Kasvifysiologian professori Eva-Mari Aro Turun yliopistosta haluaa heti aluksi täsmentää: Sinilevät eivät ole leviä, vaan bakteereja, syanobakteereja.
Turun yliopiston koordinoima aurinkobensa-hankkeeksi kutsuttu projekti alkoi vuodenvaihteessa. PhotoBioFuel-tutkimus on saanut Euroopan tiedeneuvostolta lähes miljoonan euron rahoituksen.
Tiedeyhteisöllä on vankka usko aurinkoenergian hyödyntämiseen. Ja myös Euroopan unionilla, joka aikaisemmin syksyllä myönsi 3,7 miljoonaa euroa nelivuotiseen projektiin.
– Nämä kaikki projektit biopolttoaineiden alalta, vety ja hiilipohjaiset aurinkopolttoaineet, ovat periaatteessa lähtöisin eurooppalaisesta yhteistyöstämme asian eteenpäin viemiseksi, jotta siis fossiiliset polttoaineet voitaisiin korvata kestävillä vaihtoehdoilla, Aro sanoo.
Hiilipohjainen polttoaine olisi nestekaasuun verrattavaa nesteytettyä hiilivetyä, jonka palamistuotteina tulee vettä ja hiilidioksidia.
Tutkimusta koordinoidaan Turun yliopiston elintarvikekemian ja biotekniikan laitoksella. Yhteistyökumppaneita on useista Euroopan maista ja Yhdysvalloista.
Aro aloitti Suomessa tutkimuksen aurinkoenergian hyödyntämiseksi vedyksi. Tutkija arvioi, että kasvien yhteyttämistä matkivilla laitteilla, biogeneraattoreilla, voitaisiin valmistaa vetyä 20–30 vuoden kuluttua.
– Vajaa pari vuotta sitten saimme rekrytoitua laitokseemme tutkija Patrik Jonesin Australiasta. Hänellä on historiaa biovedyn tuottamisesta teollisuudessa fermentaation avulla eli ei siis suoraan fotosynteesistä, Aro kertoo.
Auringonvalo
kemialliseksi energiaksi
Jonesin tultua Suomeen aurinkopolttoainetutkimus on saanut lisäulottuvuuksia
– Hänen innovaationsa perustuvat hiilipohjaisiin aurinkopolttoaineisiin. Näissä viimeksi mainituissa tietysti hyödynnetään fotosynteesiä, samoin kuin vetyprojekteissamme, joissa yritetään tuottaa polttoaineita mahdollisimman ”nopeasti” siitä, kun auringonvalo on muutettu kemialliseksi energiaksi fotosynteesissä.
– Tuolla ”nopeasti” tarkoitan sitä, että auringonvalon sitomisen ja biopolttoaineen tuoton välillä on mahdollisimman vähän erilaisia biokemiallisia reaktioita, sillä jokaisessa reaktiovaiheessa aina häviää energiaa esimerkiksi lämpönä, Aro täsmentää.
Jones vetää hiilipohjaisten biopolttoaineiden projekteja, ja hän on hankkinut niille mittavia rahoituksia. Aro on niissä myös mukana tutkijapartnerina.
Rahoittajina ovat muun muassa EU:n 7 puiteohjelman DirectFuel ja Tekesin rahoittama SolarPropane projekti.
Uusimpaan PhotoBioFuel-hankkeeseen on Jones saanut henkilökohtaisen rahoituksen EU:n ERC-ohjelmasta. Siinä erittäin lahjakkaita nuoria tutkijoita tuetaan oman tutkimusryhmän kokoamisessa ja itsenäisen tutkimustyön aloittamisessa.
– Jones sai EU:lta apurahan, ja se kohdistuu tutkimuksiin fotosynteettisten syanobakteerien hyödyntämiseksi hiilipohjaisten biopolttoaineiden tuotossa, Aro määrittelee.
Aurinko tuottaa
suoraan energiaa
– Tämä on kuin rinnakkaisprojekti meidän vanhemmille biovetytutkimuksillemme ja molemmat hyödyntävät toinen toisiaan.
– Jonesilla on vankkaa tietotaitoa aineenvaihduntareaktioista, jotka ovat olennaisia hiilipohjaisten biopolttoaineiden tuoton kehittämiselle, Aro kertoo.
Projekteissa hyödynnetään niin kutsuttua synteettistä biologiaa, jossa syanobakteeriin viedään ”uusi” reaktiotie, joka johtaa biopolttoaineen tuottoon syanobakteerissa. Auringonvalo muutetaan kemialliseksi energiaksi fotosynteesissä. Tällä energialla ylläpidetään synteettistä aineenvaihduntareittiä, joka tuottaa suoraan biopolttoainetta.
– Tässä tapauksessa pyritään ainakin ensin tuottamaan haihtuvaa yhdistettä, joka voidaan kerätä reaktorista samoin kuin vetykin, Aro kuvaa.
Eurooppa
maailman kärkeä
Aron mukaan Eurooppa edustaa maailman kärkeä fotosynteesin perusmekanismientutkimuksessa. USA ja Japani tulevat selvästi perässä perustutkimuksessa, mutta ne ovat alkaneet nopeammin soveltavat biopolttoainetutkimukset.
Myös Kiinassa ollaan heräämässä tutkimuskohteeseen. Suomen Akatemia on valinnut Turun ja Helsingin yliopistot levä- ja fotosynteesitutkimuksen huippuyksiköiksi. Rahoitus on suunnattu vuosille 2008–2013.
Turun yliopisto on erikoistunut yhteyttämiseen. Helsingin yliopiston osaaminen keskittyy aineenvaihduntaan kuten sinilevien myrkkyjen ja erilaisten hyödyllisten yhdisteiden tuottamiseen.
Helsingin yliopistossa on kartutettu noin tuhannen sinilevälajin kantakokoelma, jota voidaan hyödyntää tutkimuksessa esimerkiksi etsiä vetyä tai hiiliyhdisteitä tehokkaasti tuottavia lajeja tai lajeja, joiden perimää voidaan muokata tehokkaaseen energian tuottamiseen.
Lajien vedyntuottokyky vaihtelee suuresti. Aro pitää mahdollisena, että luonnosta löydetään jo tutkittuja viher- ja sinileviä tehokkaampia vedyn tuottajia.
Levien kyky tuottaa vetyä on tieteessä suhteellisen nuori havainto. Sen olemassaolosta tiedettiin jo 1970-luvulta lähtien, mutta laajemman kiinnostuksen kohteeksi se tuli 1990-luvulla.
Luonto hajottaa auringonvalolla veden hapeksi ja vedyksi, ja vielä ilmaiseksi. Aro pitää vain ajan kysymyksenä, milloin biovetyä aletaan valmistaa teollisesti. Nyt on rinnalle tullut myös hiilipohjainen aurinkopolttoaine.
lehti 