Κάπου μεταξύ τριών και τεσσάρων δισεκατομμυρίων ετών στο παρελθόν, εμφανίστηκαν τα πρώτα φύκη (άλγες). Αυτό μπορεί να μην ακούγεται συναρπαστικό, αλλά άνοιξε το δρόμο για τη ζωή στη γη και τελικά θα μπορούσε να μας δείξει μέρος της λύσης της σημερινής ενεργειακής κρίσης.
Τα φύκη (άλγες), μαζί με άλλους πρώιμους οργανισμούς όπως τα κυανοβακτήρια, είναι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να δεσμεύουν άνθρακα και να απελευθερώνουν σε αντάλλαγμα οξυγόνο. Και χρειαζόμαστε το οξυγόνο για την αναπνοή μας. Κατά τα δισεκατομμύρια έτη που ακολούθησαν, περισσότεροι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί αναπτύχθηκαν: τα φυτά.
Το ενδιαφέρον με τα φυτά είναι ότι μετατρέπουν το CO2 σε χημική ενέργεια - γλυκόζη - και παράγουν νερό και οξυγόνο. Οπότε, ουσιαστικά, τα φυτά κάνουν αυτό που παλεύουμε εμείς να επιτύχουμε: δεσμεύουν CO2, παράγουν ενέργεια και διατηρούν τον αέρα καθαρό και κατάλληλο για να τον αναπνέουμε. Γιατί, λοιπόν, δεν μπορούμε εμείς να κάνουμε το ίδιο; Εντάξει, δεν μπορούμε να «φωτοσυνθέσουμε» αλλά μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την φωτοσύνθεση.
Πώς Ξεκίνησαν Όλα
Στο Πανεπιστήμιο του Wageningen στην Ολλανδία, ένας τρελός βοηθός καθηγητή, ο Bert Hamelers, σκέφτηκε ότι θα έπρεπε να είναι εφικτό να παράγουμε ηλεκτρισμό από τα ζωντανά φυτά χωρίς να τα συλλέγουμε. Προσέλαβε έναν μεταδιδακτορικό φοιτητή να κάνει ένα πείραμα και πέτυχε. Έγραψαν μια πρόταση έρευνας και προσέλαβαν έναν διδακτορικό φοιτητή να δουλέψει περισσότερο πάνω στο θέμα αυτό: Εμένα.
Δεν ήθελα να παραμείνω μόνο στον ακαδημαϊκό χώρο (ποιος θέλει να είναι μέσα σε ένα εργαστήριο όλη μέρα;) αλλά καθώς δεν ήξερα τι να κάνω διαφορετικά, κατέληξα να κάνω ένα διδακτορικό. Βασικά, ο καθηγητής μου με δελέασε να το κάνω, λέγοντάς μου ότι θα έπρεπε να δημιουργηθεί μια νέα εταιρεία - τεχνοβλαστός από αυτό το ερευνητικό πρόγραμμα, και σκέφτηκε ότι εγώ θα ήμουν κατάλληλος να είμαι επικεφαλής. Έπειτα από μόλις έναν μήνα, ήξερα πια ότι αυτή ήταν η καλύτερη απόφαση που είχα πάρει στη ζωή μου.
Πώς λειτουργεί
Πώς μπορούμε λοιπόν να παράγουμε ηλεκτρική ενέργεια από τα ζωντανά φυτά; Απλά, χρησιμοποιώντας τις φυσικές διεργασίες που ήδη λαμβάνουν χώρα. Εν συντομία: το φυτό παράγει οργανική ύλη μέσω της φωτοσύνθεσης. Μόνον μέρος αυτής της οργανικής ύλης χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την ανάπτυξη του φυτού. Το υπόλοιπο απεκκρίνεται μέσω των ριζών. Γύρω από τις ρίζες, βακτήρια τρέφονται από την οργανική ύλη και απελευθερώνουν ηλεκτρόνια. Αν είσαι σε θέση να συλλέξεις τα ηλεκτρόνια σε ένα ηλεκτρόδιο, μπορείς να συνδέσεις το πρώτο ηλεκτρόδιο με ένα άλλο και να δημιουργήσεις ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, όπως μια μπαταρία. Τα ηλεκτρόνια μπαίνουν πίσω στο φυσικό σύστημα μέσω του δεύτερου ηλεκτροδίου, κι έτσι η όλη διαδικασία είναι εντελώς κυκλική.
Επειδή χρησιμοποιούμε τις φυσικές διαδικασίες γύρω από το φυτό, δεν βλάπτεται η φύση. Οι διαδικασίες πραγματοποιούνται μέρα και νύχτα, καλοκαίρι και χειμώνα. Σταματούν μόνον όταν το φυτό και το περιβάλλον ξεραθούν τελείως ή παγώσουν. Συνεπώς, οι υγρότοποι θα ήταν η τέλεια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας. Κατά πάσα πιθανότητα, το καλύτερο στοιχείο με αυτήν την τεχνολογία είναι ότι μπορεί να συνδυαστεί με τις υφιστάμενες εφαρμογές για την ίδια την γη. Δεν θα υπάρχουν πλέον ανταγωνιστικά επιχειρήματα για την τροφή έναντι των καυσίμων: θα μπορέσουμε να βάλουμε την παραγωγή ρυζιού και ενέργειας στον ίδιο ορυζώνα.
