Bacteriën zijn sexy. Voor sommige wetenschappers althans. De kans is groot dat ergens dit jaar het eerste door de mens gemaakte levende organisme wordt aangekondigd. De Amerikaanse bioloog – en enfant terrible van het genetisch onderzoek – Craig Venter heeft bijna alle genen gemaakt en samengevoegd die nodig zijn om een levend organisme te maken. Inderdaad, een bacterie.

Zijn kunstmatige bacterie, die waarschijnlijk Mycoplasma laboratorium gaat heten, zou de eerste kunstmatige levensvorm op aarde zijn. Maar hoe baanbrekend dat ook zou zijn, de ambities van Venter reiken verder. Al jaren bevaart hij de wereldzeeën, op zoek naar microscopisch leven in al zijn variaties. Met de kennis die dat oplevert, hoopt hij te komen tot een oplossing voor het energieprobleem.

Bacteriën zijn namelijk erg goed in het omzetten van de ene stof in de andere. Venter verwacht met zijn uit de wereldzeeën vergaarde kennis een bacterie te kunnen ontwikkelen die de suikers uit biomassa om kan zetten in brandstoffen. Het liefst brandstoffen met een hogere energiewaarde dan ethanol.

Venter is absoluut niet de enige die denkt dat micro-organismen een oplossing kunnen bieden voor de dreigende energiecrisis van de 21ste eeuw. Ook de American Society for Microbiology is ervan overtuigd dat micro-organismen een goedkoop, milieuvriendelijk alternatief kunnen bieden voor aardolie. Dat maakte de club bekend op zijn 109e General Meeting in Philadelphia.

Brandstof of voeding?
Een nadeel van biomassa is dat het verbouwd moet worden. Daarvoor is grond nodig, grond die ook gebruikt kan worden voor het verbouwen van voedsel. Hoe populairder biomassa in het westen als brandstof wordt, hoe groter de kans dat er elders in de wereld mensen zonder voedsel komen te zitten. De opkomst van biomassa heeft al geleid tot hogere voedselprijzen.

Gelukkig zijn er alternatieve bronnen voor biomassa. Denk bijvoorbeeld aan houtresten, zaagafval, papierresten , landbouwafval en de niet-eetbare delen van maïs. Deze bronnen zijn in aanzienlijke hoeveelheden voorhanden en concurreren niet met voedingsgewassen. Een andere mogelijkheid is het verbouwen van vingergras, een gewas dat prima gedijt op plekken waar voedingsgewassen het niet redden.

De grote vraag is hoe je de suikers – de grondstof voor de uiteindelijke brandstof - aan deze alternatieve biomassa kan onttrekken. Ten eerste geven niet alle gewassen en bronnen hun suikers even makkelijk af. Martin Keller van het Oak Ridge National Laboratory deed onderzoek naar 1.300 populieren, en ontdekte grote verschillen in de suikerafgifte. Het is nog onbekend of die verschillen een genetische of een omgevingsoorzaak hebben.

Hoge kosten
Vervolgens is de vraag welke bacteriën het meest geschikt zijn om ze om te zetten in eenvoudige suikers. Een bacterie die in de hete bronnen van Yellowstone leeft, anaerocellum, is bijvoorbeeld in staat om de suikers te fermenteren tot ethanol. Helaas is dat nog een kostbaar proces. Hoge kosten zijn volgens Keller de belangrijkste reden dat er op dit moment nog geen duurzame biobrandstofindustrie bestaat.

Andere bacteriën zijn weer in staat om suikerriet om te zetten in biodiesel. Dat zou kunnen leiden tot een redactie van 80 procent in de uitstoot van kooldioxide. Van suikerriet kun je ook ethanol maken, maar dat kost meer energie. Suikerriet heeft natuurlijk wel weer als nadeel dat het een voedingsgewas is.

Bacteriën zijn zelfs in staat om biomassa om te zetten in waterstof. Tim Donahue van de University of Wisconsin gebruikt de purperbacterie Rhodobacter sphaeroides, die fotosynthese gebruikt om biomassa en zonlicht om te zetten in waterstof. Deze brandstof kan vervolgens met behulp van brandstofcellen worden omgezet in elektriciteit.

Aan de Wageningen Universiteit doen ze het weer anders. Daar gooien ze algen in een bak met water, die zich onder invloed van licht sterk vermenigvuldigen. Vervolgens worden de olieachtige stoffen uit de algen geperst, die na raffinage geschikt zijn als biodiesel. Een andere onderzoeker van dezelfde universiteit experimenteert met het winnen van waterstof uit afvalwater, ook weer met behulp van bacteriën.

Mooie toekomst
Er zijn kortom vele mogelijkheden om met behulp van micro-organismen allerlei milieuvriendelijke brandstoffen te ontwikkelen, zo laten de bijeenkomst van de American Society for Microbiology en het onderzoek in Wageningen zien.

Helaas is grootschalige toepassing op dit moment nog niet mogelijk. De grondstoffen voor de biobrandstoffen concurreren vooralsnog met voedingsgewassen, het is nog niet precies bekend welke gewassen de hoogste energieopbrengst hebben en de Wageningse algen zitten nog in een proeftraject dat loopt tot 2012. 

Onderzoekers en ondernemers zijn druk bezig daar verandering in te brengen. Uit welke grondstoffen ze gaan worden gewonnen, en met behulp van welke bacteriën, dat is nog even afwachten. Maar biobrandstoffen lijken een mooie toekomst voor de boeg te hebben. Met dank aan de micro-organismen.

Bouwe van Straten