Bioreaktorer, der huser metanspisende bakterier, kunne tilbyde en bærbar, off-grid-opløsning til opsygning af metanlækager fra steder som deponeringsanlæg og kulminer
Deponeringsanlæg er en vigtig kilde til metanemissioner
Methan lækker fra steder som rismarker, deponeringsanlæg, mælkeprodukter og kulminer kunne tilsluttes ved hjælp af gas-guzzling bakterier, hvilket hjælper med at begrænse den globale opvarmning.
Senere på året vil forskere i USA indsætte en bioreaktor fyldt med en specielt avlet stamme af metanspisende bakterier på et deponeringssted i Washington.
De håber, at felttesten vil bevise, at disse bakterier, kendt som methanotrofer, kan indsættes i bioreaktorer for at høste metan fra luften, selv ved relativt lave koncentrationer.
”Da eksisterende bakterier er designet af naturen til at udføre dette arbejde, er visionen at udnytte denne naturlige kapacitet i en modulær, skalerbar teknologi, der kan implementeres overalt i verden,” siger Mary Lidstrom ved University of Washington. ”Når den først bliver rentabel, kan denne opløsning skalere til flere megatoner af metan om året, hvilket giver en naturbaseret opløsning til at reducere metan i atmosfæren.”
Metan har en relativt kort levetid i atmosfæren, der dvæler i omkring syv til 12 år, men det fælder meget mere varme end kuldioxid. At skære metanemissioner er derfor en vigtig rute til at bremse opvarmning på kort sigt, men alligevel er metanemissionerne steget i de senere år.
De største kilder til metanemissioner er landbrug, fossile brændstoffer og deponeringsaffald, som alle bioreaktorer vil målrette mod. Bioreaktorerne er gigantiske tanke, der ligner størrelse som en forsendelsescontainer, der huser specielt opdrættede stammer af Methylomicrobium Buryatense 5GB1Cen methanotrof, der oprindeligt blev fundet i en sø i Rusland.
Lidstrom og hendes kolleger har arbejdet for at forbedre mikrobens evne til at høste methan, selv ved relativt lave koncentrationer på omkring 100 til 1000 dele pr. Million, svarende til de niveauer, der findes nær metanlækage -steder som deponeringsanlæg.
Den metanbelastede luft vil strømme gennem bioreaktoren, hvilket tillader methanogenerne inde at forbruge methan, omdanne den til proteiner, som høstes og sælges til dyrefoder og kuldioxid. Selvom dette betyder, at små mængder drivhusgas stadig vil blive frigivet, er nettoeffekten en reduktion i luftens opvarmningskapacitet. Holdet forventer, at bioreaktoren skærer metankoncentrationer med 60 til 80 procent i luften, der er blevet behandlet.
”Dette er en teknologisk løsning, der kan fungere,” siger Jessica Swanson ved University of Utah, der også arbejder på projektet. En anden pilot på deponeringsanlægget planlægges også for dette år sammen med en anden på et landbrugssted, sandsynligvis en mejeri- eller svinebedrift.
Når de er skaleret op, kunne disse bioreaktorer fjerne 24 millioner ton co₂-ækvivalente i midten af århundrede. ”Det er en spændende tilgang,” siger Mary Ann Bruns ved Pennsylvania State University, selvom hun advarer om, at bioreaktorer ikke vil være en ”sølvkugle” for alle metanemissioner.
Opskalering af ideen kræver kommercielle investeringer. Holdet estimerer, at 3 millioner dollars i venturekapitalfinansiering er nødvendig for at få bioreaktorer på markedet. ”Vi har brug for finansiering for at få teknikken udviklet, for at få piloterne ud, for at demonstrere dette og vise, at det fungerer,” siger Swanson.
Lisa Stein ved University of Alberta i Canada arbejder på et lignende koncept, der vil bruge methanotrofer indkapslet i hydrogeler til at udtrække metan fra vådområder. Hun siger, at methanotrofer har “et stort potentiale” til at blive indsat for at tackle emissioner i den virkelige verden. ”Vi er meget heldige, at mikrober har udviklet denne enzymatiske kapacitet til at binde methan og oxidere den til kuldioxid og også assimilere det til biomasse,” siger hun.