Bacteriën in het leger
De eerste pogingen om de hoogenergetische JP-10-brandstof te vervangen, die met name wordt gebruikt in Amerikaanse Tomahawks, werden vijf jaar geleden uitgevoerd bij het Georgia Institute of Technology en het Joint Bioenergy Institute. In feite was het Stephen Sarria's afstudeerwerk onder supervisie van universitair hoofddocent Pamela Peralta-Yahya. JP-10 kwam onder de aandacht van wetenschappers vanwege de hoge kosten: nu is het een brandstof van het hoogste niveau voor een prijs van $ 27 voor 3,75 liter. Deze prijs wordt gerechtvaardigd door de hoge energiedichtheid van de brandstof vanwege, zoals chemici zeggen, "koolwaterstoffen met gespannen cyclische systemen". De brandstof behoort tot de eliteklasse HEDF (brandstoffen met hoge energiedichtheid) of brandstof met een hoge specifieke energie, die momenteel alleen tegen een vergoeding beschikbaar is voor militaire consumenten. Verbranding van JP-10 in motoren maakt het mogelijk om 20-30% meer energie te verkrijgen dan bij het gebruik van gewone 98e benzine. Afgezien van de chemische details, is een van de "chips" van een dergelijke brandstof pineenmoleculen, die, zoals later bleek, door coniferen worden geproduceerd. Bovendien ruikt pine nog steeds naar dennennaalden - zonder dat zou een echte kerstboom veranderen in een bekwame nep.
Om het Amerikaanse leger tevreden te stellen met kunstmatige dennen als onderdeel van de JP-10-raket, zouden alle bossen van Noord-Amerika niet genoeg zijn. Alleen al de Tomahawk is geladen met zo'n 460 kilogram brandstof. Daarom besloten de ontwikkelaars om de diensten van bacteriën te gebruiken. Om dit te doen, werd een gen geïntroduceerd dat verantwoordelijk is voor de synthese van pineen uit gewone glucose in het micro-organisme (klassieke intestinale Escherichia coli) coli. Het enige dat restte was het verzamelen van het "gewas" in de vorm van bacteriële stofwisselingsproducten (opbrengst ongeveer 36 mg/l), het katalytisch verwerken en vullen van de Tomahawk-tanks. Pamela Peralta-Yahya vatte de resultaten van het onderzoek samen:
"We hebben een duurzame voorloper gemaakt van brandstof met een hoge energiedichtheid die er precies zo uitziet als wat momenteel uit aardolie wordt geproduceerd en kan worden gebruikt in bestaande straalmotoren."
Deze technologie heeft echter nog geen praktische implementatie gevonden, grotendeels vanwege de lage productiviteit van de gemodificeerde bacteriën.
Het probleem van de beschikbaarheid van JP-10 is niet alleen belangrijk in militaire aangelegenheden. Als het mogelijk was om een goedkope analoog van zo'n energierijke brandstof te verkrijgen, dan zou het heel goed in de tanks van civiele voeringen kunnen worden gegoten. En dit zou de hoeveelheid aan boord vervoerde brandstof of het vliegbereik aanzienlijk verminderen met alle economische voordelen van dien. Militaire superbrandstoffen zijn gemiddeld 11% efficiënter dan de beste luchtvaartkerosine die in civiel vervoer wordt gebruikt. Het Pentagon is ook niet vies van het vervangen van de JP-8 door een synthetische en goedkope analoog van de JP-10, bijvoorbeeld de strategische B-52. De Amerikanen hebben al geprobeerd om aangepaste brandstofsamenstellingen te maken. Syntroleum Corporation creëerde vijftien jaar geleden een mengsel van JP-8-brandstof en FT-brandstof, gesynthetiseerd uit steenkool, dat zelfs werd getest op de B-52-bommenwerper. Even later werd dit ook getest op de F18A Super Hornets. Dit was in het tijdperk van hoge prijzen voor oliebronnen en de productie van vloeibare brandstof uit steenkool was op de een of andere manier gerechtvaardigd. Na verloop van tijd verscheen schalieolie in de Verenigde Staten, de kosten van "zwart goud" kelderden en experimenten met brandstofsamenstellingen stopten enige tijd. Dit alles bewijst eens te meer dat geen milieuproblemen de oorzaak zijn van de komende "synthetische revolutie" in de Amerikaanse militaire luchtvaart en raketten - alles wordt verklaard door een banale economie.
