Bakterie w wojsku
Pierwsze próby zastąpienia wysokoenergetycznego paliwa JP-10, stosowanego w szczególności w amerykańskich Tomahawkach, podjęto pięć lat temu w Georgia Institute of Technology oraz Joint Bioenergy Institute. W rzeczywistości była to praca dyplomowa Stephena Sarrii pod kierunkiem profesor nadzwyczajnej Pameli Peralta-Yahya. JP-10 zwrócił uwagę naukowców ze względu na wysoki koszt: teraz jest to paliwo najwyższej jakości w cenie 27 USD za 3,75 litra. Cenę tę uzasadnia wysoka gęstość energetyczna paliwa ze względu na, jak mówią chemicy, „węglowodory o napiętych układach cyklicznych”. Paliwo należy do elitarnej klasy HEDF (paliwa o wysokiej gęstości energii) lub paliwa o wysokiej energii właściwej, które jest obecnie dostępne tylko dla odbiorców wojskowych po kosztach. Spalanie JP-10 w silnikach pozwala na uzyskanie 20-30% więcej energii niż przy użyciu zwykłej 98. benzyny. Pomijając szczegóły chemiczne, jednym z „chipów” takiego paliwa są molekuły pinenu, które, jak się okazało, są produkowane przez drzewa iglaste. Co więcej, pinen wciąż pachnie sosnowymi igłami - bez niego prawdziwa choinka zamieniłaby się w zręczną podróbkę.
Aby usatysfakcjonować wojsko USA sztuczną sosną jako komponentem pocisku JP-10, nie wystarczyłyby wszystkie lasy Ameryki Północnej. Sam Tomahawk jest załadowany około 460 kilogramami paliwa. Dlatego twórcy zdecydowali się skorzystać z usług bakterii. W tym celu do mikroorganizmu (klasyczna jelitowa Escherichia coli) coli wprowadzono gen odpowiedzialny za syntezę pinenu ze zwykłej glukozy. Pozostało tylko zebrać „plon” w postaci produktów metabolizmu bakterii (wydajność około 36 mg/l), katalitycznie przetworzyć i napełnić zbiorniki Tomahawka. Pamela Peralta-Yahya podsumowała wyniki badania:
„Stworzyliśmy zrównoważony prekursor paliwa o wysokiej gęstości energii, który wygląda dokładnie tak, jak obecnie jest produkowany z ropy naftowej i może być stosowany w istniejących silnikach odrzutowych”.
Jednak ta technologia nie znalazła jeszcze praktycznego zastosowania, głównie ze względu na niską produktywność zmodyfikowanych bakterii.
Sam problem dostępności JP-10 jest ważny nie tylko w sprawach wojskowych. Gdyby można było uzyskać niedrogi odpowiednik tak wysokoenergetycznego paliwa, można by go wlać do czołgów cywilnych liniowców. A to znacznie zmniejszyłoby ilość przewożonego na pokładzie paliwa lub zasięg lotu z wszystkimi wynikającymi z tego bonusami ekonomicznymi. Superpaliwa wojskowe są średnio o 11% wydajniejsze niż najlepsza nafta lotnicza wykorzystywana w transporcie cywilnym. Pentagon nie ma też nic przeciwko zastąpieniu JP-8 syntetycznym i tanim odpowiednikiem JP-10, na przykład strategicznym B-52. Amerykanie próbowali już tworzyć zmodyfikowane kompozycje paliwowe. Syntroleum Corporation piętnaście lat temu stworzył mieszankę paliwa JP-8 i paliwa FT, zsyntetyzowaną z węgla, która została nawet przetestowana na bombowcu B-52. Nieco później testowano to również na F18A Super Hornets. Było to w dobie wysokich cen surowców naftowych, a produkcja paliw płynnych z węgla była poniekąd uzasadniona. Z biegiem czasu w Stanach Zjednoczonych pojawiła się ropa łupkowa, cena „czarnego złota” gwałtownie spadła, a eksperymenty z kompozycją paliw ustały na jakiś czas. Wszystko to po raz kolejny dowodzi, że żadne problemy środowiskowe nie są przyczyną nadchodzącej „syntetycznej rewolucji” w amerykańskim lotnictwie wojskowym i rakietowym – wszystko tłumaczy banalna gospodarka.
