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Warum das Versprechen von billigem Kraftstoff von Super Bugs zu kurz kam
Das Biotech-Unternehmen LS9 startete 2005 mit großen Ambitionen: Gegründet von führenden Wissenschaftlern und hochkarätigen Risikokapitalgebern, plante es, Mikroorganismen gentechnisch zu verändern, um aus Zucker Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe wie Diesel kostengünstig herzustellen.
Aber nach neun Jahren und 81 Millionen US-Dollar an Investitionen verkauften die Eigentümer von LS9 das in San Francisco ansässige Unternehmen letzten Monat für 40 Millionen US-Dollar in bar und in Aktien an den Biodieselhersteller Renewable Energy Group .
LS9 hatte vor mindestens zwei Jahren gehofft, Diesel an Raffinerien verkaufen zu können (siehe Herstellung von Benzin aus Bakterien). Stattdessen beabsichtigt die Renewable Energy Group mit Sitz in Ames, Iowa, das LS9-Verfahren irgendwann in den nächsten zwei Jahren zur Herstellung von Spezialchemikalien in kleineren Mengen zu verwenden, und hat keine unmittelbaren Pläne, Biokraftstoffe mit der LS9-Technologie herzustellen.
LS9 ist eines von mehreren Unternehmen, das auf der Prämisse gegründet wurde, dass synthetische Biologie – fortschrittliche Gentechnik, die die Funktionsweise eines Organismus radikal verändert – verwendet werden könnte, um neue Bakterien- und Hefestämme herzustellen, die nicht nur die üblichen Biokraftstoffe Ethanol und Biodiesel, sondern auch Kohlenwasserstoffkraftstoffe, die mit Benzin, Diesel und Kerosin nahezu identisch sind. Solche Kraftstoffe könnten breiter eingesetzt werden als bestehende Biokraftstoffe, die typischerweise mit konventionellen Kraftstoffen gemischt werden müssen oder eine spezielle Infrastruktur erfordern.
Aber Unternehmen der synthetischen Biologie haben sich schwer getan, Organismen zu entwickeln, die Kraftstoffe zu Kosten herstellen können, die mit Öl konkurrieren können, und sie müssen noch Kraftstoff in großem Maßstab produzieren. Wie LS9 haben sich viele Unternehmen, die sich auf den Weg gemacht haben, um die riesigen Märkte für Biokraftstoffe zu erschließen, auf Chemikalien umgestellt, die höhere Preise erzielen. (Der Eintritt in diese Märkte wird jedoch wahrscheinlich nicht einfach sein – sie erfordern oft sehr hochwertige Produkte, und neue Marktteilnehmer sehen sich einem starken Wettbewerb durch große petrochemische Unternehmen ausgesetzt.)
LS9 verfügt über eine Demonstrationsanlage in Okeechobee, Florida, die erfolgreich Diesel in geringen Mengen produzierte, und hat Partnerschaften mit größeren Unternehmen zum Testen geschlossen. Aber es hatte Schwierigkeiten, die Finanzierung für den Bau einer großen Anlage zu bekommen, sagt David Berry, Mitbegründer von LS9 und Investor bei Flagship Ventures. Solazyme, das gentechnisch veränderte Algen verwendet, um Produkte aus Zucker herzustellen, hat ein Programm zur Entwicklung von Kraftstoffen für das US-Militär, aber ein Großteil seiner kommerziellen Tätigkeit besteht in der Herstellung von Ölen für Körperpflege- und Ernährungsprodukte. Amyris, das ein Öl namens Farnesen herstellt, das in Diesel umgewandelt werden kann, verkauft kleine Mengen Kraftstoff für Busse, konzentriert sich jedoch auf die Herstellung von Produkten wie Feuchtigkeitscremes und Duftstoffen.
Viele der Behauptungen im Zusammenhang mit Biokraftstoffen in den Jahren 2006 und 2007 waren viel zu optimistisch, sagt der Biotechnologie- und Chemieingenieur-Professor am MIT Gregory Stephanopoulos .
Das Problem, sagt James Collins , Professor für Biomedizintechnik an der Boston University, ist, dass die Wissenschaft hinter diesen Unternehmen zwar vielversprechend war, es sich jedoch in den meisten Fällen um universitäre Labordemonstrationen handelte, die nicht für die Industrialisierung bereit waren.
