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Passa a Gas?
Quando il presidente Bush ha parlato durante il suo discorso sullo stato dell'Unione riguardo alla trasformazione di qualcosa chiamato erba di campo in una futura fonte di etanolo, riducendo così la dipendenza degli Stati Uniti dal petrolio, ha sicuramente attirato l'attenzione di R. Michael Raab.
Raab è presidente e fondatore di Agrivida, una startup biotecnologica con sede a Cambridge, Massachusetts, che vuole aggiungere geni alle piante per renderle più economiche e facili da trasformare in etanolo. Spera che la tecnologia che la sua azienda sta sviluppando renderà l'etanolo derivato dalle piante, incluso il verme, una valida alternativa alla benzina.
Per ora l'azienda sta concentrando i propri sforzi sul mais, già fonte di etanolo. Ma la produzione standard di etanolo utilizza solo i chicchi. I produttori di etanolo elaborano i chicchi utilizzando enzimi che scompongono l'amido in zuccheri semplici. Gli zuccheri vengono quindi immessi in un serbatoio di fermentazione, dove il lievito li digerisce e produce etanolo. Ma in questo processo gli steli e le foglie del mais, circa la metà della massa della pianta, vengono gettati via.
L'utilizzo dell'intera pianta produrrebbe molto più etanolo, ma gli zuccheri negli steli e nelle foglie sono sotto forma di cellulosa, che è una catena molto più complessa di molecole di zucchero. Per abbattere la cellulosa in zuccheri semplici per il lievito è necessario un processo di precondizionamento che include calore, alta pressione e acidi. Oggi questo processo è troppo costoso per valerne la pena, come lo sarebbe anche per l'erba rampicante, un'erba legnosa originaria del Nord America che può raggiungere i nove piedi di altezza (e che ora nessuno usa per l'etanolo).
Agrivida propone di aggiungere geni alle piante di mais che produrranno enzimi per abbattere la cellulosa. Ciò rende molto più facile trasformare la cellulosa in zucchero, riducendo i costi di produzione a un punto in cui è possibile utilizzare l'intero impianto, afferma Raab. Prevede che il processo sarà circa il 50 percento più economico rispetto ai processi attuali una volta maturo. E potrebbe essere adattato a switchgrass, dice.
Tuttavia, gli enzimi che distruggono gli elementi strutturali di un mais potrebbero anche provocare un indebolimento degli steli. Così Agivida ha ridisegnato gli enzimi per rimanere inattivi durante la vita della pianta. Solo quando incontrano le condizioni di lavorazione, come l'aumento della temperatura o della pressione o una variazione del livello di pH, gli enzimi vengono attivati. (Raab non spiegherà il processo in dettaglio perché fa parte di una domanda di brevetto.)
Chiaramente, c'è una grande quantità di energia potenziale da sfruttare. Uno studio presso l'Argonne National Laboratory stima che un gallone di etanolo prodotto dai chicchi di mais nei processi odierni fornisce circa 20.000 BTU in più di energia rispetto all'energia utilizzata per produrlo. Lo studio prevede che l'utilizzo della cellulosa da switchgrass triplicherebbe tale guadagno netto, a circa 60.000 BTU per gallone, principalmente perché nella coltivazione dell'erba verrebbe utilizzato poco combustibile fossile. Ma i costi devono scendere per renderlo pratico.
È di questo etanolo cellulosico che ha parlato il presidente Bush quando ha proposto di aggiungere 150 milioni di dollari al budget federale dell'anno prossimo per la ricerca sull'uso della gramigna. Raab dice che switchgrass è attraente; per prima cosa, un acro di terra può produrre quattro volte la massa di erba del mais. E lo switchgrass è molto più resistente e più facile da coltivare del mais. Il bilancio energetico per l'etanolo da switchgrass è tremendamente migliore, dice. Non richiede tutto il fertilizzante, tutta l'irrigazione, tutta l'intensità energetica del mais.
Gli scienziati stimano che l'etanolo potrebbe sostituire circa il 30% della domanda di benzina senza influire sulla produzione alimentare. In questo momento, l'etanolo, mescolato con la benzina, rappresenta solo il 2% circa del carburante nelle auto statunitensi. Switchgrass può essere coltivato su terreni marginali che non potrebbero supportare l'agricoltura alimentare. E gli esperimenti hanno dimostrato che un acro di terra può produrre da 6 a 15 tonnellate di erbaccia, producendo circa 100 galloni di etanolo per tonnellata.
Edenspace Systems di Dulles, in Virginia, sta anche cercando di ingegnerizzare geneticamente il mais e l'erba rampicante per essere migliori fonti di etanolo. È chiaramente un'idea che ha preso piede, afferma Ken Keegstra, direttore del Department of Energy Plant Research Laboratory presso la Michigan State University, che recentemente è diventato consulente di Agrivida. Penso che chiunque lo realizzi in modo pratico abbia un vero vincitore tra le mani.
Tuttavia, ci vorrà del tempo prima che qualcuno metta il gas derivato dal switchgrass nella propria auto. Finora, Agrivida ha progettato enzimi al computer e li ha coltivati nei batteri, ma devono ancora testare come agiscono gli enzimi nelle piante. Raab spera di iniziare le prove sul campo alla fine del 2007, al fine di ottenere l'approvazione dal Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti per iniziare a commercializzare il suo mais nel 2010. Adattare il metodo allo switchgrass richiederebbe altri due o tre anni di ricerca accademica, afferma Raab.