Att tanka grönt eller tänka grönt

Sten Stymne
Kärnområdet Växtförädling och Bioteknik
SLU, Alnarp    

Antag att du äger en petrokemisk fabrik och tillverkar syntetisk smörjolja.  Du får in råolja som du krackar och bygger upp polyoler och estrar som säljs som syntetisk motorolja för 120 kr litern på mackarna. Någon tekniskt mindre bevandrad dieselbilägare, tillika politiker med aktier i ditt bolag, råkar av misstag hälla en dunk av din fina motorolja i tanken och upptäcker att den funkar lika bra som dieseln. Han får en snilleblixt! Han får med regeringen på ett förslag att det skall vara 10% inblandning av syntetolja i all diesel. Din fabrik som hotades av nedläggning p.g.a. konkurrens från utlandet kan nu expandera produktionen 100 gånger och anställa flera tusen personer. För varje liter motorolja som produceras får du en rejäl slant av staten som inte heller tar ut någon bränsleskatt för den inblandade oljan i dieseln, som därför kan säljas till ungefär samma pris som vanlig diesel. Det går åt en hel del energi att göra motoroljan, faktiskt mer än motoroljan innehåller. Du dövar en gnagande känsla av att inte allt står rätt till med att titta på hur aktiekursen för ditt bolag rusar i höjden.

Tycker du ovanstående scenario är absurt? Men beskrivningen är faktiskt inte så väldigt långt ifrån verkligheten vad gäller satsningen på biologiska drivmedel. Byt bara ut din petrokemiska fabrik mot en soldriven fabrik som omvandlar, utan utsläpp, koldioxid och vatten till komplicerade och underbara molekyler som skulle göra den skickligaste organiska kemist grön av avund. Vi kallar den fabriken för en växt! 

Att omvandla jordbruksprodukter till drivmedel är oftast ekonomiskt och miljömässigt dumt. Låt mig göra lite räkneövningar: Att använda majsstärkelse  (den billigaste formen av all växtstärkelse) till etanolproduktion ger ett ytterst litet nettoenergi tillskott. Den vegetabiliska oljan ger ett betydligt bättre energiutbyte, framförallt tack vare små energiförluster i omvandlingen från olja till biodiesel jämfört med omvandlingen av stärkelse till etanol. Världens jordbruk producerar idag ca 6,5 miljarder ton i skördade produkter med en energitäthet som i genomsnitt är ungefär en tredjedel av den fossila oljan. Om vi ponerar att vi koncentrerar oss på att bara producera biodiesel i växter som ger 50% olja i skörd så ger detta ett nettotillskott av energi i form av vegetabilisk olja motsvarande ca 1 miljard ton fossil olja. Alltså, avsätter vi hela världens jordbruksskörd till biodieselproduktion så kan vi ersätta maximalt hälften av all fossil olja för drivmedel utan att ta andra energikällor i anspråk (fast då har vi förstås inget att äta). Jämför detta med att tvinga bilfabrikanterna att producera fordon som konsumerar hälften så mycket bränsle som dagens (fast fortfarande med hyggliga prestanda) vilket låter sig väl göras med dagens teknik. Vilket alternativ verkar vara det mest attraktiva?

Växter är faktiskt inte särskilt effektiva i att använda solljuset till för oss användbar energi. De enklaste fotoelektriska cellerna ger betydligt mer energi per ljusenhet än vad vi kan få ut genom att utnyttja energin i  kol- och vätebindningarna i växtmaterial.  Däremot är växterna fantastiska organiska kemister som kan göra de mest intrikata organiska molekyler. Det är här som växterna har sin konkurrensfördel gentemot den fossila oljan. Innan första världskriget dominerade biologiska råvaror kemiindustrin. Stigande livsmedelpriser, billig mineralolja och utvecklingen av den organiska kemin innebar ett skifte inom kemiindustrin till att helt bli dominerad av fossil olja som råvara. Det skall noteras att inom vissa sektorer, där de biologiska råvarornas kemiska struktur var väl anpassade till de industriella användningsområdena, bibehöll dessa sin position fast råvarupriset på den biologiska råvaran var mycket högre än den fossila oljan. Inom mitt eget forskningsområde, den vegetabiliska oljan, används cirka 15% i industriella tillämpningar för att det är kostnadsmässigt fördelaktigt. Du kan göra tvål av mineralolja, men då måste du bygga en hel petrokemisk fabrik. Släng kokosfett i en natriumhydroxidlösning och värm och - upp flyter tvålen! Vad tror du blir billigast?

Ungefär åtta procent av all fossil olja går till kemiindustrin. Att kracka denna olja och bygga upp de önskvärda kemikalierna konsumerar mycket energi, oftast långt mer än de färdiga produkterna innehåller. Växten kan bygga upp mycket av dessa kemiska strukturer själva och därmed minimera vidareförädlingskostnaderna. Gentekniken öppnar särskilda möjligheter att styra biosyntesvägarna i jordbruksväxterna till för oss önskvärda produkter. Vi flyttar den kemiska fabriken in i växten! Låt oss fokusera oss på att ersätta de åtta procent av fossiloljan som går till kemiindustrin med konkurrenskraftiga jordbruksprodukter. Vinsten här blir inte bara det fossila material som ersätts utan också en kraftig besparing i energi för framställning av de färdiga produkterna.

Detta inlägg har varit publicerad som krönika i Kemivärlden, nr. 1, 2007.

Andra bloggar om: vetenskap, bioenergi