Proof of concept for a direct CO2-to-propane conversion via genetically engineered microbes, and assessing requirements for its implementation in bioreactors and the economic competitiveness

Suomi on yhä voimakkaasti riippuvainen fossiilisista raaka-aineista sekä energian (kuten propaanin) että kemikaalien ja muovien tuotannossa. Uusia hiilidioksidia (CO2) raaka-aineena käyttäviä, skaalautuvia, (bio)prosesseja tarvitaan kestävien kemikaalien tuottamiseksi ja suomalaisen kemianteollisuuden hiilineutraaliuden mahdollistamiseksi. e-propaani-projektin tavoitteena on osoittaa bioteknisen ratkaisun soveltuvuus CO2:n konvertoimiseksi propaaniksi noin 95% saannolla. Projektin on tarkoitus tukea yritysten päätöksentekoa tulevaisuuden teknologioiden kehitysinvestointeihin. e-propaanin biotekninen ratkaisu on editoida luonnollisesti kaikkein tehokkaimmin CO2:a käyttävän metanogeenimikrobin (Methanococcus maripaludis) genomia siten, että solut tuottavat metaanin sijasta propaania. e-propaanin odotettu tulos on tämän bioteknisen ratkaisun soveltuvuuden osoitus kahdessa erillisessä vaiheessa. Ensimmäinen vaihe tähtää butyraatin tuottoon CO2:sta ja vedystä genomieditoiduissa mikrobisoluissa. Toisessa vaiheessa konversio soluissa osoitetaan edelleen butyraatista propaaniksi. Jotta metaanin tuotto voidaan korvata täydellisesti propaanin tuotolla, e-propaani käyttää laskennallisia malleja solujen muokkaamisen suunnitteluun ja genomieditoitujen metanogeenikantojen kasvun ennustamiseen ja analysoi vedyn käytön mahdollista tehokkuutta. Soveltuvuuden osoitusta varten metanogeenin suorituskyky testataan laboratoriomittakaavan ja Q-power yrityksen e-metaanibioreaktoreilla. Lisäksi testataan mikrobielektrosynteesireaktoreita, joissa pelkistysvoima tuotetaan vedyn sijasta suoraan elektrodeilla. e-propaanin biotekniselle ratkaisulle tehdään teknoekonominen analyysi ja sen tuloksia verrataan vaihtoehtoisiin kestävän propaanin tuoton ratkaisuihin. Onnistunut e-propaani viitoittaa suomalaisen kemianteollisuuden vihreätä siirtymää. Vihreätä siirtymää e-propaanissa edistävät Aalto Yliopisto, Tampereen Yliopisto, Neste, Borealis, Fortum, SolarFoods ja Q-Power.