اتانول در بوته آزمایش

مترجم:شادی آذری

همه فکر می‌کنند که اتانول راه مناسبی برای منطبق‌سازی خودروها با اصول محیط‌زیستی است اما باید اجازه داد هزاران شکوفه بشکفد تا معلوم شود کدام زیباتر است. گاهی کارها را بسیار آسان انجام می‌دهید، چون می‌دانید که چگونه باید آنها را انجام دهید. حداقل از زمان طلوع خورشید تمدن بر زندگی بشر، انسان می‌دانست که چگونه باید اتانول بسازد. کافی است کمی مایع حاوی شکر در اختیار داشته باشید. مخمر به آن بیافزائید. صبر کنید. به علاوه بشر از هزاران سال پیش می‌دانست که چگونه آن اتانول را از مایع شکر‌دار بگیرد و به شکلی کم و بیش تصفیه‌شده‌تر درآورد کافی است آن را گرم کنید، بخاری را که از آن متصاعد می‌شود جمع کنید و سرد کنید تا به مایع تبدیل شود.

ماده حاصله می‌سوزد. وقتی هنری فورد در یک قرن پیش موتورهای خودرو را آزمایش می‌کرد سعی کرد اتانول را به عنوان یک سوخت مورداستفاده قرار دهد، اما پس از آزمایش‌‌ها وی استفاده از اتانول را برای سوخت خودروها رد کرد و البته دلیل خوبی هم برای این کار خود داشت. میزان گرمایی که از سوخت یک لیتر اتانول به دست می‌آید یک‌سوم کمتر از گرمایی است که از سوخت یک لیتر بنزین حاصل می‌شود. به علاوه سوخت اتانول آب را از جو جذب می‌کند. اگر این ماده با سوخت دیگری چون بنزین مخلوط نشود، نتیجه فسادی تدریجی خواهد بود که می‌تواند منجر به ترک خوردن سوپاپ‌های خودرو ظرف تنها چند سال شود. پس به راستی چرا اتانول به ناگهان دوباره رواج یافته است؟

این سوالی است که به تازگی بسیاری از متخصصان رشته بیوتکنولوژی در آمریکا از خود پرسیده‌اند. پاسخ واضح این است که اتانول چون از گیاهان به دست می‌آید، بنابراین سوختی «سبز» محسوب می‌شود. دی‌اکسید کربنی که از سوخت آن حاصل می‌شود در زمان کوتاهی پیش از آن در جو کره‌زمین وجود داشته است. بنابراین بازگرداندن آن دی‌اکسید کربن به هوا تاثیری منفی‌بر وضعیت آب و هوایی کره‌زمین نخواهد داشت.

اگرچه این درست است، ولی دلیل اصلی برای آنکه اتانول به سوخت سبز جایگزین بنزین تبدیل شده است این است که افراد می‌دانند چگونه تولید می‌شود.

به علاوه یارانه‌هایی برای کشاورزان آمریکایی که مواد غذایی لازم برای تولید اتانول را تولید می‌کنند، در نظر گرفته شده است. اما هیچ یک از این دلایل نمی‌تواند این واقعیت را که اتانول سوخت بدی است، عوض کند. برای حل این مشکل، متخصصان بیوتکنولوژی معتقدند نیاز است سوخت بهتری که همین‌قدر «سبز» باشد ساخته شود.

این همان کاری است که این متخصصان هم‌اکنون سرگرم آن هستند.

طراحی سوخت

اولین گام برای این منظور به دست آوردن بوتانول بود. این ماده هم نوعی الکل است که از طریق تخمیر شکر حاصل می‌شود (اگرچه تخمیر آن توسط نوعی باکتری انجام می‌شود و نه توسط مخمر) بوتانول نسبت به اتانول از مزیت‌هایی برخوردار است. این ماده اتم‌های کربن بیشتری در مولکول‌های خود دارد (به جای دو اتم کربن، چهار اتم کربن دارد) و این به معنای آن است که هر لیتر آن انرژی بیشتری به دست می‌دهد. البته این ماده هنوز ۸۵درصد حرارتی را تولید می‌کند که بنزین تولید می‌کند.

به علاوه بوتانول گرایش کمتری به جذب آب از جو دارد.

یک سرمایه‌گذاری مشترک که توسط یک شرکت بزرگ شیمیایی آمریکایی به نام دوپونت و شرکت انگلیسی انرژی بریتیش پترولیوم (BP) انجام شد، نشان داد که چگونه می‌توان فرآیند تولید بوتانول زیستی را به فرآیندی صنعتی تبدیل کرد.

اگرچه بریتیش پترولیوم قصد دارد که این ماده را ظرف چند هفته آینده بفروشد (برای شروع مخلوط بوتانول زیستی با بنزین)، واقعیت این است که بوتانول آنقدرها هم نسبت به اتانول بهتر نیست. فعالیت جذاب و جالب توجه جای دیگری انجام می‌شود.

یک روش این است که مولکول‌های بزرگ‌تر (و بنابراین غنی‌تر از انرژی) الکل مورد جست‌وجو قرار گیرد. هر نوع الکل ساده‌ای متشکل از تعدادی اتم کربن و هیدروژن است (مانند هیدروکربنی چون بنزین) به همراه یک اتم اکسیژن.

در عمل این بازی غنی‌سازی محتوای کربن برای به‌دست آوردن سوخت بهتر با ماده‌ای به نام اوکتانول متوقف شد. اوکتانول حاوی ۸اتم کربن است و در دمایی چون دمای زمستان منجمد می‌شود. اما موجودات زنده با الکل آشایند. آنزیم‌های آنها می‌توانند آنها را تحمل کند. این موضوع کار متخصصان بیوتکنولوژیک را بسیار آسان‌تر می‌کند.

ایده مهندسی آنزیم‌ها برای ساخت اوکتانول همان چیزی بود که برای اولین بار شرکت کودکسینر که یک شرکت کوچک فناوری‌های زیستی یا همان بیوتکنولوژیکی است را به این زمینه علاقه‌مند کرد. هم‌اکنون یکی از محصولات تجاری این شرکت سیستم آنزیمی برای ساخت لیپتیور، یک داروی کاهش چربی خون است و توسط شرکت فیتزر بازاریابی می‌شود. نتیجه همه تحقیقات شرکت کودکسیز به گفته رییس آن به نام آلن شاو، آنزیم‌هایی است که می‌تواند تغییرات شیمیایی شناخته‌نشده در طبیعت را انجام دهد.البته آقای شاو دیگر به اوکتانول به عنوان یک سوخت زیستی علاقه‌ای ندارد.

شرکت او به همراه دو شرکت دیگر نزدیک به آن، هم‌اکنون روی مولکول‌هایی توجه دارد که به لحاظ شیمیایی به بنزین شبیه‌تر است.

هنوز معلوم نیست که آیا هیچ‌گاه سوخت‌های زیستی قابل رقابت با سوخت‌های فسیلی خواهند شد یا خیر. این موضوع بستگی به تلفیقی از مسایل اقتصادی و سیاسی دارد. اما شتاب سیاسی برای بازگرداندن اتانول، تنها به این دلیل که «سبز» است و مردم راجع‌به آن شنیده‌اند، اشتباهی بزرگ است. باید اجازه داد هزاران شکوفه بشکفد تا معلوم شود کدام زیباتر و سالم‌تر خواهد بود.