| Tæt på videnskaben

Ny enzym-forskning sætter turbo på biobenzin

Nye, effektive enzymer gør det lettere at lave majsstængler, halm og andet landbrugsaffald om til miljøvenlig benzin. Ud over klimafordelene rummer forskningen et stort eksportpotentiale.
Peter Westh
Professor i kemi ved Institut for Naturvidenskab og Miljø Peter Westh i laboratoriet, hvor han arbejder med enzymer, der skal gøre det lettere at nedbryde planteaffald.

Man bliver mødt af et rødt advarselsskilt og en påmindelse om, at der er adgang strengt forbudt for uvedkommende, når man træder op på første sal i den nye, hvide laboratoriebygning på Roskilde Universitet.

Det er på den anden side af dette skilt og en glasdør, at professor i kemi Peter Westh er i gang med at udvikle ultra-effektive enzymer, der skal sikre, at vi i fremtiden kan hælde planteaffald i benzintanken. Forskernes forsøg er strengt kontrollerede og må ikke ødelægges af nysgerrige forbipasserende.

Forskernes foreløbige resultater sikrede dem i juli nye bevillinger fra henholdsvis Novozymes og Innovationsfonden til et nyt forskningsprojekt med et samlet budget på 27 millioner kroner. Nu fortsætter arbejdet i laboratoriet, hvor man allerede har udviklet flere forbedrede enzymer, der er blevet patenteret på verdensplan.


Svært at nedbryde planterester
Bæredygtige alternativer til fossile brændstoffer er helt afgørende, hvis vi vil mindske atmosfærens stadigt stigende indhold af drivhusgasser.

På Roskilde Universitet arbejder forskerne ihærdigt med at gøre det nemmere at nedbryde planterester, så man hurtigt og billigt kan omdanne dem til andengenerations-bioethanol, så vores biler i fremtiden kan køre på planterester.

En af udfordringerne med at gøre andengenerations-bioethanol rentabelt er, at planteresterne er meget svære at nedbryde, fordi eksempelvis en stængels opgave er at være svær nedbrydelig ude i naturen, så den beskytter planten bedst muligt. Og det gør det langsommere og dermed dyrere at fremstille andengenerations-bioethanol sammenlignet med førstegenerations-bioethanol, som man bruger spiselige afgrøder til at producere.
 

Effektive enzymer på industriens vilkår
Forskerne på RUC tager udgangspunkt i de enzymer, der allerede findes i naturen, og som kan tåle en hel del varme, fordi det i industrien er mest fordelagtigt at arbejde ved høje temperaturer.

Læs flere artikler fra Rubrik

I laboratoriet forsøger forskerne at få enzymerne til at arbejde hurtigere, når de bliver varmet op - dvs. omdanne cellulose i planteresterne til glukose, som så senere kan omdannes til ethanol. For forskerne er det først og fremmest vigtigt at få kortlagt, hvor i nedbrydningsprocessen, enzymerne har vanskeligt ved at arbejde effektivt.

»Man kan sammenligne det med en indkøbstur i Netto. Den består af forskellige trin, hvor man først tager en kurv, derefter finder varerne, lægger dem op på indkøbsbåndet osv. Hvis det er det at finde varerne, der tager længst tid, så nytter det ikke, at vi fokuserer på at gøre køen kortere«, forklarer Peter Westh, der er leder af forskningsprojektet.  

Vigtigt bidrag til bioøkonomi
Peter Wesths forskning er et væsentlig bidrag til bioøkonomien, som handler om overgangen til et bæredygtigt samfund. EU-Kommissionen vurderer, at EU’s bioøkonomi-sektor er 2 billioner euro værd i årlig omsætning. Og i takt med, at man reducerer forbruget af fossile kilder, forventes efterspørgslen efter biomasse at stige betydeligt. Udfordringen er at gøre det rentabelt, så man på verdensplan kan bygge flere fuldskala-bioraffinaderier, som der i øjeblikket kun findes 7 af i hele verden. Faktisk skulle et spritnyt, stort bioraffinaderi i Maabjerg ved Holstebro fra 2020 have produceret grøn strøm, varme, biogas og andengenerations-bioethanol baseret på restprodukter fra det lokale landbrug. Men manglende lånegarantier ser nu ud til foreløbigt at have lukket projektet.

Og netop samarbejdet med industrien spiller en afgørende rolle i RUC’s forskningsprojekt:

»Nogle forskere oplever det som et kompromis at skulle samarbejde med industrien, fordi de er bange for at skulle gå på kompromis med deres faglighed. Men for mig har det faktisk boostet min grundfaglighed. Og det er meget spændende, at der er en direkte aftager af den viden, vi producerer, og at være i et felt, hvor så mange er interesseret i det, vi laver,« fortæller Peter Westh. 

Ud over Roskilde Universitet indgår Novozymes i projektet, som strækker sig over tre og et halvt år.


Fakta:

Forskellen på første- og andengenerations-bioethanol

Ethanol er en væske, man tilsætter benzin for at gøre den mere miljøvenlig.

Førstegenerations-bioethanol laves af stivelse og sukkerholdige råvarer som korn, fx hvede, majs, sukkerrør og sukkerroer.

Andengenerations-bioethanol laves af tørstofholdige råvarer som halm, træ og organisk affald fra landbruget og industrien. Fordelen er, at det er affalds- og biprodukter, som ikke er potentielle fødevarer.

Man kan producere ca. 100 liter brændstof ud fra en halmballe, hvorved en Fiat ville kunne køre fra Danmark og hjem til Italien.

 

Sådan arbejder enzymerne

Cellulose, der er det dominerende strukturmolekyle i planteaffald, er meget svært at nedbryde. Det er også grunden til, at stængler og halm ikke kan bruges til fødevarer for mennesker – det er ganske enkelt for svært at fordøje for menneskekroppen. Men forskellige enzymer fra mikroorganismer kan nedbryde cellulosen til opløselige sukkerarter, som kan videreomdannes til andengenerations-bioethanol ved forgæring.

Flere artikler om forskning: ruc.dk/rubrik