كيف يمكن للميكروبات التي تتغذى على الزيت أن تحدث ثورة في تحول الطاقة [فيديو]

كما يمكن أن يشهد أي متحمس للخبز المخمر ، تعيش الميكروبات المفيدة في كل مكان حولنا. تشير التقديرات إلى أن الأرض موانئ ما يصل إلى تريليون الأنواع الميكروبية. يجعل الكثير من حياتنا أفضل ، مما يمكننا من القيام بكل شيء من تخمير الأطعمة إلى تصنيع الأنسولين البشري.

جذبت هذه الاحتمالات انتباه تارا كريمي ، الباحثة الأكاديمية المتخصصة في التقنيات المستوحاة بيولوجيًا. عمل شقيقها موجي كريمي مع شركة أرادت إجراء تسلسل الحمض النووي للميكروبات التي تعيش في آبار النفط والغاز. كان الشقيقان كريمي شغوفين بالاستدامة. عندما تقاطعت حياتهم المهنية ، بدأوا في التفكير في الطرق التي يمكن أن تساعد بها معرفتهم بالعلوم والتكنولوجيا في عكس تغير المناخ.

في نهاية المطاف ، أدى تعاونهم إلى مصنع Cemvita ، وهو شركة ناشئة في مجال التكنولوجيا الحيوية أسسوها في عام 2017. واليوم ، ينصب تركيزهم على جلب التكنولوجيا الحيوية إلى انتقال الطاقة من خلال تطبيقات مثل تسخير الكائنات المجهرية لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى شيء آخر ، واستخراج الليثيوم من الطين أو العيد. على النفط ، والذي سيكون مفيدًا للغاية في الجهد العالمي لإزالة الكربون.

حشد جيش ميكروبي

يعتبر استخراج الزيت عملية متدنية بطبيعتها. مع إنتاج المزيد من الزيت ، ينخفض ​​الضغط تحت السطحي ، ومن المعتاد ترك 20٪ إلى 50٪ من الزيت غير مُستعاد. رأى Cemvita هذه الخزانات في المرحلة النهائية على أنها مثالية لاختبار تأثير الميكروبات على الهيدروكربونات ، وكان لدى فريقها متعدد التخصصات فكرة البحث عن الميكروبات التي تحول الزيت المتبقي إلى منتج مفيد آخر.

تضمنت العملية فحص مجموعة من الميكروبات لمعرفة ما يمكنها فعله وتحديد أي منها قد يكون قادرًا على التكيف والبقاء في حقل نفط. خلال هذه العملية ، وجدوا سلالة من الميكروبات التي يمكن أن تنتج الهيدروجين أثناء استهلاك الزيت. ويرى موجي ، الرئيس التنفيذي لشركة سيمفيتا ، أن هذه الميكروبات قد تكون قادرة على أداء شكل حديث مميز من الكيمياء - تحويل الذهب الأسود إلى ما أطلق عليه "هيدروجين الذهب".

"فريقنا يحب الاكتشاف. إنها جمال البحث: تبدأ بحل تحدٍ واحد ، ثم تكتشف شيئًا أكبر ".

تعطيل انتقال الطاقة

لم يكن اكتشاف الهيدروجين مصادفة. تتمثل مهمة Cemvita الأساسية في التعلم من الطبيعة وتطوير التقنيات التي تعمل بانسجام معها. "فريقنا يحب الاكتشاف" ، هذا ما قالته تارا ، كبير التكنولوجيا في Cemvita. "إنه جمال البحث: تبدأ بحل تحدٍ واحد ، ثم تكتشف شيئًا أكبر."

إن وعي الميكروبات التي تهضم الهيدروكربونات ليس جديدًا. لقد لعبوا دورًا رئيسيًا في الحد من الضرر البيئي تسرب النفط من شركة Exxon Valdez في الثمانينيات و الهضم مزيج من النفط الخام والغاز الطبيعي المتسرب من بئر ماكوندو التابع لشركة بريتيش بتروليوم في عام 2010. في المختبر ، اختبر فريق سيمفيتا أبناء عمومة تلك الميكروبات للعثور على سلالات قوية بما يكفي للبقاء على قيد الحياة في البيئات تحت السطحية اللاهوائية حيث أراد العلماء إرسالها .

