บริษัท Joule จากสหรัฐอเมริกา กำลังพัฒนาการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพด้วยการนำวิศวกรรมจุลินทรีย์มาใช้ผลิตเอทานอลจากแสงแดด น้ำ และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นการร่วมมือกับค่ายผลิตรถยนต์ “ออดี้” ลงทุนกว่า 110ล้านดอลลาร์ สำหรับการพัฒนาและทดสอบเชื้อเพลิงชีวภาพที่คาดจะผลิตใช้ในเชิงพาณิชย์ ปี 2014
การพัฒนาพื้นที่ทดสอบผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพกลางแจ้งขนาดเล็กของ บจ. จูล แสดงให้เห็นวิธีการออกแบบอาคารจุลินทรีย์ในเครื่องปฎิกรณ์โปร่งใสพิเศษซึ่งสามารถสร้างเชื้อเพลิง 8,000 แกลลอนเอทานอลต่อเอเคอร์ต่อปี ซึ่งเป็นผลผลิตเชื้อเพลิงที่สูงมากเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงที่ได้จากพลังงานแสงอาทิตย์ หรือการแปลงเชื้อเพลิงจากฟอสซิล
ส่วนใหญ่บริษัทที่ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากผลผลิตพืช เช่น ข้าวโพด หญ้า หรือ สาหร่าย โดยนำมาวิเคราะห์และสังเคราะห์ให้เกิดเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพโดยใช้จุลินทรีย์เป็นตัวแปลงสารอินทรีย์ให้เป็นพลังงานเชื้อเพลิงชีวภาพ แต่ด้วยความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยีชีวภาพ ในการสร้างจุลินทรีย์ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก (ยังไม่ได้ตั้งชื่อ) จึงมีกรรมวิธีรวมยีนของจุลินทรีย์ซึ่งสามารถผลิตเป็นเอทานอลจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และแสงแดดเพื่อเพิ่มผลผลิตของจุลินทรีย์
นอกจากนี้ ได้ลบยีนเดิมของจุลินทรีย์ออกเป็นจำนวนมากโดยไม่ต้องฆ่าจุลินทรีย์ และทำให้จุลินทรีย์ใหม่มีความสามารถในการเผาผลาญสารชีวมวลเพื่อมุ่งเน้นการผลิตเอทานอลมากกว่าจุลินทรีย์ประเภทอื่นๆ
บจ. จูล คาดการณ์ว่าจุลินทรีย์ในห้องทดลองกลางแจ้งจะสามารถสร้างเชื้อเพลิงชีวภาพได้ 25,000 แกลลอนเอทานอลต่อเอเคอร์ต่อปี และด้วยวิธีดังกล่าวสามารถสร้างอัตราการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพถึง 15,000 แกลลอนในห้องปฎิบัติการ และอยู่ระหว่างการศึกษาและพัฒนาจุลินทรีย์ชนิดใหม่ที่ผลิตเชื้อเพลิงดีเซลสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล
อีกสิ่งสำคัญอยู่ที่การออกแบบภาชนะสำหรับเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์ที่มีลักษณะคล้ายกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ถูกวางราบภายในรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ากว้างประมาณ 1 เมตร ซึ่งเป็นการออกแบบให้กระจายน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่สะดวกต่อการจัดเก็บน้ำมันเชื้อเพลิงชีวภาพที่เกิดจากการขับถ่ายของจุลินทรีย์ ซึ่งถือว่าเป็นการออกแบบจนแน่ใจว่าเชื้อจุลินทรีย์มีปริมาณที่เหมาะสมกับสารอาหารและแสงแดด