Tomahawks hebben biobrandstof nodig
Er zijn nu ongeveer 4.000 Tomahawk tactische raketten in de Verenigde Staten. Dit is een voldoende groot aantal om een synthetische analoog van de JP-10 te ontwikkelen. Bovendien behaalde het Dalian Institute of Chemical Physics (China) vorig jaar resultaten over kunstmatige superbrandstoffen uit lignocellulosebiomassa. Dit is verre van de zeldzaamste grondstof voor biobrandstoffen - er wordt al heel lang bio-ethanol van gemaakt in de wereld. De Chinezen hebben een proces ontwikkeld op basis van het gebruik van furfurylalcohol, waardoor het mogelijk is om redelijk goedkope analogen van JP-10 te verkrijgen. Volgens de gegevens kost een ton van dergelijke brandstof nu ongeveer 7 duizend dollar, en volgens Chinese technologieën zou de prijs moeten worden verlaagd tot 5, 6 duizend. Officieel verklaren wetenschappers uitsluitend civiel gebruik van de ontwikkeling, maar natuurlijk militaire vliegtuigen en tactische raketten van China zullen een van de consumenten worden van bio -JP-10.
Onderzoekers Cameron Moore en Andrew Sutton van het Los Alamos National Laboratory in de Verenigde Staten hebben in april van dit jaar patent aangevraagd op een iets andere methode om biobrandstoffen te produceren. Projectpartner is sinds 2017 Gevo, dat ontwikkelingen hoopt toe te voegen aan de civiele sector. Zoals u weet, is maïs van oudsher het belangrijkste gewas in de Verenigde Staten. Jaarlijks wordt er meer dan 20 miljoen hectare land met deze plant ingezaaid. Maïs voor Amerikanen is niet alleen blikvoer in de supermarkt en veevoer, maar ook bio-ethanol, dat bij benzinestations wordt gebruikt om tot 50% benzine te verdunnen. Moore en Sutton, werkzaam voor het Amerikaanse ministerie van Energie, creëerden een JP-10-productiecyclus van maïsafval. Bovendien wordt eerst bio-ethanol gewonnen uit maïs en pas daarna wordt uit de overgebleven zemelen superbrandstof gesynthetiseerd met een eindproductopbrengst tot 65%. Dit verlaagt de kosten van nieuwe biobrandstof aanzienlijk, en ook zonder zeer gevaarlijke reagentia en afval.
Volgens de eerste schattingen zullen de totale kosten van maïsbrandstof voor de Tomahawks met 50% dalen, wat een ware revolutie teweeg kan brengen in de brandstofindustrie. Er zijn andere, meer optimistische berekeningen: een gallon bio-JP-10 kost ongeveer $ 11 in plaats van de huidige 27. Civiele luchtvaartmaatschappijen hopen dat wanneer het leger technologieën uitwerkt voor de productie van superbrandstoffen, de tankstations op luchthavens ook gevuld zullen worden met nieuwe high- energie kerosine. Dit zal erg handig zijn in een postpandemische wereld, waarin mensen bang zullen zijn voor verre reizen: lage ticketprijzen kunnen in dit geval helpen. Er is informatie over het testgebruik van brandstofsamenstellingen op basis van de nieuwe JP-10 op luchtroutes van de Verenigde Staten naar Australië. Uitbreiding van maïsgebieden in de Verenigde Staten zal ook een van de stimulansen zijn voor de ontwikkeling van de economie. Amerikanen hopen dat met de introductie van de Sutton-Moore chemische cyclus in massaproductie, veel nieuwe banen in de landbouw zullen ontstaan. Rekening houdend met het gebruik van bio-ethanol productieafval als grondstof, zal ook het personeelsbestand van bedrijven die deze brandstof produceren uitbreiden. Overal zijn er pluspunten. Het belangrijkste in Los Alamos wordt natuurlijk beschouwd als de vermindering van de afhankelijkheid van de staat van externe leveringen van aardolieproducten. En natuurlijk valt dit hele chemisch-technologische verhaal in de smaak bij de activisten van Greenpeace, al hebben ze het nog niet toegegeven.
Onder de voor de hand liggende positieve aspecten van de opkomst van de nieuwe bio-JP-10-technologie zijn er veel nadelen. Ten eerste zal de natuurlijke vermindering van de kosten van het gevechtsgebruik van tactische raketten door het Pentagon een nieuwe trigger worden voor Amerikaanse agressie. Ten tweede, zodra zakenlieden het gevoel hebben dat de Sutton-Moore-cyclus inderdaad economisch winstgevend is, zal een groot deel van het landbouwareaal worden beplant met maïs. Dit industriële gewas kan de rest gedeeltelijk verdringen: tarwe, sojabonen, enz. Bij een constante vraag zullen aanbodbeperkingen de kosten van producten verhogen en hun beschikbaarheid voor mensen verminderen. Dit is overigens al waargenomen in een aantal landen die actief gebruik maken van hernieuwbare energiebronnen zoals biosolar-olie en bio-ethanol. En tot slot, ten derde, om de opbrengst van maïs te verhogen, zal het duidelijk niet voldoende zijn om simpelweg de gebieden en genetisch gemodificeerde zaden van de beroemde "Monsanta" uit te breiden. De tijd zal komen voor onmatigheid met kunstmest, en hier zal de beruchte "Greenspace" veel vragen hebben.
