В отличие от энергетического и топливного секторов, на которые влияют государственные цели в отношении зеленых альтернатив, химическая промышленность в основном определяется рыночными механизмами. Компании и потребители, как правило, не готовы платить экологическую премию за продукцию. Это означает, что по сравнению с классическими нефтехимическими процессами, биопроизводство химикатов должно быть дешевле или, в случае сопоставимых затрат, предлагать добавленную стоимость для компаний, чтобы они могли рискнуть инвестировать в новый производственный процесс.
Тем не менее ожидается, что доля биопродуктов‚ зеленые химикаты значительно вырастут в течение следующего десятилетия.
Этот рынок находится в центре так называемого‚ «белая биотехнология», сфокусированная на биотехнологических процессах производства промышленных химикатов, которая отличается от медицинской (красный) и растительной (зеленый) биотехнологии.
В новых процессах в лабораторном масштабе топливо и химические вещества уже можно производить биоэлектрохимическим способом, используя микробный синтез, управляемый электричеством и источниками углерода.
Однако достижение более широкой электрификации белой биотехнологии по-прежнему является проблемой из-за изначально различных оптимальных условий для электрохимических и микробных метаболических реакций.
Существующие пробелы в знаниях по-прежнему требуют систематических исследований и разработок, прежде чем технология сможет быть внедрена более широко, как подчеркивают исследователи в своем исследовании.
Чтобы лучше оценить экономический потенциал новой технологии, исследователи использовали хорошо зарекомендовавший себя биопроцесс производства лизина и проанализировали, как подача электроэнергии в качестве корма для бактерий может изменить экономику этого процесса.
Теперь ученые сравнили экономию затрат на сырье, если бы электричество служило источником окислительно-восстановительной энергии, а не окислением сахара, так что весь сахар потенциально может быть использован для создания молекул лизина. Основываясь на разных ценах на электроэнергию в ЕС и США, необходимо было рассмотреть разные сценарии.
Если исходить из текущих рыночных цен на сахарозу в качестве основного сырья и платы за электроэнергию на двух континентах, было подсчитано, что электрически усовершенствованное производство может сэкономить от 8 до 8 долларов.4% и 18% в ЕС и США соответственно. «Это даже не учитывает экономию при последующей переработке из-за снижения производства побочных продуктов, что ожидается из-за лучшего окислительно-восстановительного баланса», — сказал д-р Кромер (UQ). "Если спекулировать дальше и оценивать экономию за десятилетний горизонт для типичных 50000 т р.а. завода, можно сэкономить 30 миллионов долларов США в ЕС и 50 миллионов долларов США в США."Д-р Харниш (UFZ) добавляет. Несмотря на то, что при этом игнорируются дополнительные инвестиционные затраты для реализации биоэлектрохимии, которые в настоящее время нельзя надежно оценить для крупных масштабов, этот пример, тем не менее, показывает, что биоэлектрохимическое производство химикатов также может стать интересным с экономической точки зрения.
Биоэлектрохимическая технология — это подход с далеко идущим потенциалом, который подтверждается тем фактом, что ChemSusChem, журнал, посвященный устойчивой химии, освещает текущее исследование на своей обложке.
