Proizvodnja metana iz CO2

Slavni, če ne celo razvpiti genetik Craig Venter, med drugim znan po tem, da je popoln človeški genski zapis (samega sebe) v sklopu komercialnega projekta objavil skoraj sočasno z znanstveniki, združenimi v neprofitnem in odprtokodnem Human genome projectu, je minuli teden objavil bombastično novico: s sodelavci razvija "četrto generacijo goriv", s katerimi naj bi povsem nadomestili današnjo petrokemično industrijo. Občinstvu na elitni kalifornijski konferenci Technology, Entertainment and Design, med katerim je sedel tudi nobelovec Al Gore, je zaupal, da nameravajo s tako imenovano sintezno genetiko v 18 mesecih ustvariti organizem, ki bo iz zloglasnega CO2 - najbolj znanega toplogrednega plina - proizvajal metan, ki ga je mogoče uporabljati kot pogonsko gorivo. Ustvariti pravzaprav ni najprimernejša beseda, saj taki mikroorganizmi v naravi že obstajajo. "Kritična je količina ustvarjenega metana," opozarja Venter, saj bi bila le tako takšna proizvodnja goriva ekonomsko smiselna. Tu pa nastopi sintezna genetika.

Kot pojasnjuje doc. dr. Marko Dolinar z ljubljanske Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo, gre za postopek, naprednejši od bolj znane molekularne genetike. "Molekularna genetika omogoča, da se v laboratoriju koščki DNK med seboj povežejo na način, kakršen prej v naravi ni obstajal. Sintezna genetika pa umetno poustvari nekaj, kar obstaja v naravi, s tem da se bistveno spremenijo lastnosti organizma." V Venterjevem primeru bi morali organizem spremeniti tako, da bi porabljal večje količine CO2 in izločal večje količine metana, kot se to dogaja v naravi. Dolinar si predstavlja, da bi bilo treba ustrezno spremenjen umetno ustvarjen set genov vstaviti v neko bakterijo, ki jo je lahko gojiti, ki nima škodljivih stranskih učinkov in ki bi bila po možnosti odporna proti kisiku. "Kisik namreč v naravi ustavi pretvorbo iz CO2 v metan." Vsekakor bi za proces pridobivanja metana potrebovali reaktor, v katerega bi poleg CO2 dovajali še vodik, ki je potreben za želeno reakcijo, katere stranski proizvod je voda. "Če bo hotel te bakterije, ki konec koncev ne bodo videti nič drugačne kot katerakoli druga bakterija, gojiti na industrijski ravni, celo za nadomestitev petrokemične industrije, bodo to ogromni proizvodni obrati, ogromni bioreaktorji, v katerih bi v nadzorovanih razmerah gojil velikanske količine teh bakterij in nekako zajemal metan."

Pri tem procesu bi, tudi ko bi enkrat sintezni organizem proizvajal zadostne količine metana, ostale še nekatere težave. "Omejevalni del enačbe ni oblikovanje organizma, ampak ekstrakcija zadosti velike koncentracije CO2 iz zraka," pravi Venter. "Čim bi v proizvodni proces uvedel postopke za večanje koncentracije CO2, pa se zadeva takoj podraži," pravi Dolinar, ki opozarja še, da je treba "tudi zadostno količino vodika nekje proizvesti". Zaradi vseh naštetih težav Dolinar meni, da je 18-mesečni rok, ki si ga je postavil Venter, nerealen. "Skoraj prepričan sem, da bodo prvi rezultati, do katerih bodo morda res prišli v dveh letih, kazali, da je biosinteza na osnovi CO2 možna, gotovo pa ne bo dovolj učinkovita, da bi bilo mogoče tako proizvesti kaj več goriva kot za poganjanje enega avta, in to za ceno, ki bo na začetku povsem neekonomična. Potrebnih bo še nadaljnjih pet do deset let, da se bo izkazalo, ali bo mogoče proizvesti toliko goriva in za takšno ceno, da bo proizvodnja sploh upravičena."

Prednosti in pasti

Da bi CO2, velik ekološki in zadnje čase tudi velik politični problem, uporabljali za izdelavo pogonskih goriv, ki naj bi jih v fosilni obliki kmalu začelo primanjkovati, se zdi sanjsko. A ker pri izgorevanju metana spet nastaja CO2, Dolinar pravi, da "glede okolja račun ne bi bil tako pozitiven, kot se zdi na prvi pogled. Res pa je, da pri uporabi klasičnih goriv, pa tudi biogoriv v ozračje neprestano sproščamo nove in nove količine ogljika, pri porabljanju biometana nastali CO2 pa bi ponovno uporabili za sintezo biometana." Težava nastane tudi ob tem, da je metan sam po sebi 40-krat nevarnejši toplogredni plin od CO2, še opozarja, "tako da bi si pri obsežnejši izdelavi in potem morebitni ekološki katastrofi človeštvo naredilo strašno medvedjo uslugo".

Kot vedno pri omembi genetike se tudi tu postavljajo vprašanja o etičnosti manipuliranja z živimi organizmi, pa tudi vprašanja, kaj se lahko zgodi, če taka tehnologija pride v napačne roke, sploh - današnjemu času primerno - v roke teroristov. Venter se brani s trditvijo, da je na svetu že neznansko veliko strupov, ki bi se jih polastili dosti laže kot še neodkritega biološkega orožja. Dolinar pravi, da je pač vsako stvar mogoče izkoristiti za slab namen. "Nevarnosti so tako kot pri vsaki novi tehnologiji, ki je visoko zmogljiva. Kot lahko pri proizvodnji cevi za vodovodno napeljavo obstaja nevarnost, da bi kdo tehnologijo izkoristil za izdelavo topov." Pomembno se mu zdi, da "centri, kjer sintetizirajo DNK z veliko zmogljivostjo, natančno pregledajo vsa naročila, da bi odkrili takšna, ki so potencialno nevarna". Evropska unija zakonodaji s področja sintezne genetike vsaj uradno za zdaj ne posveča pretirane pozornosti, med znanstveniki pa naj bi bilo bolj razširjeno mnenje, da so zdajšnja zakonska določila, ki urejajo molekularno genetiko, večidel zadostna tudi za sintezno genetiko.

Seveda poleg proizvodnje goriva obstajajo še druge obetavne možnosti, ki jih prinaša sintezna genetika, sicer ena od vej sintezne biologije. "Sintezno biologijo propagirajo kot novo tehnologijo, ki bo sposobna rešiti vprašanje sinteze novih zdravil, vprašanje nekaterih do zdaj neučinkovitih načinov zdravljenja in ekološka vprašanja, recimo vprašanje razgradnje do okolja neprijaznih snovi," pravi Dolinar. Venter med alternativnimi uporabami najraje omenja proizvodnjo cepiv, z enakim postopkom in drugimi surovinami kot pri proizvodnji metana. S kolegi naj bi že razvijal novo cepivo za gripo in nekatere druge bolezni. Pri vseh visokoletečih napovedih pa Dolinar opozarja, da "Venter vidi, kje so problemi, in jih zna prikazati na način, da ljudje rečejo vaaau. V bistvu je kapitalist. Potrebuje financiranje, da lahko dela tisto, kar ga zanima, k sreči pa ga zanimajo stvari, ki zanimajo tudi človeštvo."