يقول موجي: "بمجرد قيامنا بفحص هذه الصناديق ، شعرنا أن لدينا فرصة لإنتاج الهيدروجين بتكلفة أقل من دولار للكيلوغرام الواحد". ستضع هذه الاقتصاديات الهيدروجين الذهبي لسيمفيتا على قدم المساواة مع الهيدروجين المنتج من الغاز الطبيعي. لوضع هذا العمل الفذ في المنظور الصحيح ، أطلقت وزارة الطاقة الأمريكية في عام 2021 طلقة الهيدروجينمبادرة تهدف إلى الوصول إلى سعر الدولار للكيلو خلال عقد من الزمن.

طريق مقنع للتنمية

مثل أي تقنية جديدة ، فإن التبني الواسع لحل سيمفيتا سيتطلب ثقة المستثمرين والشركاء المحتملين. استثمرت Mitsubishi للصناعات الثقيلة في الشركة كجزء من تركيزها الاستراتيجي على تحديد فرص إزالة الكربون وتسريعها. يقول ريكي ساكاي ، نائب الرئيس الأول للاستثمار وتطوير الأعمال في شركة Mitsubishi Heavy Industries: "يعد تطوير التقنيات المبتكرة التي ستحفز انتقال الطاقة وإزالة المخاطر منها محورًا رئيسيًا لنا ، لا سيما فيما يتعلق بتطوير سلاسل قيمة الكربون والهيدروجين" أمريكا.

"يمكن أن ينتهي التصنيع الحيوي تحت السطحي إلى إنشاء صناعة جديدة كاملة لاستكشاف وإنتاج الهيدروجين."

لدى شركات النفط والغاز حوافز قوية للدخول في شراكة مع سيمفيتا. الآبار المغطاة وحقول النفط المستغلة سيمفيتا المستهدفة للاختبار الميداني هي في الأساس التزامات لشركات الاستكشاف والإنتاج. يوفر تحويل الزيت المتبقي إلى هيدروجين طريقة لإطالة عمر الآبار التي تم شطبها.

يقول موجي: "الآبار التقليدية المحفورة في تكوينات الحجر الرملي والحجر الجيري المسامية بين عشرينيات وتسعينيات القرن الماضي غالبًا ما تحتوي على 1920٪ إلى 1990٪ من هيدروكربوناتها في مكانها". "نحن نفكر في ذلك كمصدر للمواد الأولية الرخيصة حقًا التي يمكننا استخدامها."

في العام المقبل أو نحو ذلك ، سيبحث مصنع سيمفيتا عن جيوب يمكن أن تنتج 30 إلى 50 طناً في اليوم من هيدروجين الذهب الذي يتطلبه الأمر ليكون مجدياً تجارياً في سوق اليوم. تقدر الشركة أن هذه التجهيزات التجارية يمكن أن تستمر لمدة 10 إلى 15 عامًا قبل أن تستنفد الخزانات الحالية. وفي الولايات المتحدة وحدها ، تقدر أن أكثر من 100,000،XNUMX بئر تفي بمعاييرها الأولية.

مع تطور اقتصاد الهيدروجين ، قد يصبح من الأكثر اقتصادا الاحتفاظ بالزيت في الأرض والسماح للميكروبات بتحويله إلى هيدروجين بدلاً من ضخه. يقول موجي: "يمكن أن ينتهي التصنيع الحيوي تحت السطحي إلى توليد صناعة جديدة كاملة لاستكشاف وإنتاج الهيدروجين". "نحتاج فقط إلى وضع قدم في الباب وفتحه."

محتوى ذات صلة

دروس استثمارية من كشاف لتقنية الطاقة

نصيحة للمهندسين الشباب: ابق عينيك على الصورة الكبيرة

تخلق المركبات الكهربائية مسارًا سريعًا لأنظمة تخزين الطاقة