Fossile Brennstoffe
Veröffentlicht auf 1. September 2020 |
von Tina Casey
1. September 2020 durch Tina Casey
Die Interessengruppen von Erdöl haben nach einem sicheren Hafen für Kunststoffe und andere Petrochemikalien gesucht, da die weltweite Nachfrage nach fossilen Brennstoffen zusammenbricht. Die Wissenschaft ist jedoch dabei, das Tor mit neuen biobasierten Alternativen zum Absturz zu bringen. In der neuesten Entwicklung haben Forscher entdeckt, dass bestimmte Mikroben als Raffinerien Mondlicht erzeugen können. Sie können Ethylen produzieren, einen Baustein für alle Arten von Kunststoffen sowie Klebstoffe, Kühlmittel und andere Produkte, die derzeit auf Öl und Gas basieren.
Ein neuer Durchbruch bei biobasierten Kunststoffen zielt auf einen Dolch im Herzen von Petrochemikalien und fossile Brennstoffeauch (Bild über ORNL).
Biobasierte Kunststoffe aus kleinen Käfern
Die Forschung ist bedeutsam, weil sie den Schlüssel zu einem Nachhaltigkeits-Twofer darstellen könnte. Das Forscherteam demonstrierte nicht nur eine biobasierte Alternative zu fossilen Kunststoffen, sondern enthüllte auch das Rätsel, wie und warum sauerstoffarme Böden die Pflanzen schädigen können.
Ethylen ist für das Pflanzenwachstum in geringen Mengen notwendig, kann jedoch in höheren Mengen tödlich sein. Die neue Forschung zeigt, dass das Problem in sauerstoffarmen (auch anaeroben) Böden auftritt. Dies tritt normalerweise auf, wenn die Bedingungen durchnässt sind und die Bakterien nach Schwefel hungern. Ihr Stoffwechsel geht auf Hochtouren, um ihn zu entfernen, und das führt zu einer Überproduktion von Ethylen.
Mit dem neuen Wissen können Forscher möglicherweise Wege finden, um Ernteschäden zu verhindern und gesündere Pflanzen anzubauen, selbst unter sauerstoffarmen Bedingungen.
Machen Sie das eigentlich zu einem Drei-für. Jeder weiß, dass Bakterien das starke Treibhausgas Methan produzieren können, aber sie können es auf unterschiedliche Weise tun. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler einige dieser bisher unbekannten Wege entdeckt. Die neue Forschung erweitert das Wissen, indem sie einen weiteren anderen Weg aufzeigt, der zu neuen Strategien zur Reduzierung der Methanemissionen aus Deponien und anderen biobasierten Quellen führen könnte.
Was ist in einem Namen?
Die neue Forschung stammt von einem Team der Energieabteilung Oak Ridge National Laboratory und Ohio State Universität, wo die Wissenschaftler untersucht haben, wie photosynthetische Bakterien Kohlenstoff binden und Stickstoff und Schwefel metabolisieren. Mit Hilfe modernster Analysewerkzeuge zur Charakterisierung mikrobieller Systeme stöberten sie herum, bis sie sich auf einen Fehler namens entschieden hatten Rhodospirillum rubrum und mehrere andere in derselben Familie.
Sie können alle Details aus der Studie erhalten, “Ein Stickstoffase-ähnliches Enzymsystem katalysiert Biogenese von Methionin, Ethylen und Methan,Neu in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft.
Für diejenigen unter Ihnen, die unterwegs sind, deutet dieses Wort „stickstoffaseähnlich“ auf eines der wichtigsten Ergebnisse der Studie hin. Die Forscher durchsuchten Tausende von Proteinproben, um diejenigen zu identifizieren, die mit dem Schwefelweg verbunden sind, und sie waren ziemlich überrascht, dass der Schlüssel eine Familie von Stickstoffase-ähnlichen Proteinen war. Sie waren überrascht, weil der Name Stickstoffase-like anzeigt, dass diese Proteine mit einem anderen Weg verbunden sind, auf dem Mikroben Luftstickstoff in Ammoniak umwandeln.
Es scheint, dass Forscher, die sich für die Schwefelkomponente interessieren, diese bestimmte Gruppe seit einiger Zeit weitgehend ignoriert haben, da der Name darauf hinweist, dass sie nicht besonders relevant ist. Nachdem die Verwirrung beseitigt ist, werden möglicherweise noch einige weitere Studien veröffentlicht.
Dies wird für die Interessengruppen der fossilen Brennstoffe weitere schlechte Nachrichten bedeuten. Die Forschung konzentriert sich speziell auf die Verhinderung von Schäden an Switchgrass und anderen Biokraftstoffpflanzen.
Biobasierte Kunststoffe, genau im richtigen Moment
Der nächste Schritt in der Forschung besteht darin, die Laborarbeit zu vergrößern. Es wird also ziemlich lange dauern, bis eine Reihe von hochgehüpften Mikroben dazu gebracht werden, biobasierte Kunststoffe für den kommerziellen Markt auszuspucken.
Sie handeln besser schnell. Fossile Stakeholder beobachten Wachstumsmärkte in Asien und anderswo, um die Nachfrage nach Öl und Gas am Leben zu erhalten.
Andererseits muss man nicht auf die Mikroben warten. Andere Arten von biobasierten Kunststoffen sind seit vielen Jahren auf dem Markt, und es sieht so aus, als ob der Sektor auf Wachstum ausgerichtet ist.
