали генетически модифицированные растения и бактерии, синтезирующие полигидроксибутират – сырье для производства биоразрушаемой пластмассы. И наконец, благодаря биотехнологии стало возможным масштабное производство с помощью микробной ферментации естественных белковых полимеров, в том числе паутины и клейких веществ, синтезируемых усоногими раками.
С целью постепенного замещения нефтепродуктов, использующихся для производства пластмасс и полиэстеров, сахаросодержащей растительной биомассой, все крупнейшие химические концерны сотрудничают с биотехнологическими компаниями с целью разработки ферментов, способных расщеплять растительные полисахариды.
На всех этапах промышленного производства биотехнология предоставляет методики и ноу-хау, позволяющие не только соблюдать установленные нормы по профилактике загрязнения окружающей среды и сохранению ресурсов с целью обеспечения устойчивого развития промышленности, но и постепенно снижать официально допустимые уровни выбросов и потребления ресурсов.
Евгения Рябцева
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам BIO.org
Продолжение следует.
Возобновляемые источники энергии
Некоторые влиятельные бизнесмены и государственные чиновники уже начали обсуждение стратегии перехода на биоэкономику, источником энергии и натуральных ресурсов которой будет являться сельскохозяйственная деятельность.
В апреле 2004 года в промышленной биотехнологии произошел большой прорыв – производство первой коммерческой партии этанола из пшеничной соломы с помощью биотехнологических ферментов. Согласно Burrill & Co., ежегодно из кукурузной соломы и шелухи может производиться от 10 до 15 миллиардов галлонов (38–57 миллиардов литров) этанола. Еще 50 миллиардов галлонов (около 190 миллиардов литров) можно получить путем переработки отходов деревообрабатывающей промышленности, городских и сельскохозяйственных отходов.
Шаги, предпринимаемые в этом направлении правительством, заключаются в стимулировании объединения усилий федеральных ведомств, направленных на переход к биоэкономике. Президент Клинтон летом 1999 года объявил о создании инициативной группы по переходу на биосырье и биотопливо. Эта акция была предпринята с целью поощрения промышленного использования растительной массы, при этом «особое внимание должно уделяться интересам сельского хозяйства, безопасности энергии и экологической устойчивости». Целью указа является троекратное повышение объемов использования предприятиями США биосырья и биотоплива до конца 2010 года.
Президент Буш также поддерживает направление разработки промышленных ферментов с целью получения энергии из биомассы. Как глава специальной комиссии Белого дома по энергетической политике вице-президент США Ричард Чини (Richard Cheney) оказал поддержку развитию технологий ферментативной конверсии биомассы и создания экологических биоперерабатывающих заводов.
Вопрос получения энергии из биомассы неоднократно рассматривался различными инстанциями:
– сводное законодательство по энергетике, переизданное в 2005 году, поощряет производство и использование биоэнергии;
– Совет по защите природных ресурсов США в конце 2004 года опубликовал доклад, согласно которому переход на биотопливо к 2025 году обеспечит фермерам дополнительный доход в 5 миллиардов долларов США;
– также в 2004 году Коалиция энергии будущего опубликовала отчет, согласно которому, к 2025 году американские фермеры смогут обеспечивать выработку 25% от общего количества потребляемой страной энергии, сохраняя на прежнем уровне производство продуктов питания и кормов;
– в январе 2003 года в своем ежегодном послании о положении в стране президент Буш заявил о выделении суммы в 1,2 миллиарда долларов США на разработку методологии и инфраструктуры для работы над созданием экономически целесообразных водородных топливных элементов для обеспечения энергией легковых и грузовых автомобилей, домашних хозяйств и коммерческой деятельности;
– в октябре 2002 года Европейский союз выделил два миллиарда долларов США для осуществления проекта по разработке топливных элементов в течение 2003–2006 гг.;
– в мае 2002 года президент Буш издал новый закон о финансировании создания биоэнергетических установок на фермах и установил новый уровень федерального спроса на биопродукцию;
