האם חברה קטנה מארצות הברית הצליחה להשיג את פריצת הדרך המיוחלת שתשנה לעד את פני משק האנרגיה של כדור הארץ?
מומחי אנרגיה בוחנים בימים האחרונים בסקרנות ובספקנות את הודעתה של חברת ג'ול (Joule) מקונטיקט, מסצ'וסטס, כי הצליחה לפתח תהליך ביולוגי לייצור כמויות גדולות של דלק בעלות נמוכה, תוך שילוב של הנדסה גנטית וחדשנות תעשייתית. ההודעה עוררה עניין רב בשוק האנרגיות המתחדשות, ואולם, כמה וכמה מומחים מזהירים מפני שמחה מוקדמת, ואומרים כי גם אם הרעיון אפשרי, הדבר עדיין לא הוכח, ולא נבחנה היתכנותו בקנה מידה תעשייתי.
טכנולוגיה בעקבות אבולוציה
שימוש יעיל באנרגיית השמש נחשב במידה רבה ל"גביע הקדוש" של תעשיית האנרגיה. כמויות אדירות של אור וחום מתבזבזות משום שהאדם אינו מצליח לקצור את האנרגיה הזו בצורה יעילה, ומומחים מעריכים שאנרגיה סולרית מספקת כיום רק כ-0.5% מכלל צריכת האנרגיה העולמית. ואולם, מה שהאדם לא הצליח לעשות, הטבע כבר מזמן הצליח. צמחים וחיידקים משתמשים באור השמש בצורה יעילה לייצור סוכרים משני משאבים פשוטים: מים ודו-תחמוצת הפחמן (CO2). התגובה הכימית הזאת המכונה פוטוסינתזה (יוונית: ייצור באמצעות אור) פותחה ושוכללה במשך מאות מיליוני שנות אבולוציה, והיא שאיפשרה גם את התפתחות החיים על כדור הארץ כפי שאנו מכירים אותה, בזכות תוצר הלוואי שלה – החמצן (O2).
הבטחה שטרם מומשה
עד כה, עשרות שנות מאמצים של מדענים ומהנדסים לפתח פוטוסינתזה מלאכותית עלו בתוהו. ואולם, חשיבותה בתחום האנרגיה ממשיכה לגדול בזכות הצמיחה האדירה בתחום הדלקים הביולוגיים (biodiesel). עליית מחיריהם של הנפט, הפחם והגז הטבעי, לצד ההנחה כי המשאבים האלה צפויים להתכלות בתוך כמה עשרות שנים, הובילו את המדענים לנסות ולרתום את הפוטוסינתזה לייצור דלקים. חקלאים רבים בעולם עשו הסבה מגידול צמחים למאכל ולתעשיית המזון, לגידולים חקלאיים המניבים חומרי אנרגיה, כמו שמנים ואלכוהול. תרומתם של הדלקים הביולוגיים למשק האנרגיה עדיין זניחה למדי, אבל הענף הזה הוא אחד האחראים ככל הנראה לזינוק העולמי במחירי המזון, בשל המחסור שנוצר בשווקים עקב מעבר החקלאים לגידולי דלק. בשנים האחרונות מתמקדים יותר ויותר מאמצים מדעיים בגישה חלופית לייצור דלק בפוטוסינתזה המבוססת על שימוש באצות. שלא כמו צמחים, אצות אפשר לגדל במים מלוחים, ולהקים מפעלי גידול באדמות מדבר וחול, בלי לתפוס שטחים חקלאיים (אחת החברות המובילות בעולם בתחום הזה היא טרנסאלג'י הישראלית). הבעיה היא לפתח אצות שיפיקו כמות גדולה יחסית של דלקים, ולבנות תשתית לגידולן ולאיסוף הדלק בקנה מידה תעשייתי, בעלות שמצדיקה את ההשקעה ואת ההכנסה.
