Интервью с венгерским исследователем Имре Васс: с помощью фотосинтеза можно выработать в 20 раз больше энергии, чем нам необходимо
Имре Васс, один из ведущих мировых исследователей в области фотосинтеза, считает, что объем солнечной энергии, поглощаемой растениями путем фотосинтеза, примерно в 20 раз больше, чем энергетические потребности современного общества, но в настоящее время его возможности по преобразованию энергии в различные виды топлива не велики.
В своем интервью агентству Agerpres известный венгерский ученый поделился информацией об исследованиях в области искусственного фотосинтеза и о том, как альтернативная энергия может заменить ископаемые виды топлива, обратив внимание на тот факт, что ежегодно мы сжигаем ископаемое топливо, образоввшееся миллион лет тому назад.
Доктор биологических наук Имре Васс 14 лет руководит Биологическим исследовательским центром в Сегеде и на протяжении своей карьеры работал в области фотосинтеза в самых передовых лабораториях Европы, а также в Токио, Стокгольме, Афинах и Париже. Венгерский исследователь находится в Румынии, чтобы определить конкретные направления сотрудничества Института в Сегеде с Центром биологических исследований Jibou и Университетом Бойя из Клуж-Напока.
AGERPRES: Над какими проектами вы сейчас работаете в Центре биологических исследований в Сегеде?
Имре Васс: Один из основных проектов связан с изучением фотосинтеза и с тем, как эффективно растения конвертируют энергию света в химические соединения. Основная цель исследования состоит в том, чтобы понять, насколько устойчивы растения к воздействию стрессовых факторов в естественной среде. Другая цель исследований состоит в выявлении способности растений производить альтернативные источники чистой возобновляемой энергии. Изучая проблемы стресса растений, мы уделяем особое внимание воздействию света на растения. Свет необходим для фотосинтеза, но большое количество света оказывает негативное влияние, препятствуя фотосинтезу. Мы хотим понять из-за чего возникает это негативное влияние и каковы механизмы, препятствующие этому процессу. У нас также есть ряд проектов, связанных с пониманием того, как такие факторы окружающей среды, как засоление почв и засуха, влияют на продуктивность растений, отдельно или вместе. Это один из видов исследования, имеющего большое практическое значение, в нем мы используем различные виды пшеницы.
Аппликативный интерес также представляет собой изучение фенотипа растений (особенности растительных организмов, связанные с наследственностью и условиями среды), в ходе этих исследований ученые, используя инфракрасные тепловые датчики, отслеживают, как растение растет. Научно-исследовательский центр в Сегеде имеет специальное оборудование для изучения фенотипов, мы являемся частью большой европейской сети "European plant fenotiping network", призванной облегчить доступ к этому типу оборудования научно-исследовательских групп из соседних европейских стран, чтобы иметь возможность изучать характеристики растений на самом высоком уровне.
AGERPRES: Какова цель визита в Jibou? Как вы оцениваете исследования в нашей стране?
Имре Васс: Одна из целей посещения Jibou это - налаживание сотрудничества и облегчение доступа румынских исследователей к материальной базе Института в Сегеде, где группа исследователей из Jibou и ученые из университета Клуж-Напока смогут ознакомиться со всеми проектами. Центр из Jibou осуществляет проект по изучению устойчивости местных сортов томатов, а также фасоли, лука и чеснока из западной зоны Румынии к засоленным почвам. С другой стороны, у меня были довольно ограниченные контакты с румынскими учеными кругами, хотя еще три года назад я был частью международной группы ученых, образованной для оценки национальных исследовательских центров Румынии. Я оценивал деятельность Национального института биологических наук с филиалами в Бухаресте, Клуж-Напока, Яссы и Пятра Нямц. Я также сотрудничал с Университетом сельскохозяйственных наук из города Тимишоара в рамках трансграничного проекта по изучению различных сортов пшеницы и их адаптации к окружающей среде.
AGERPRES: Как бы оцениваете фотосинтез в качестве альтернативного источника производства энергии?