Tomahawki wymagają biopaliwa
W Stanach Zjednoczonych jest obecnie około 4 tys. pocisków taktycznych Tomahawk. To wystarczająco duża liczba, aby rozpocząć opracowywanie syntetycznego analogu JP-10. Ponadto Instytut Fizyki Chemicznej Dalian (Chiny) uzyskał w zeszłym roku wyniki dotyczące sztucznych superpaliw z biomasy lignocelulozowej. Nie jest to najrzadszy surowiec do produkcji biopaliw – bioetanol jest z niego produkowany od dawna na świecie. Chińczycy opracowali proces oparty na wykorzystaniu alkoholu furfurylowego, który umożliwia uzyskanie dość tanich analogów JP-10. Według danych, teraz tona takiego paliwa kosztuje około 7 tysięcy dolarów, a według chińskich technologii cena powinna zostać obniżona do 5, 6 tysięcy. Oficjalnie naukowcy deklarują wyłącznie cywilne wykorzystanie rozwoju, ale oczywiście samoloty wojskowe i pociski taktyczne Chin staną się jednym z konsumentów bio-JP-10.
Naukowcy Cameron Moore i Andrew Sutton z Los Alamos National Laboratory w Stanach Zjednoczonych w kwietniu tego roku opatentowali nieco inną metodę produkcji biopaliw. Od 2017 r. partnerem projektu jest firma Gevo, która ma nadzieję, że przyczyni się do rozwoju sektora cywilnego. Jak wiecie, kukurydza jest tradycyjnie wiodącą uprawą w Stanach Zjednoczonych. Rocznie tą rośliną obsiewanych jest ponad 20 milionów hektarów ziemi. Kukurydza dla Amerykanów to nie tylko żywność w puszkach w supermarkecie i pasza dla zwierząt, ale także bioetanol, którym rozcieńcza się do 50% benzyny na stacjach benzynowych. Moore i Sutton, pracujący dla Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, stworzyli cykl produkcyjny JP-10 z odpadów kukurydzianych. Ponadto najpierw z kukurydzy pozyskiwany jest bioetanol, a dopiero potem z pozostałych otrąb syntetyzuje się superpaliwo z wydajnością produktu gotowego do 65%. To znacznie obniża koszt nowego biopaliwa, a także eliminuje wysoce niebezpieczne odczynniki i odpady.
Według wstępnych szacunków całkowity koszt paliwa kukurydzianego dla Tomahawków spadnie o 50%, co może naprawdę zrewolucjonizować branżę paliwową. Istnieją inne, bardziej optymistyczne wyliczenia: galon bio-JP-10 będzie kosztował około 11 dolarów zamiast dzisiejszych 27. Cywilni przewoźnicy mają nadzieję, że kiedy wojsko opracuje technologie produkcji superpaliw, tankowce na lotniskach również będą napełniane nowymi wysoko nafta energetyczna. Będzie to bardzo przydatne w świecie po pandemii, kiedy ludzie będą bali się podróży na duże odległości: w tym przypadku mogą pomóc niskie ceny biletów. Istnieją informacje o testowym stosowaniu kompozycji paliwowych opartych na nowym JP-10 na trasach lotniczych ze Stanów Zjednoczonych do Australii. Ekspansja terenów pod uprawę kukurydzy w Stanach Zjednoczonych będzie również jednym z bodźców rozwoju gospodarki. Amerykanie mają nadzieję, że wraz z wprowadzeniem do masowej produkcji cyklu chemicznego Suttona-Moore'a pojawi się wiele nowych miejsc pracy w rolnictwie. Biorąc pod uwagę wykorzystanie odpadów produkcyjnych bioetanolu jako surowca, zwiększy się również kadra firm produkujących to paliwo. Wszędzie są plusy. Za najważniejszą rzecz uważa się oczywiście w Los Alamos zmniejszenie zależności państwa od zewnętrznych dostaw produktów naftowych. I oczywiście cała ta chemiczno-technologiczna historia bardzo przypadła do gustu działaczom Greenpeace, choć jeszcze się do tego nie przyznali.
Wśród oczywistych pozytywnych aspektów pojawienia się nowej technologii bio-JP-10 jest wiele wad. Po pierwsze, naturalne zmniejszenie kosztów bojowego wykorzystania rakiet taktycznych przez Pentagon stanie się kolejnym impulsem do amerykańskiej agresji. Po drugie, gdy tylko biznesmeni poczują, że cykl Sutton-Moore jest rzeczywiście opłacalny ekonomicznie, duża część gruntów rolnych zostanie obsadzona kukurydzą. Ta przemysłowa uprawa może częściowo wyprzeć resztę: pszenicę, soję itp. Przy stałym popycie ograniczenia podaży zwiększą koszt produktów i zmniejszą ich dostępność dla ludzi. Nawiasem mówiąc, zostało to już zaobserwowane w wielu krajach, które aktywnie wykorzystują odnawialne źródła energii, takie jak olej biosolarny i bioetanol. I wreszcie, po trzecie, aby zwiększyć plon kukurydzy, wyraźnie nie wystarczy po prostu rozszerzyć obszary i genetycznie zmodyfikowane nasiona słynnej „Monsanty”. Przyjdzie czas na nieumiarkowanie w chemicznych nawozach, a tutaj osławiony „Greenspace” będzie miał wiele pytań.
