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Trasformare il gas di scarico in carburante
Il monossido di carbonio velenoso emesso dalle acciaierie e da altre fonti industriali può essere trasformato in cose utili. Presto un'azienda neozelandese con un approccio insolito a questa idea prevede di utilizzare il gas per produrre etanolo e precursori chimici per un'ampia varietà di materie plastiche e solventi.
L'azienda, LanzaTech , utilizza microrganismi geneticamente modificati che mangiano il gas. Sebbene sia comune per le aziende utilizzare microrganismi come lieviti e batteri per produrre etanolo e altri prodotti, i microrganismi generalmente si nutrono di una qualche forma di zucchero, come il glucosio derivato dall'amido di mais. Piuttosto che utilizzare fonti alimentari, LanzaTech alimenta i suoi microrganismi con monossido di carbonio. Fondamentalmente sta mangiando un flusso di gas, afferma l'amministratore delegato dell'azienda, Jennifer Holmgren.
LanzaTech ha recentemente annunciato accordi per costruire impianti commerciali in un'acciaieria e una centrale elettrica a carbone in Cina. Le emissioni delle acciaierie di tutto il mondo sarebbero sufficienti per produrre circa 30 miliardi di galloni di carburante ogni anno, Holmgren dice. Ciò equivale a circa il 15% della benzina consumata negli Stati Uniti.
Gli organismi possono anche sopravvivere con una miscela di monossido di carbonio e gas idrogeno chiamato syngas, che può essere prodotta riscaldando, in determinate condizioni, praticamente qualsiasi cosa composta principalmente da idrogeno e carbonio, inclusi plastica, trucioli di legno e carbone. Solitamente il syngas viene convertito in prodotti utili attraverso processi termochimici che utilizzano catalizzatori inorganici. Ma questi approcci catalitici producono anche prodotti di scarto che devono essere smaltiti.
Ciò spiega un altro vantaggio dei microrganismi ingegnerizzati: possono essere fatti produrre rese molto più elevate di un prodotto desiderato, afferma Andy Aden , ricercatore presso il National Renewable Energy Laboratory di Golden, in Colorado. Dice anche che il costo dei microrganismi e dei nutrienti può essere inferiore al costo dei catalizzatori di metalli preziosi tipicamente utilizzati nei processi termochimici. E gli organismi possono spesso tollerare impurità che disattiverebbero i catalizzatori, aggiunge Aden.
Il processo LanzaTech ha l'ulteriore vantaggio di non richiedere idrogeno. Di conseguenza, può lavorare direttamente sui flussi di fumo delle acciaierie, che spesso non includono l'idrogeno. Se l'idrogeno è presente in un flusso di gas di scarico, può essere somministrato agli organismi o separato e venduto: è un bene prezioso.
Holmgren non sta rivelando l'organismo specifico utilizzato dall'azienda, ma afferma che è una versione di un organismo che può produrre naturalmente etanolo dal monossido di carbonio. L'azienda lo ha modificato per produrre il carburante a tariffe commercialmente interessanti, dice. LanzaTech ha anche recentemente annunciato di aver ingegnerizzato un microrganismo in grado di produrre 2,3-butandiolo, un precursore chimico che può essere utilizzato per produrre il solvente metiletilchetone (MEK), utilizzato nei pennarelli cancellabili a secco e nella produzione di plastica e tessili. La stessa sostanza chimica può produrre butani e butadiene, che possono quindi essere utilizzati per produrre una varietà di materie plastiche e idrocarburi.
Solo poche aziende stanno adottando un approccio simile. Tra questi ci sono le società dell'Illinois Ineos Bio , con sede a Lisbona, e Coskata , con sede a Warrenville. Entrambi usano i batteri per produrre carburante o sostanze chimiche da una combinazione di monossido di carbonio e idrogeno. LanzaTech si rivolge alle acciaierie perché producono gas di combustione che in genere contengono monossido di carbonio ma non idrogeno. Ha dimostrato la produzione di etanolo in un'acciaieria; l'impianto pilota del mulino può produrre 15.000 galloni di combustibile all'anno.
Quest'estate, LanzaTech ha annunciato di aver firmato una lettera di intenti con Baosteel, un grande produttore di acciaio cinese. Le aziende intendono costruire un impianto dimostrativo il prossimo anno in grado di produrre circa 100.000 galloni di carburante, e quindi aggiungere a quell'impianto un impianto commerciale su vasta scala in grado di generare più di 50 milioni di galloni all'anno. LanzaTech ha anche un accordo con la Henan Coal and Chemical Industries Corporation in Cina per la produzione di carburante e prodotti chimici in un impianto che funzionerà con carbone gassificato.
Da quando è stata fondata nel 2005, LanzaTech ha raccolto 30 milioni di dollari in capitale di rischio e 10 milioni di dollari dal governo della Nuova Zelanda. Holmgren afferma che il prezzo della sua azienda per produrre etanolo è abbastanza competitivo: infatti, siamo vicini a essere in grado di produrre etanolo senza sussidi. Dice che mentre il mercato chimico è più piccolo del mercato del carburante, può essere più redditizio, dal momento che i prodotti chimici come il MEK vendono a più del doppio del prezzo dell'etanolo.
Aden afferma che l'azienda dovrà affrontare diverse sfide durante il potenziamento della tecnologia. Tra questi: garantire che i gas possano essere disciolti per il consumo degli insetti in grandi reattori, non solo quelli piccoli utilizzati negli impianti pilota.