เดวิด เบอร์รี่ ในฐานะหุ้นส่วนผู้ก่อตั้ง Flagship Ventures, และผู้ก่อตั้งบริษัท จูล จำกัด อธิบายแนวคิดเกี่ยวกับสร้างแปลงสาธิตการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากจุลินทรีย์ ว่า “ระบบฐานรากของแปลงจะต้องเป็นคอนกรีต และใช้กรอบเป็นโลหะ และนำโครงสร้างแผงพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้หลอดไฟพลาสติกแทน ลักษณะหลอดยาว 50 เมตรเป็นคู่ และมีขนาดที่ใหญ่มากพอที่จะวางบนคานคอนกรีตได้โดยตรงเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง”
นอกจากนี้ ในการออกแบบแปลงสาธิตสำหรับจุลินทรีย์จำเป็นจะต้องมีสารอาหารและน้ำซึ่งจะต้องทำให้หมุนเวียนเพื่อการเพิ่มประสิทธิภาพในการเจริญเติบโต โดยเอทานอลจะไปรวมตัวอยู่ที่ท่อพลาสติกพลังงานแสงอาทิตย์ด้านบน และจะถูกลำเลียงไปแยกก๊าซอีกครั้งที่โรงงานส่วนกลาง ทั้งนี้ บจ.จูล วางแผนที่จะทำการออกแบบระบบโรงงานใหม่ในขั้นสุดท้ายในพื้นที่ 4 เอเคอร์ ในฮอบส์ นิวเม็กซิโก ซึ่งอยู่ระหว่างการปรับปรุงสถานที่สำหรับจัดเก็บพลังงานชีวภาพเพื่อการพาณิชย์ และจะกระจายอยู่ตามพื้นที่ต่างๆ เพื่อความสะดวกในการขนส่ง
สำหรับสิ่งที่ท้าทายบริษัทผลิตพลังงานชีวภาพนั้นส่วนมากมักจะเกิดปัญหาด้านการจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ คือมีปริมาณของพลังงานที่ไม่เพียงพอต่อจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ ซึ่ง บจ. จูล คาดว่าจะต้องใช้พื้นที่ประมาณ 5,000 เอเคอร์ เพื่อเป็นแปลงผลิตพลังงานเชื้อเพลิงชีวภาพที่สามารถผลิตพลังงานในทางทฤษฎีจำนวน 25,000 แกลลอนเอทานอลต่อเอเคอร์ต่อปี ซึ่งจะช่วยให้บริษัทฯ ผลิตเอทานอลได้ 1.28 ดอลลาร์ต่อแกลลอน โดย บจ. จูล เตรียมแผนที่จะก่อสร้างโรงงานในเชิงพาณิชย์ประมาณปลายปี 2013
คาดว่าผลิตในเชิงพาณิชย์ ปี 2014
รถยนต์ที่สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ได้มีแค่รถที่ใช้พลังงานไฟฟ้าทั้งหมด หรือพวกไฮบริดเท่านั้น อย่างที่กล่าวมา Audi กำลังเร่งพัฒนาน้ำมันสังเคราะห์ที่ใช้ CO2 แทนที่จะปล่อยก๊าซเสียนี้ออกสู่บรรยากาศ
ในการผลิตน้ำมันประเภทนี้จะต้องใช้ท่อใสขนาดใหญ่ที่มีน้ำอยู่เต็มและยาวถึง 100 เมตร ซึ่งภายในบรรจุ cyanobacteria ที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมมาแล้ว เมื่อได้รับแสงอาทิตย์และก๊าซ CO2 แบคทีเรียชนิดนี้จะสามารถผลิตน้ำมันที่ Audi เรียกว่า e-ethanol และ e-diesel
แนวคิดเรื่องนี้มีอยู่ว่า เมื่อ CO2 ถูกปล่อยออกมาเมื่อมีการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง ให้นำ CO2 เหล่านี้กลับมาใช้ผลิตเชื้อเพลิงใหม่ Audi กล่าวว่ารถที่ใช้น้ำมันสังเคราะห์นี้ตลอดอายุการใช้งานจะผลิตก๊าซ CO2 เท่ากับรถที่ใช้พลังงานไฟฟ้าทั้งคันเลยทีเดียว
นอกจากนี้ เชื้อเพลิงสังเคราะห์ยังมีข้อดีอื่นๆ เช่น ใช้พื้นที่ในการผลิตได้มีประสิทธิภาพกว่าถึง 20 เท่า ไม่รบกวนการผลิตอาหาร และไม่ใช้น้ำสะอาดในการผลิต แต่ใช้น้ำเสีย หรือน้ำเกลือเท่านั้น
ขณะนี้ Audi กำลังสร้างโรงงานเพื่อที่จะแสดงว่าขั้นตอนการผลิตเป็นอย่างไร และโรงงานผลิตเพื่อการค้าก็น่าจะแล้วเสร็จและเริ่มผลิตได้ในปี 2014
ที่มา : http://www.technologyreview.com/news/429245/audi-backs-a-biofuels-startup/
http://www.singhasquare.com/
