天天熱訊:科學家設計出食油微生物 排泄出世界上最便宜的"清潔"氫氣

人類利用微小的單細胞和多細胞生物來執行工作的時間比我們知道它們是什么要長得多。歷史上最早的啤酒是在大約13000年前釀造的，人們系統地利用了一種叫做酵母的微型真菌，以及它吃糖和淀粉并排出二氧化碳和乙醇的習慣。這比歷史上有記載的歷史要早7000年。

微生物可以持續令人難以置信的辛勤工作，路易斯·巴斯德曾將酵母對葡萄糖的工作描述為相當于一個200磅的人在兩天內砍掉200萬磅的木材。但它們的繁殖能力也很關鍵；在適當的條件下，兩天內，100個酵母細胞可以繁殖成4000億個。

現在，人類開始掌握基因工程，一系列巨大的其他可能性正在打開。隨著人工智能的興起，科學家們比以往任何時候都更容易確定遺傳代碼的哪些部分負責微生物的理想行為，并重復這些部分，使這些小生物的性能越來越高。

(資料圖片)

從事這項工作的其中一加公司是Cemvita，該公司目前正集中精力研究以碳氫化合物為食的微生物--特別是原油--并使其發酵，排出氫氣和二氧化碳。不幸的是，將這種釋放描述為打嗝或放屁是不準確的，氣體只是通過細胞壁冒出氣泡，沒有任何慶祝的聲音。

這與油井的工作方式有很好的聯系；當它們第一次被開采時，它們開始處于最高產量，有時甚至在壓力下噴出地球。但隨后情況逐漸減少，直到將剩余的石油推出或吸出的能源成本高于能賣的價格。因此，在耗盡的油井中還有大量的石油，以及在每個項目中都有一些方便的基礎設施。Cemvita希望將所有這些油井變成生物氫氣農場。

必要時，微生物、營養物質和抑制劑將被泵入枯竭的油井中。氫氣將冒出，被捕獲并出售，二氧化碳將被分離出來進行封存。

因此，在將一堆專門培育的微生物用循環水打到油井深處之前，這些油井大多都已經被廢棄了。微生物隨后利用這些難以開采的石油開始工作：進食、排泄和繁殖，Cemvita公司在氣體離開井頂時將其捕獲，將其分離成氫氣用于加工和銷售，再泵入二氧化碳用于封存。持續將營養物質和抑制劑送入井中，可以使過程得到控制并朝著正確的方向發展。

Cemvita從實驗室開始，對微生物進行基因改造，但試圖不走得太遠而使其被歸類為轉基因。該團隊將目光投向了以低于1美元/公斤的價格生產氫氣的經濟目標，其啃食石油的微生物很快就超過了它們的性能目標，比Cemvita預測的它們需要的性能要好6.5倍。

從那以后，是時候在一個實際的油井中試用它們了。Cemvita與德克薩斯州西部二疊紀盆地的一家石油生產公司合作，將一小群微生物放入一口枯竭的油井中進行測試。結果是：氫氣水平比基線高三倍。

"在很短的時間內，"Cemvita公司黃金H2部主任Zach Broussard在一份新聞稿中說，"我們將我們的微生物從實驗室轉移到現場。這次試驗中的產氫量超過了我們的預期。隨著我們繼續在井下使用產氫微生物，我們預計我們可以達到1美元/公斤或更低的產氫率"。

因此，石油公司的擱淺資產變成了一個極其高效的氫氣來源--而且是一個非常、非常便宜的來源。在補貼之前，每公斤不到一美元，這可能是世界上最便宜的一些氫氣。而且不會缺乏原料；Cemvita指出，為了實現巴黎氣候目標，世界上大約60%的已知石油儲備將需要留在地下。

那么，風險是什么？主要是監管方面。首先，該公司將需要滿足監管機構的要求，即其微生物的使用是安全的，并且不會造成意外的環境后果。

其次，你可能已經注意到Cemvita不能稱其產品為"綠色"氫氣，這可能是由于作為該過程的一部分所釋放的二氧化碳。相反，它將其稱為"黃金"氫氣，并依靠碳捕獲和儲存來確保其氫氣是"碳中性的"。從長遠來看，隨著法規的收緊，這可能會限制銷售。

第三，商業模式確實給了我們一些關注的理由。Cemvita需要舊油井來推進其計劃，因此，如果它不能直接購買這些油井，它將不得不向石油公司授權技術，或與石油公司合作，讓其微生物發揮作用。石油公司一定對這一想法感到興奮--這些長期被注銷的資產帶來的利益絕對會讓他們眼前一亮。

但是，要使這成為地球的好消息，要么需要相信這些石油公司會盡職盡責地捕獲并永久地儲存所有從他們的油井中流出的二氧化碳，要么我們需要相信環境監管機構讓這些石油公司履行他們的承諾。

不管怎么說，這是一項迷人的技術，看起來它的背后有大量的資金支持，所以看它如何發展會很有趣。