Annons
X
Annons
X

Termittarm framtidens energileverantör

I varmare delar av världen orsakar termiter stora skador på hus och grödor. I USA uppskattas skadorna till 50 miljarder kronor per år. Men termiterna kan också bära på hemligheten hur man skapar det perfekta biobränslet.

Termiters mag- och tarmsystem är perfekt utformade för att kunna bryta ned träfibrer. Processen är så effektiv att termiterna kan omvandla 95 procent av cellulosan till sockermolekyler som sedan fermenteras till etanol. En biprodukt är vätgas.

Termiters mag- och tarmsystem är perfekt utformade för att kunna bryta ned träfibrer. Processen är så effektiv att termiterna kan omvandla 95 procent av cellulosan till sockermolekyler som sedan fermenteras till etanol. En biprodukt är vätgas. Foto: 

PASCAL GOETHELUCK/ALL OVER PRESS

INNOVATION | SKADEDJURET KAN BLI FRAMTIDENS FRÄLSNING

OSLO Termiterna har på samma sätt som kor flera magar som är specialiserade för olika uppgifter. En termitkoloni kan sätta i sig nästan ett halvt kilo trä per dag. Eftersom deras kroppar lätt torkas ut avskyr de solljus och urholkar träet inifrån, så att bara ett tunt lager av ytan är kvar. Därför är det också svårt att upptäcka de skador som termiterna orsakar på byggnader innan det är för sent.

I sitt mag- och tarmsystem har termiterna mer än 200 olika sorters mikroorganismer. De kan utgöra en tredjedel av insektens vikt. Samarbetet fungerar så att insekten tuggar sönder träet i små bitar med käkar som är så kraftiga att termiter till och med sägs kunna äta upp biljardkulor. Mag- och tarmsystemet fungerar samtidigt som en perfekt, syrefri, livsmiljö för mikroberna. De producerar villigt de enzymer som bryter ned cellulosan och ligninet – de långa molekylerna som ger trä dess styrka – till enklare sockermolekyler. Därefter fermenteras sockret till etanol. En av biprodukterna är vätgas.

Processen tar bara 24 timmar och är så effektiv att termiterna kan omvandla 95 procent av cellulosan till sockermolekyler. Ett vanligt pappersark kan ge två liter vätgas, enligt det amerikanska energidepartementet, DOE.

Annons
X

Drömmen är att bygga en bioreaktor i stort format som klarar av samma uppgift. Därför har DOE under flera år finansierat ett projekt som kartlägger både termitens och mikrobernas DNA. Ett forskarlag begav sig till Costa Rica och samlade först in innehållet från magarna och tarmarna från hundratals termiter med små pipetter. De skickade sedan de mikroskopiska dropparna nedkylda på is till företaget Verenium i San Diego, som preparerade det för att få ut det genetiska materialet, och skickade det vidare till DOE:s stora sekvenseringsanläggning i Walnut Creek i Kalifornien. Enbart i det som kallas för P3 – den tredje av termiternas magar – fann forskarna 500 olika gener som är involverade i att framställa enzymer som bryter ned cellulosan.

–Projektet har gett oss en helt ny syn på termiterna. De är mobila bioreaktorer, säger Phil Hugenholtz, som leder DOE:s Microbial Ecology Program.

Även om det kanske inte är möjligt att kopiera hela processen hoppas skogsindustrin kunna dra nytta av några av de nya enzymerna relativt snabbt. Ett tecken är att oljebolaget BP den 15 juli i år köpte Vereniums biobränsleverksamhet för drygt 700 miljoner kronor.

Konkurrenten Shell äger hälften av det kanadensiska företaget Iogen, som använder avfall från veteproduktion för att tillverka etanol. Företaget har sedan 2004 drivit en testanläggning som producerar 340 liter etanol för varje ton med avfall.

Processen för bioreaktorer är snarlik den som används i den konventionella etanolindustrin. Först måste skogsråvaran eller restprodukter från jordbruket som halm och strån malas till ett finkornigt mjöl. Därefter behandlas det kemiskt och med kraftig värme för att separera cellulosan från ligninet och bryta ned cellulosan till enklare sockermolekyler. Det är den dyraste delen av processen i den konventionella industrin. Mer än en femtedel av kostnaderna härrör därifrån, samtidigt som den slukar energi. Dessutom är kemikalierna ett miljöproblem.

Det är det steget som kan bytas ut genom att använda enzymer från termiter. Enzymer är ämnen som påskyndar biokemiska reaktioner utan att de förbrukas själva. De behöver dessutom inte stark värme.

Vätskan med sockermolekyler fermenteras och destilleras sedan så att slutprodukten blir ren etanol. Än så länge är det svårt att veta när det blir möjligt att bygga bioreaktorer i stor skala och om de kan konkurrera i pris med konventionell teknik. Fortfarande återstår många problem att lösa. Det finns också olika hybridtekniker, som den det amerikanska företaget ZeaChem utvecklat. I juni i år började företaget bygga en bioreaktor i Oregon som kommer att ge nästan en miljon liter etanol per år.

Det främsta skälet att satsa på bioetanol från cellulosa är emellertid det etiska dilemmat att det är mat som används i den konventionella biobränsleindustrin.

Debatten om mat eller bränsle var som mest intensiv 2008 då FN:s särskilde rapportör om rätten till mat, Jean Ziegler, kallade biobränslen för ett brott mot mänskligheten.

–Den plötsliga, illa planerade, ruschen att omvandla mat som majs, vete, socker och palmolja till bränslen är ett recept för en katastrof, sa Ziegler.

Den ekonomiska krisen har gjort att efterfrågan på etanol minskat och en rekordskörd för majs i USA har gjort att etanolproduktionen inte driver upp priset på majs på samma sätt som 2006.

Genom att i stället producera biobränsle från jordbruksavfall och skog minskar den konflikten kraftigt. Enligt företaget Iogen består jordbruksavfallet i Nordamerika av 191 miljoner ton cellulosamaterial varje år. Det räcker till 53 miljarder liter biobränsle, eller 10 procent av den amerikanska bensinkonsumtionen. Etanol från sockerrör täcker 40 procent av behovet för fordonsbränslen i Brasilien.

Annons
Annons
X

Termiters mag- och tarmsystem är perfekt utformade för att kunna bryta ned träfibrer. Processen är så effektiv att termiterna kan omvandla 95 procent av cellulosan till sockermolekyler som sedan fermenteras till etanol. En biprodukt är vätgas.

Foto: 

PASCAL GOETHELUCK/ALL OVER PRESS Bild 1 av 1
Annons
X
Annons
X