Forskare vid Chalmers tekniska högskola, Sverige, har identifierat två huvudutmaningar för produktion av förnybara biobränslen från billiga källor:För det första, sänka kostnaderna för att utveckla mikrobiella cellfabriker, och för det andra, upprättande av effektivare metoder för hydrolys av biomassa till sockerarter för jäsning. Deras studie publicerades nyligen i tidskriften Naturenergi .

Studien, av professor Jens Nielsen, Yongjin Zhou och Eduard Kerkhoven, från avdelningen för system och syntetisk biologi, utvärderar de barriärer som måste övervinnas för att göra biomassa-härledda kolväten till ett verkligt alternativ till fossila bränslen.

"Vår studie är av särskilt intresse för beslutsfattare och forskningsfinansiärer, eftersom den belyser de senaste framstegen och potentialen inom biobränsleområdet. Den identifierar också var mer forskning krävs. Detta kan bidra till att prioritera vilken forskning som ska finansieras, säger Eduard Kerkhoven.

Det är tekniskt redan möjligt att producera biobränslen från förnybara resurser genom att använda mikrober som jäst och bakterier som små cellfabriker. Dock, för att konkurrera med fossila bränslen, processen måste bli mycket effektivare. Men att förbättra effektiviteten hos de mikrobiella cellfabrikerna är en dyr och tidskrävande process, så att påskynda utvecklingen av cellfabriken är därför ett av de främsta hindren.

Professor Jens Nielsen och hans forskargrupp är världsledande inom teknik för jäst, och i utvecklingen och tillämpningen av datormodeller för jästmetabolism – samt att de är kända för sin forskning i världsklass om mänsklig metabolism, och undersökningar av åldrandeprocesser och sjukdomar. Deras arbete informerar om hur jäst bäst kan konstrueras för att tillverka nya kemikalier eller biobränslen. I deras artikel, "Barriärer och möjligheter i biobaserad produktion av kolväten, " forskarna undersöker produktionen av olika biobränslen med hjälp av en modell av jästmetabolism.

"Vi har beräknat teoretiska maximala produktionsutbyten och jämfört detta med vad som för närvarande är möjligt i labbet. Det finns fortfarande en enorm potential för att förbättra processen, säger Eduard Kerkhoven.

Den andra huvudbarriären är effektiv omvandling från biomassa, som växter och träd, till de sockerarter som används av cellfabrikerna. Om denna omvandling gjordes mer effektiv, det skulle vara möjligt att använda avfallsmaterial från skogsindustrin, eller grödor som avsiktligt odlas för biobränslen, att producera ett helt förnybart biobränsle. Eduard Kerkhoven noterar hur viktiga biobränslen kommer att vara för framtiden.

"I framtiden, medan personbilar i första hand kommer att vara elektriska, biobränslen kommer att vara avgörande för tyngre transportsätt som jetplan och lastbilar. Internationella energiorganet räknar med att år 2050, 27 procent av de globala transportbränslena kommer att vara biobränslen. Under tiden, stora oljebolag som Preem och Total spår också att förnybara biobränslen kommer att spela en viktig roll i framtiden. I deras "Sky Scenario", Shell räknar med att biobränslen kommer att stå för 10 procent av all global slutenergianvändning i slutet av seklet. Det är också i linje med vår forskning, " avslutar han.