כחוליים אשר על שפת הים
אפשרות אחרת הנבחנת בעת האחרונה היא ייצור דלקים באמצעות חיידקים כחוליים (cyanobacteria, המכונים גם כחוליות) – חיידקים שסווגו בעבר כאצות, ועושים פוטוסינתזה באופן דומה יחסית לצמחים. כאן נכנסת לתמונה אותה חברה אמריקנית – ג'ול – חברה קטנה יחסית (70 עובדים), שהודיעה כי פיתחה בהנדסה גנטית חיידקים כאלה המפרישים כמויות גדולות של דלק. בהודעה נאמר כי את החיידקים מגדלים במשטחים משופעים – דומים במידה רבה לקולטי השמש המוכרים לנו כיום – על קרקע שאינה חקלאית, וכי תפוקת המערכת עשויה להגיע ל-15 אלף ליטרים לדונם בשנה. הנתון המפתה ביותר בהודעה של ג'ול הוא המחיר: 30 דולרים לחבית דלק – פחות משליש ממחירה הנוכחי של חבית נפט גולמי. בחברה מיהרו להכריז כי נתוני ההודעה נתמכים במחקר שפורסם בכתב עת הנתון לבקרת עמיתים (כלומר, נבדק ואושר לפרסום בידי אנשי אקדמיה מומחים בתחום). ואולם, המאמר שהתפרסם בכתב העת "Photosynthesis Research" בכותרת המבטיחה "שחר חדש לפוטוסינתזה תעשייתית", אינו חושף פרטים על החיידק או על התהליך שפיתחה ג'ול, אלא רק סוקר את היתכנותה של הפקת דלק מחיידקים כחוליים, וקובע כי תהליך כזה עשוי להיות יעילה בהרבה מן התהליכים הקיימים שהוזכרו לעיל. לדברי החברה, יתרונו העיקרי של התהליך המבוסס על חיידקים כחוליים הוא היעדר ביומסה: גידול דלקים בצמחים או באצות דורש השקעה ביצירת מסה גדולה (גבעולים, שורשים, האצות עצמן) ועיבוד תעשייתי להפקת הדלק מתוכה. לאחר מכן יש להיפטר מן החומר הצמחי העודף. לעומת זה, בתהליך החיידקי אין צורך לגדל את המסה, לעבדה ולהיפטר ממנה, ואפשר לאסוף את הדלק ישירות מן החיידקים. עד כאן הכל טוב ויפה, אלא ששתי שאלות עדיין נותרו פתוחות. ראשית, מעבר להודעה עצמה לא סופקה עדיין שום הוכחה שיש בידי החברה תהליך יעיל לייצור דלק ביולוגי. שנית, גם אם קיים תהליך כזה, יש מרחק בין השלמתו במעבדה, להעברתו לקנה מידה תעשייתי באופן שיהיה יעיל מבחינה כלכלית. לא מעט תהליכים שמצליחים בקנה מידה קטן נתקלים במכשולים הנדסיים המונעים את העברתם להיקף תעשייתי. אבל, גם אם יתברר בסופו של דבר שאין הרבה דלק מאחורי הודעתה של חברת ג'ול, העניין שמעוררת הודעתה ממחיש את חשיבותו הגדלה והולכת של תחום האנרגיות המתחדשות בכלל ושל הדלקים הביולוגיים בפרט. גם בלי פריצות דרך ענקיות, התחום הזה מתקדם כל העת עקב בצד אגודל, ואפשר בהחלט להניח שאם לא נראה מהפכה בתחום האנרגיה הגרעינית, בתוך כמה עשרות שנים יחליפו הדלקים הביולוגיים את רוב הדלקים המתכלים כמו פחם, נפט וגז.
פורסם במקור בבלוג המאור הקטן של רשת ב וגם ב"תפוז בלוגים"
הערה: חברת ג'ול נסגרה ב-2017. הפרויקט לא מומש.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה