28 november 2022

Tal om energikris kan sättas i perspektiv av att jorden på en timme tar emot mer energi från solen än vad mänskligheten behöver under ett helt år. Vi har alltså, tack vare solen, tillgång till långt mycket mer energi än vad vi någonsin kommer att behöva – om vi bara förmår att hitta sätt att omvandla solljuset till för oss användbara energiformer.

Vid Uppsala Universitet är en av de metoder som studeras artificiell fotosyntes. På papperet är det enkelt; bara att kopiera naturens processer för att utnyttja solljuset till att omvandla koldioxid och vatten till energirika kolhydrater. Men forskningen är än så länge i sin linda, och konkreta resultat beräknas vara på marknaden först om 10 år. Men redan idag har ett bolag bildats, som står redo att kommersialisera forskningsresultaten: Desert Ocean.

Naturlig fotosyntes utgör förstås redan en viktig beståndsdel i produktionen av icke-fossila drivmedel, t ex i form av sockerrör för etanolproduktion eller raps för RME. Men ett problem med dessa biodrivmedel är att det krävs stora arealer för produktionen av den biomassa som behövs. För produktion av 100 liter etanol från sockerrör krävs en yta mellan 125 och 200 kvadratmeter.

 Att ersätta alla fossila drivmedel med biodrivmedel är därför inte en helt enkel matematik – även om man bortser från problematiken att den fossila energin än så länge är så billig. Med konstgjord fotosyntes kan markanvändningen effektiviseras, och jordbruksmark reserveras för livsmedelsproduktion och att upprätthålla ekosystem. 

Planerar flytande bioreaktorer

Fokus för forskningen kring artificiell fotosyntes är att hitta effektiva tillverkningsprocesser, som kan skalas upp till industriell tillämpning. Ett av det pågående forskningsprojekten handlar om att utnyttja cyanobakterier för drivmedelsproduktion.

Detta genom förändringar i cyanobakteriernas gener som gör att bakterierna producerar alkoholen butanol istället för att växa. Butanol kan sedan användas som drivmedel i vanliga förbränningsmotorer. All produktion idag sker inomhus med artificiellt ljus, vilket innebär att energi måste tillföras. Men ambitionen är att framöver flytta bakterieodlingen utomhus och istället utnyttja solljus. 

Eftersom koldioxid, tillsammans med vatten, är en av de beståndsdelar som behövs i tillverkningsprocessen, kan drivmedelsodlingarna anläggas i kombination med industrier med stora koldioxidutsläpp. Att utnyttja dessa utsläpp i produktionen innebär inte bara att en problematisk restprodukt blir till en nyttighet, men att produktionsanläggningarnas effektivitet kan höjas. Detta då tillverkningsprocessen snabbas upp om bakterierna tillförs en högre koncentration av koldioxid än vad som finns i luften vi andas. 

Desert Oceans planer är dock, som namnet antyder, att odla bakterierna i stora flytande bioreaktorer till havs nära ekvatorn, där det finns gott om både solenergi och vatten, samtidigt som man inte tränger bort eller konkurrerar om ytan med annan verksamhet. Den butanol som bildas skall sedan hämtas av en tankbåt. 

Niclas Malmberg