Πώς Μπορούμε να το Χρησιμοποιήσουμε
Στα πλαίσια του διδακτορικού μου, εργάστηκα πάνω στη βελτίωση της παροχής ενέργειας από τα φυτά στο εργαστήριο. Ταυτόχρονα, ξεκίνησα μια εταιρεία - τεχνοβλαστό, την Plant-e, σε συνεργασία με τον συνάδελφό μου David Strik,ώστε να βρούμε εφαρμογές για την τεχνολογία. Όταν αποφοίτησα το 2012, λανσάραμε το πρώτο μας προϊόν: έναν περιστρεφόμενο λαμπτήρα που τροφοδοτούνταν από την ενέργεια ενός φυτού. Δυστυχώς, τότε, δεν μπορούσαμε να προχωρήσουμε σε παραγωγή του προϊόντος, οπότε η πρώτη μας απόπειρα εισόδου στην αγορά απέτυχε. Κατορθώσαμε όμως να προσελκύσουμε χρηματοδότηση, οπότε προσλάβαμε μερικούς ευφυείς νέους ανθρώπους και εργαστήκαμε στο επόμενο προϊόν.
Το 2014, λανσάραμε με επιτυχία το πρώτο προϊόν: ένα σπονδυλωτό σύστημα. Βασικά, πωλούμε γλάστρες με φυτά και καλώδια που μπορεί να συνδεθούν με φωτισμό LED, για παράδειγμα. Αυτό δεν πρόκειται να αντικαταστήσει τα εργοστάσια άνθρακα παραγωγής ενέργειας, αλλά είναι μια αρχή. Αυτό είναι το πρώτο βήμα προς την χρήση αυτού που έχει αναπτύξει η φύση επί δισεκατομμύρια χρόνια, χωρίς να παρεμβαίνουμε στην φύση.
Το αρθρωτό σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ώστε να διαμορφώσουμε μικρούς χώρους που είναι ενεργειακά αυτόνομοι, αλλά δεν είναι δυνατό να επεκταθεί σε μεγαλύτερη κλίμακα. Έτσι, είναι υπό ανάπτυξη ένα νέο σύστημα. Το νέο αυτό σύστημα είναι ένας σωλήνας που περιέχει και τα δύο ηλεκτρόδια και μπορεί να τοποθετηθεί οριζόντια με τρυπάνι στην ζώνη της ρίζας των φυτών. Κατ' αυτόν τον τρόπο, τα υπάρχοντα φυτά μπορεί να χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και κάθε υγρότοπος θα μπορεί τελικά να χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Η Επόμενη Ενεργειακή Επανάσταση;
Έπειτα από την αιολική, την ηλιακή και την υδροηλεκτρική ενέργεια, ολόκληρη μια κλίμακα πηγών βιομάζας είναι πλέον έτοιμη για την παραγωγή ενέργειας. Η ενεργειακή μας επανάσταση έχει ήδη ξεκινήσει. Περνούμε από την ευρεία κλίμακα σε μια αποκεντρωμένη παραγωγή ενέργειας και αρχίζουμε να συνειδητοποιούμε ότι καμία μεμονωμένη πηγή ενέργειας από μόνη της δεν θα μας σώσει. Θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν όλες οι εναλλακτικές, ανανεώσιμες και αειφόρες τεχνολογίες που σταδιακά αντικαθιστούν τα ορυκτά καύσιμα. Δεν πιστεύω ότι μια μικρή εταιρεία πέντε ατόμων στο Wageningen, στην Ολλανδία, πρόκειται να φέρει την επανάσταση στην παραγωγή ενέργειας. Θέλω όμως να είμαι μέρος όλης αυτής της ιστορίας.
Το άρθρο είναι μέρος της σειράς της The Huffington Post και του The World Economic Forum που σκοπό έχουν να προσφέρουν μια περίληψη των σημαντικότερων ζητημάτων που θα αντιμετωπίσει ο κόσμος την επόμενη δεκαετία, δημοσιεύθηκε στη The Huffington Post, και μεταφράστηκε στα ελληνικά. Η σειρά πραγματοποιείται σε συνεργασία με το Global Risk Report 2016 και «τρέχει» παράλληλα με την έναρξη του ετήσιου Meeting του The World Economic Forum 2016 (στο Νταβός-Κλόστερς στην Ελβετία, 20-23 Ιανουαρίου). Διαβάστε όλη τη σειρά των άρθρων εδώ.