– в отчете за 2001 год Национальный научно-исследовательский совет США отметил необходимость повышения уровня использования биотоплива;
– в 2000 году конгресс США одобрил акт, действие которого направлено на поощрение исследований в области биопродукции и развитие этого направления (Biobased Research and Development Act). В результате выхода этого закона и приказа президента Клинтона была сформирована межведомственная комиссия для координации федеральных программ по внедрению промышленных биопродуктов. Кроме того, согласно акту, на исследования и разработку ферментативных методик переработки биомассы ежегодно в течение пяти лет выделяется 49 миллионов долларов США;
– в 2001 Министерство энергетики США издало отчет БиоЭнергия 2020 (BioEnergy 2020), в котором обсуждается необходимость повышения объема использования сельскохозяйственного и лесного сырья для производства энергии и другой продукции. В отчете также очерчены основные направления дальнейших исследований и разработок;
– официальной темой встречи Национального совета США по сельскохозяйственной биотехнологии в мае 2000 года было «Биоэкономика XXI века: Расширение сферы сельского хозяйства и ее внедрение в здравоохранение, энергетику, химическую промышленность и формирование сырьевой базы» («The Bio-Based Economy of the 21st Century: Agriculture Expanding into Health, Energy, Chemicals and Materials»). На конференции были представлены доклады Джеймса Вулси (James Woolsey), бывшего директора ЦРУ, решительно выступающего в защиту интенсификации использования биопродукции с целью повышения энерго- и ресурсонезвисимости США;
– межведомственная комиссия по исследованию и разработкам в сфере использования биомассы (Biomass Research and Development Board) в 2000 году издала отчет под названием «Поощрение биоэкономической революции…». В структуру отчета входит стратегический план по троекратному увеличению объема использования биопродуктов до 2010 года.
Экологически чистые пластмассы
Биотехнология обеспечивает нам возможность замещения производимых на основе нефтепродуктов полимеров на биополимеры, сырьем для производства которых является сельскохозяйственная биомасса.
В 2001 году компания Каргилл Дау (Cargill Dow) открыла в Блэре, штат Небраска, биоперерабатывающий завод по производству из содержащихся в кукурузе сахаров полиоксипропионовой кислоты (polylactic acid, PLA) – биоразлагаемого полимера, пригодного для производства упаковочных материалов, одежды и постельных принадлежностей. Себестоимость и эффективность этого производства сопоставимы с соответствующими параметрами изготовления пластмасс и полиэстера из нефтепродуктов.
В 2001 году специалисты компании DuPont совместно с представителями Genencor и Tate & Lyle, работающие на базе биоперерабатывающего завода в Декейтере, штат Иллинойс, разработали метод производства из кукурузного сахара высококачественного полимера Сорона (Sorona). Волокна из Сороны используются для изготовления одежды.
Исследователи также создали генетически модифицированные растения и бактерии, синтезирующие полигидроксибутират – сырье для производства биоразрушаемой пластмассы. И наконец, благодаря биотехнологии стало возможным масштабное производство с помощью микробной ферментации естественных белковых полимеров, в том числе паутины и клейких веществ, синтезируемых усоногими раками.
С целью постепенного замещения нефтепродуктов, использующихся для производства пластмасс и полиэстеров, сахаросодержащей растительной биомассой, все крупнейшие химические концерны сотрудничают с биотехнологическими компаниями с целью разработки ферментов, способных расщеплять растительные полисахариды.
На всех этапах промышленного производства биотехнология предоставляет методики и ноу-хау, позволяющие не только соблюдать установленные нормы по профилактике загрязнения окружающей среды и сохранению ресурсов с целью обеспечения устойчивого развития промышленности, но и постепенно снижать официально допустимые уровни выбросов и потребления ресурсов.
Евгения Рябцева
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам BIO.org
Продолжение следует.
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
