Впервые биодизель использовал китайский исследователь, опубликовавший статью на китайском языке, которая никогда и нигде не была переведена на другие языки. Но на конференции услышали этот термин, и он вошел в научное употребление. На самом деле еще в конце XIX века Рудольф Дизель, изобретатель всего этого, показывал двигатель, который работает на растительном масле. Тогда было понятно, что это сырье очень перспективно для использования в качестве заменителя бензина для работы дизельного двигателя или двигателя внутреннего сгорания.
Когда мы говорим «биодизель», мы имеем в виду заменитель дизельного топлива, которое используем, например, для автомобилей. Все это можно получать из организмов, которые фотосинтезируют. Существует такая концепция, она называется «Зеленая планета» и подразумевает, что все то, чем мы пользуемся, производится из растений, цианобактерий или микроводорослей, то есть из фотосинтезирующих организмов. Это и энергетика, и материалы, и еда.
Биотопливо подразделяется на четыре поколения. Первое поколение биотоплива — это процесс перерабатывания кормовых культур, в частности кукурузы. Старались перерабатывать на масло, а из него получать топливо. Топливо — это цепи углеводородов, масло тоже состоит из трех цепей углеводородов, прикрепленных к глицерину, поэтому задача заключается в том, чтобы накопить это масло, а потом оторвать углеводородные цепи от глицерина и использовать их в качестве топлива. Первое поколение биотоплива получали из кормовых культур. Но потом выяснилось, что лучше есть то, что предназначено для еды, чем переводить все это на низкоэффективное и дорогостоящее производство биотоплива.
Второе поколение биотоплива — это процесс осознания, что первое не годится. Люди стали брать растения, которые не используются в пищевой промышленности, но таких растений немного. И речь идет о том, что используются площади, которые потенциально могли бы быть для производства пищевых продуктов.
Третье поколение — микроводоросли. Это уже более эффективное производство, но для этого тоже требуются площади. Это хорошо делать там, где тепло, потому что солнце бесплатное. Массово можно выращивать их на полях или прудах. В московских условиях, зная, сколько здесь длится лето, это все-таки энергозатратные вещи. Микроводоросли — источник третьего поколения биотоплива.
И наконец, цианобактерии — источник биотоплива четвертого поколения. Это значит, что мы имеем дело с генно-инженерным топливом. Цианобактерии — организмы, которыми очень легко манипулировать, то есть генетически модифицировать. Такие организмы быстро растут. Они могут производить то, что мы их заставляем производить. Это уже биологический хай-тек, направленный на производство конкретного, заданного и инженерированного человеком продукта.
Но можно его и не инженерировать. Поскольку существует огромное количество разновидностей цианобактерий, можно подобрать такие штаммы, которые устойчивы к низким температурам, не требуют сильного света высокой интенсивности и продуцируют достаточное количество липидов. Хотя липидов они все продуцируют достаточное количество. Только проблема в том, что они практически не производят триглицеридов. Триглицериды — это запасные липиды. Это растительное масло, которое мы там покупаем. Его отжимают из масличных культур. Его могут производить микроводоросли, но цианобактерии — нет, потому что у них отсутствует один фермент. Этот фермент можно генетически добавить, и тогда они станут производить триглицериды.
Но цианобактерии могут производить и производят в огромном количестве диглицериды, которые являются частью цианобактериальных мембран и которыми цианобактерии набиты. Поэтому инженерно можно заставить их начать производить триглицериды для нас, то есть масло, либо разрабатывать технологии, позволяющие использовать диглицериды для производства той же бионефти. Сейчас существуют такие технологии, которые подразумевают химический пиролиз в присутствии катализаторов. И отщепление тех двух жирных кислот от глицерина происходит очень эффективно.
Технологических проблем нет. Есть только проблема внедрения этого в массовое производство, потому что привычки трудно ломать. Как объяснить людям, что перспективнее получать углеводороды из возобновляемого материала, чем делать это из нефти? Тем более что цена на нефть часто падает, становится экономически невыгодно производить все это из других источников. Что будет, если вдруг возникнет кризис и нефти перестанет хватать? Уже можно будет говорить о том, что технологии есть, и они будут внедряться. И не существует проблем такого класса, которые бы тормозили развитие всего производства биотоплива из фотосинтезирующих организмов.