Neben der Herausforderung, effektive Organismen zu entwickeln, kämpfen Unternehmen für synthetische Biokraftstoffe mit den hohen Kapitalkosten für den Einstieg ins Geschäft. Da Kraftstoffe margenschwache Rohstoffe sind, müssen Biokraftstoffunternehmen große Mengen produzieren, um Gewinne zu erzielen. Kommerzielle Anlagen können Hunderte Millionen Dollar kosten. Einige fortschrittliche Biokraftstoffunternehmen konnten sich das Geld für Großanlagen durch einen Börsengang sichern, aber jetzt sind viele Investoren bei Biokraftstoffen sauer geworden. Die Leute möchten, dass die Dinge etwas weiter validiert werden und mehr Technologierisiken frühzeitig vom Tisch genommen werden. Investoren seien kaum bereit, für Machbarkeitsnachweise zu zahlen, sagt Berry.
Jay Keasling , Mitbegründer von LS9 und CEO des Joint BioEnergy Institute des Department of Energy, räumt ein, dass sich Unternehmen der synthetischen Biologie langsamer bewegt haben, als viele Investoren erhofft hatten. Er warnt auch davor, zu erwarten, dass Bioenergie die Preise für Erdölbrennstoffe in absehbarer Zeit unterbieten wird. Die Herstellung kostengünstiger Kraftstoffe mit gentechnisch veränderten Mikroben erfordert Fortschritte in Wissenschaft und Technik, sagt er. Biokraftstoffe werden nie mit 20 Dollar pro Barrel Öl konkurrieren – Punkt, sagt er. Ich hoffe, wir haben Biokraftstoffe, die mit 100 Dollar pro Barrel Öl konkurrieren.
Theoretisch sind Kohlenwasserstoffe, die Flugzeuge und Dieselmotoren antreiben können, wertvoller als Ethanol, das gemischt werden muss. Aber die Ausbeute bei der Umwandlung von Zucker in Kohlenwasserstoffe ist aufgrund der grundlegenden Chemie geringer als die Ausbeute für Ethanol, sagt Keasling, so dass die Wirtschaftlichkeit stärker vom Zuckerpreis abhängt. Die Erträge zu erhöhen, um sie wirtschaftlich rentabel zu machen, ist sehr schwierig, sagt er.
Keasling sagt, dass neue Techniken benötigt werden, um den Prozess der Entwicklung treibstoffproduzierender Organismen zu beschleunigen. Wenn Ingenieure gewünschte genetische Merkmale schnell isolieren und vorhersagen könnten, wie sich eine Kombination von Veränderungen des Stoffwechselweges auf einen Mikroorganismus auswirken würde, wäre das Design von Zellen viel schneller, sagt er. Wir müssen in der Ingenieurbiologie genauso gut sein wie in der Mikroelektronik, sagt er. Die Optimierung von Pflanzen für die Energieerzeugung und neue Techniken zur Herstellung billigeren Zuckers könnten ebenfalls dazu beitragen, die Kosten zu senken.
Nach der Mitbegründung von LS9 war Berry Mitbegründer eines weiteren Biotech-Unternehmens namens Joule, das die Kraftstoffproduktion vom Zuckerpreis entkoppeln will. Es hat Stämme photosynthetischer Mikroorganismen entwickelt, um Kraftstoffe mit Sonnenlicht, Kohlendioxid und Nährstoffen statt aus Zucker herzustellen (siehe Audi unterstützt ein Biokraftstoff-Startup und Demo Plant Targets Ultra-High Ethanol Production ).
Angesichts der Herausforderungen, mit denen Unternehmen der synthetischen Biologie bisher konfrontiert waren, entscheiden sich einige neue Unternehmen von vornherein, keine Biokraftstoffe herzustellen. In der Tat, die erste Firma aus dem Joint BioEnergy Institute von Keasling – Lygos mit Sitz in Albany, Kalifornien – ausgegliedert werden soll, hat sich entschieden, anstelle von Kraftstoff einige hochwertige Chemikalien herzustellen.