In dem kürzlich veröffentlichten Bericht über biologisch abbaubare Kunststoffe prognostizieren Analysten der Firma MarketStudyReport LLC ein starkes Wachstum in diesem Sektor, das sie auf die zunehmende Akzeptanz von CSR-Praktiken (Corporate Social Responsibility) bei verschiedenen Unternehmen zurückführen und sich darauf konzentrieren Verringerung der Abhängigkeit von synthetischen Ressourcen, “Zusammen mit Verboten von Plastiktüten und anderen staatlichen Maßnahmen. Das Bewusstsein der Verbraucher für die globale Erwärmung kommt ebenfalls ins Spiel.
Auf der anderen Seite können Erdölproduzenten niedrigere Preise nutzen, um das Interesse an biobasierten Kunststoffen auszugleichen. Dieser Kostenvorteil wurde durch die wirtschaftlichen Folgen des COVID-19-Ausbruchs noch verstärkt. Der finanzielle Druck hat den Herstellern weniger Spielraum gelassen, um teurere Quellen in ihre Lieferkette aufzunehmen.
Ein Wort: Stärke
COVID oder nicht, der neue Bericht befasst sich immer noch mit einem signifikanten Wachstum von Biokunststoffen, und sie konzentrieren sich auf Stärke.
„Die Produktlandschaft des globalen Marktes für biologisch abbaubare Kunststoffe ist in PBS, PHA, PLA, Stärkemischungen und andere unterteilt. Schätzungen zufolge wird das Segment Stärkemischungen voraussichtlich zum Ende des Prognosezeitraums den größten Marktanteil halten “, erklären sie.
Dies liegt zum Teil daran, dass Kunststoffe auf Stärkebasis sowohl als Verpackung als auch als essbare Folien eine doppelte Aufgabe erfüllen.
Sie weisen auch darauf hin, dass Biokunststoffe auf Stärkebasis über die Verpackung hinaus in andere wichtige Bereiche expandieren. Ein führendes Beispiel ist die Landwirtschaft, in der Kunststoffe auf Stärkebasis als Zusatzstoff für Düngemittel zunehmend Fuß fassen.
Dunkle Wolken voraus für konventionelle Kunststoffe
Der Bericht enthält noch viel mehr, aber das Wachstum im Biokunststoffsektor ist nicht der einzige Faktor, der die petrochemischen Fans nachts wach hält.
Die Meeresverschmutzungskrise hat mehr Interesse an der Rückgewinnung und dem Recycling von altem Kunststoff geweckt, und die Recyclingmethoden der nächsten Generation gehen über das einfache Schmelzen oder Zerkleinern hinaus und reichen tief in die molekulare Ebene hinein. Das Ergebnis ist ein qualitativ hochwertiges Produkt, das von jungfräulichen Rohstoffen nicht zu unterscheiden ist.
Zum einen scheint Shell den Markt für fossile Brennstoffe und Petrochemikalien schrumpfen zu sehen. Das Unternehmen hat eine neue petrochemische Anlage in den USA weiterentwickelt, sichert seine Wetten jedoch auch mit einer neuen Recyclingmethode auf Pyrolysebasis ab.
Abgesehen vom Recycling dringt die Weniger-ist-Mehr-Sensibilität in das öffentliche Bewusstsein ein, und die Hersteller reagieren auf das wachsende Interesse der Verbraucher an der vollständigen Eliminierung von Einwegkunststoffen, ob biobasiert oder nicht.
Ein weiterer Faktor ist die Tendenz führender Konsumgüterunternehmen zu nachfüllbaren Verpackungen. Ein gutes Beispiel ist das japanische Unternehmen Kao.
Die Null-Abfall-Bewegung scheint ebenfalls Dampf zu sammeln. Letztes Jahr hat eine Firma angerufen Die Schleife begann einen Lieferservice für Haushaltsprodukte auf der Grundlage der Modell „Milchperson“ für nachfüllbare Behälterin Partnerschaft mit UPS. Es hat bereits das Interesse konventioneller Marken wie Glad, Oral B und Tide sowie der Seventh Generation und anderer auf Nachhaltigkeit ausgerichteter Unternehmen geweckt.
Dann besteht die Gefahr durch andere Verpackungsmaterialien, die wirtschaftlicher als Kunststoff recycelt werden könnten. Zum einen wird recyceltes Glas von einer Firma namens High-Tech überarbeitet Tempo GlasAlso bleiben Sie dran, um mehr darüber zu erfahren.
Auf dem Weg zurück zu diesen ethylenproduzierenden Mikroben entstehen auch andere mikrobielle Wege für biobasierte Kunststoffe, darunter unsere alten Freunde Cyanobakterien und E. coli.
Haben wir auch erwähnt eine neue globale Nachhaltigkeitsinitiative genannt der Kunststoffpakt, der gerade engagierte die USA als ein MItglied.
Es sieht sicher so aus, als würde sich die petrochemische Industrie besser auf diesen Wachstumsmärkten bewegen, bevor sie verdunstet.
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Bild (beschnitten): „Wissenschaftler haben entdeckt, wie sich Mikroben in feuchten Böden produzieren hohe EthylengehalteDies kann sich nachteilig auf landwirtschaftliche Kulturpflanzen und Bioenergie-Rohstoffe wie Switchgrass auswirken. Dieses neue Wissen kann verwendet werden, um Behandlungen für gesündere Pflanzen zu entwickeln (Kredit: Andy Sproles / ORNL, US-Energieministerium).
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Über den Autor
Tina Casey ist spezialisiert auf militärische und unternehmerische Nachhaltigkeit, fortschrittliche Technologie, aufkommende Materialien, Biokraftstoffe sowie Wasser- und Abwasserprobleme. Die Artikel von Tina werden häufig auf Reuters, Scientific American und vielen anderen Websites veröffentlicht. Die geäußerten Ansichten sind ihre eigenen. Folgen Sie ihr auf Twitter @ TinaMCasey und Google+.