Efficiëntere productie van biobrandstof uit afval met behulp van gewijzigde gisten

Een belangrijk deel van het petroleumgebruik van de transportsector moet op termijn vervangen worden door hernieuwbare energie. Hierdoor is het van zeer groot economisch en ecologisch belang om de productie van biobrandstoffen uit hernieuwbare grondstoffen te optimaliseren. VIB-onderzoekers verbonden aan KU Leuven hebben giststammen ontwikkeld die bio-ethanol produceren uit afval met een nooit eerder geziene efficiëntie. Hierdoor zijn ze goed geplaatst om een belangrijke speler te worden op wereldvlak in deze ontluikende industrie.
Johan Thevelein (VIB/KU Leuven): “Onze nieuwe giststammen komen op een goed moment omdat de hele industrie van tweede-generatie-biobrandstoffen duidelijk heel wat dichter bij economische leefbaarheid is gekomen. Wij werken volop aan de verdere verbetering van onze giststammen om de efficiëntie van de fermentaties nog verder te kunnen verhogen en op die manier hopen we onze leiderspositie in deze ontluikende industriële sector nog verder te versterken.”
De productie van bioethanol uit afvalstromen, oogstresten (bv. stro, tarwezemelen, lege maïskolven of maïsstengels) en hout(afval) wordt algemeen aanzien als één van de meest duurzame en klimaatvriendelijke technologieën om brandstof te produceren voor de transportsector (wegverkeer, luchtvaart). Deze sector is verantwoordelijk voor meer dan 10% van het energieverbruik in Vlaanderen. Het aandeel hernieuwbare energie was in 2011 slechts 4%, met biodiesel als voornaamste bron (86%), gevolgd door bio-ethanol (12 %) en groene stroom (2 %). Het aandeel hernieuwbare energie zal in de toekomst nog moeten stijgen om het beoogde peil van minimaal 10% hernieuwbare energie te bereiken tegen 2020.
Voor de productie van bio-ethanol uit afvalstromen worden gisten ingezet. Er waren tot recent evenwel een aantal belangrijke obstakels om een efficiënte bio-ethanolproductie haalbaar te maken. Eén ervan was dat geen enkele giststam in staat was om alle suikers in de biomassa om te zetten naar ethanol. Vooral de pentosesuikers waren een groot probleem. Er werd in de voorbije jaren grote vooruitgang geboekt met genetisch gemodificeerde giststammen die ook pentosesuikers kunnen fermenteren, maar deze laboratoriumstammen bleken helemaal niet geschikt voor industriële fermentaties.
Mekonnen Demeke en Johan Thevelein (VIB/KU Leuven) hebben dit obstakel nu uit de weg geruimd. Hiervoor veranderden ze het DNA van de beste industriële giststam voor bio-ethanolproductie zodanig dat de gewijzigde giststammen ook zeer vlot pentosesuiker kunnen fermenteren en ze nog meer robuust werden. Hun nieuwe giststammen blijken ook in echte omstandigheden – buiten het labo - verschillende types biomassa efficiënt en snel tot bio-ethanol te fermenteren. De interesse vanuit de industrie is groot, omdat de efficiëntie waarmee deze giststammen bio-ethanol maken uit afval eerder nog nooit gezien was.