Nahradí ropu plodiny z našich polí?

Teoreticky lze všechny produkty, dosud vyráběné z ropy jako výchozí suroviny, vyrábět i z plodin, které mohou růst na našich polích. Výzkumem této alternativy se zabývá euroamerické konzorcium EPOBIO, které vzniklo na základě rámcové dohody Evropské unie s USA o vědeckotechnické spolupráci. Spolupracuje v něm 12 evropských a amerických laboratoří. Koordinátorem je profesorka Dianna Bowlesová ze střediska pro nové zemědělské produkty na University of York v USA. Na obou stranách Atlantiku je závislost na fosilních uhlovodících považována za společenský problém. Přitom rostliny jsou schopny nahradit ropu v mnoha výrobách. Jde o to, aby výzkum našel takové rostliny, které budou pro průmyslové využití vhodné. Je samozřejmě nutno, aby tato náhrada byla ekonomicky soutěžeschopná. Musí také uvažovat s vlivy takového využití půdy na ceny potravin a obecně životní prostředí. S přihlédnutím k těmto podmínkám byly do dlouhodobého plánu výzkumu do roku 2020 zařazeny biopolymery, zejména takové, jaké se dají využít k výrobě plastů, rostlinné oleje a produkty získané z buněčných stěn. V Evropské unii vybudila zájem o rozvoj pěstování plodin pro nepotravinářské využití Společná zemědělská politika, vyhlášená v roce 1993. Ale pěstování průmyslových plodin má mnohem delší historii. Od nepaměti se pěstoval len a konopí pro výrobu textilu. V roce 1930 se mnoho dílů pro automobily Ford vyrábělo z plastů na bázi sóji. V současné době se na bázi ropy vyrábí 97 % plastů, ale v roce 1950 to byla jen 4 %. Ovšem ´zelená chemie´ bude potřebovat ještě mnoho výzkumného a vývojového úsilí, než převládne nad černým konkurentem. Přírodní polymery Polymery, tedy dlouhé molekuly vytvářené opakováním stejného chemického motivu, jsou základem všech plastů. Budou mít různé polymery obsažené v rostlinách stejný efekt jako polymery získané z fosilních uhlovodíků? V současné době jsou zkušenosti jenom se škrobem. Avšak plasty vyrobené na bázi škrobu trpí vysokou citlivostí na vlhkost. Využití jiných rostlinných polymerů je málo prozkoumané, a kromě toho výsledné plasty mají horší kvalitu, než obdobné, vyrobené petrochemickým průmyslem. Ale na druhé straně jsou zcela biologicky rozložitelné. Ekologická bilance však musí vzít v úvahu celý produkční řetěz, od pěstování plodin s využitím umělých hnojiv a pesticidů, až po dopravu ke zpracovateli, což vesměs produkuje nežádoucí skleníkové plyny. Konečné slovo budou mít vědci. Plánovaný výzkumu se soustředí na úpravu metabolismu rostlin s cílem zvýšit obsah polymerů, zlepšení procesů extrakce a také na nové zdroje biopolymerů, jako je například inulin, který se nachází v čekance, nebo bílkovinných polymerech. Potenciál rostlinných olejů Rostlinné oleje mají podobnou chemickou strukturu jako ropné uhlovodíky. Zhruba 15 až 20 % rostlinných olejů je již v současnosti používáno k nepotravinářským účelům. Bionafta může cenově konkurovat klasické naftě. Barevné inkousty vyráběné ze sóji, používané k tisku amerických deníků, jsou podobný případ. Ricinový olej je velmi rozšířené průmyslové mazivo. Výzkum rostlinných olejů má již tradici, ale bude nutno zdokonalit tvorbu mastných kyselin v rostlinách a specializovat je více podle typu využití, a to pravděpodobně genetickou modifikací. Přínosem však mohou být i změny v tradičním zemědělství. Největší objem rostlinných olejů je zatím získáván ze sóji, palmového a kokosového oleje, přičemž tyto rostliny se v Evropě prakticky nepěstují a hlavní surovinou jsou řepka olejná, slunečnice a olivy. Bude nutno ověřit rozšíření opomíjených slibných rostlin v Evropě i USA a také lnu, prosa, ricinu i novinek jako jsou euforbie a měsíčky, plevelná květinka našich zahrádek. Hazardování s biomasou Při komplexním využití rostlinné hmoty se musí kromě extrakce rostlinných olejů a biopolymerů řešit také využití zbylé hmoty, buněčných stěn, které obsahují bílkovinné a cukerné polymery. Jejich pálení je barbarství. Tato pevná slupka tvoří 85 % biomasy produkované v zemědělství. Její funkcí je podpora a ochrana rostliny. Proto je tak odolná proti mikroorganismům. K jejímu rozložení na tři typy polymerů jež obsahuje, je nutno užít buď energeticky intenzivní chemické pochody, nebo složitou enzymatickou degradaci. Buněčnou stěnu tvoří nejrozšířenější organické molekuly na Zemi: celulóza, hemiceluloza a lignin. Chemickou nebo enzymatickou degradací se rozloží tyto polymery na malé molekuly, které pak lze znovu spojovat podle potřeb chemiků. Biopaliva vzniknou z celulózy glukosy, pryskyřice a rozpouštědla z hemicelulozy xylozy a emulsifikátory a adheziva z ligninu fenolů. To si ovšem vyžádá obrovskou práci na výzkumu struktury buněčné stěny rostlin a vývoj zařízení pro ´zelené chemické provozy´, které kdysi v budoucnosti nahradí petrochemii a jejich produkce bude cenově konkurenceschopná. Cesta k tomuto stavu nyní začíná v laboratořích základního výzkumu biologie rostlin. /šmí/