Имре Васс: Фотосинтез, как процесс фиксации солнечной энергии на планете существует с начала жизни на Земле. Практически фотосинтез является источником энергии на планете. Его мощность чрезвычайно высока. Объем солнечной энергии, поглощаемой растениями в процессе фотосинтеза, примерно в 20 раз больше, чем энергетические потребности современного общества, таким образом, существует огромный энергетический потенциал. Необходимо только использовать процесс фотосинтеза в интересах человечества. И в этом направлении сделаны важные шаги. В таких странах, как Бразилия, большую часть топлива получают из сахарного тростника в виде биоэтанола, как и в США из кукурузы. В конечном счете, важна эффективность, с которой осуществляется конверсия солнечной энергии в процессе фотосинтеза. Одно из самых эффективный растений это - сахарный тростник, коэффициент конверсии составляет в среднем за год 1%, хотя теоретически можно достигнуть и 30%.
Существуют возможность и место для оптимизации этой задачи, поэтому и продолжаются исследования в этой области. Проблема состоит в том, что общество должно сделать выбор, использовать ли ему растения в качестве источника пищи или источника энергии. В Бразилии около 10% пахотных земель используется для выращивания сахарного тростника, из которого производят биоэтанол для транспорта. В Европе, в умеренной климатической зоне, нужны большие площади.
AGERPRES: Научный центр в Jibou разрабатывает проект по изучению фотосинтеза на основе цианобактерий. Можно ли использовать цианобактерии или водоросли в качестве источника энергии?
Имре Васс: Действительно, микроводоросли, цианобактерии и зеленые водоросли имеют более высокую энергетическую эффективность. Они растут в море и не составляют конкуренцию наземному землепользованию сельскохозяйственных площадей. Вопросы, которые необходимо решить и которые требуют дополнительных исследований в этой области, заключаются в том, что необходимо выращивать большое количество водорослей, а в нашем обществе нет опыта выращивания водорослей. Мы культивируем растения в течение десятков тысяч лет, а водоросли – 10-15 лет, к тому же мы должны охранять их от загрязнения.
Другая проблема состоит в том, что генерируется большое количество биомассы, из которой используемые для производства биодизельного топлива жиры составляют только 20%, но все же остается еще 80%. Одно из решений состоит в том, чтобы не потреблять биомассу, а иметь биореакторы для производства водорода или производить газ, который можно использовать в качестве топлива без наличия большого количества биомассы.
AGERPRES: Фотосинтез может стать основным способом получения энергии в будущем?
Имре Васс: Фотосинтез создал все источники энергии на планете, за исключением ядерной, путем поглощения солнечной энергии еще в древние времена. Нынешние виды ископаемого топлива - нефть, газ и уголь - все созданы растениями путем фотосинтеза, только они формировались сотни миллионов лет. Существует мнение, что мы сжигаем ископаемое топливо, произведенное миллион лет тому назад. Таким образом, наши запасы ископаемого топлива ограничены и нам необходимо найти альтернативные источники.
Я не думаю, что в будущем фотосинтез станет единственным решением для генерации всей необходимой нам энергии, которая также необходима и для производства пищевых продуктов, это без всеобъемлющего решения массового производства в океане, но уже есть значительный вклад в данную область. Например, в странах Северной Европы, таких как Финляндия, Швеция, Канада, с большими участками леса, 20% энергии производится из возобновляемых источников энергии, выделяемой при сжигании древесины. Речь идет о быстрорастущих породах деревьев. С другой стороны, есть проекты для производства искусственного фотосинтеза без растений, используются только принципы фотосинтеза для создания искусственных структур. Это перспективный, но еще долгий путь. Есть системы, которые могут разделять молекулы воды и производить водород искусственно, основанные на принципах фотосинтеза. Это также может стать одним из решений, но мы далеки от перехода к прикладным исследованиям. Еще необходимы фундаментальные исследования.
Я думаю, что в будущем фотосинтез может внести значительный вклад в производство энергии, но он не может полностью заменить все другие источники. Фотосинтез имеет потенциал, чтобы стать одним из основных направлений энергетики.
86