Wat de nieuwe fabriek van Solugen betekent voor de toekomst van groene chemicaliën

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

De $ 5 biljoen De mondiale chemische sector is een fundament van onze moderne economie. Het is ook de grootste industriële verbruiker van olie en gas en heeft de op twee na grootste ecologische voetafdruk. Gesteund door tientallen jaren van inefficiënte, energie-intensieve en vuile processen staat de chemische industrie onder grote druk om haar gedrag te verbeteren.

Het in Houston gevestigde Solugen, dat zeven jaar geleden werd opgericht, heeft een proces ontwikkeld dat biologie gebruikt om een reeks producten te produceren, van voedingsstoffen voor planten tot corrosieremmers, waardoor de koolstofintensieve fossiele brandstoffen en gevaarlijke chemische afvalstromen die met conventionele petrochemicaliën gepaard gaan, worden geëlimineerd.

Eind oktober kondigde het bedrijf aan dat het een nieuwe bioproductiefaciliteit van 500,000 vierkante meter gaat bouwen, bekend als Bioforge 2, in Marshall, Minnesota. De tweede commerciële faciliteit van Solugen, gepland voor fase één lancering in de eerste helft van 2025, markeert het begin van een nieuw tijdperk voor de chemische industrie, waarin een breed scala aan chemicaliën op schaal kan worden geproduceerd in één enkele fabriek, zonder COXNUMX-uitstoot of afval.

“Een van de grootste uitdagingen voor de chemische industrie is het versnellen van het innovatietempo om snel nieuwe katalysatoren te ontwikkelen voor gewenste chemische transformaties”, zegt Karthish Manthiram, hoogleraar scheikunde en chemische technologie aan het California Institute of Technology. “Solugen heeft bewezen dat hun platform tot snelle resultaten leidt, waardoor dit knelpunt wordt verlicht.”

De markt uitbreiden

De mondiale markt voor groene chemicaliën werd gewaardeerd op 82.5 miljard dollar in 2022 en zal naar verwachting een jaarlijks groeipercentage van 12.1 procent hebben tussen nu en 2030. Maar het heeft moeite gehad om met oplossingen te komen die snel commerciële schaal kunnen bereiken.

Diverse bedrijven proberen daar verandering in te brengen. Oorsprong materialen, dat houtsnippers omzet in voorlopers van polyethyleentereftalaat, of PET, dat vaak wordt gebruikt in plastic verpakkingen, begon zijn eerste faciliteit op commerciële schaal in juni. Ondertussen, Newlight-technologieën maakt sinds 2020 gebruik van de kracht van microben in zijn fabriek in Huntington Beach, Californië, om broeikasgassen op te vangen. De microben produceren een hars die kan worden gebruikt in voedingsmiddelen en textiel. Beide startups hebben honderden miljoenen dollars aan financiering opgehaald.

Solugen onderscheidt zich door de veelzijdigheid van het proces en de snelheid waarmee het opschaalt. Terwijl concurrenten een beperkt aantal producten produceren, beweert Solugen dat zijn genetisch gemanipuleerde enzymen – biologische katalysatoren die de chemische reactie van het ene molecuul op het andere kunnen vergemakkelijken terwijl ze zelf onveranderd blijven – ontworpen kunnen worden om meerdere moleculen te produceren.

“De efficiëntie en schaalbaarheid van ons proces zorgen ervoor dat we onze klanten dezelfde chemie kunnen bieden die ze kennen en vertrouwen, tegen lagere kosten, hogere prestaties en een veel gunstiger milieuprofiel”, zegt Tom Richardson, interim Chief Commercial Officer bij Solugen.

Het kan ruim tien jaar duren voordat chemische processen van concept naar productie gaan, maar Solugen heeft zijn flexibele platform in zeven jaar tijd van een op een servetje gekrabbeld idee naar niet één maar twee faciliteiten op commerciële schaal gebracht.

Versneld door AI

Het bedrijf ontstond tijdens een innovatiegolf op het gebied van de synthetische biologie: de wetenschap die organismen herontwerpt voor nuttige doeleinden door ze zo te ontwerpen dat ze over nieuwe capaciteiten beschikken. Tegenwoordig kan Solugen met behulp van kunstmatige intelligentie enzymen ontwerpen in een tempo dat tien jaar geleden ondenkbaar was.

Het productieproces van chemicaliën is opmerkelijk eenvoudig vergeleken met traditionele petrochemicaliën. Maïssuiker wordt in een reactor gevoerd, waar het door de enzymen wordt omgezet in een energetisch gunstig tussenproduct. Daarna transformeren meer traditionele chemische reacties het tussenproduct in het eindproduct.

De derde stap is zuivering, waarbij water en sporen van onzuiverheden worden verdampt om de door de klant gespecificeerde concentratie te bereiken.

Terwijl een traditioneel petrochemisch proces 50 procent van de fossiele brandstoffen in het gewenste product zou kunnen omzetten, zet de Bioforge ongeveer 96 procent van zijn maïssuikervoer om. Het team streeft ernaar om dat binnen een paar jaar naar 100 procent te brengen, aldus Richardson.

Het hele proces is koolstofnegatief omdat maïs koolstof uit de atmosfeer absorbeert om te groeien, en de plant zelf volledig op windenergie draait.

Met de komst van Bioforge 2 beschikt de chemische industrie eindelijk over een proces dat geen COXNUMX-uitstoot en geen afval produceert en een flexibel assortiment producten kan maken. Op de lange termijn hoopt Solugen een netwerk van duurzame chemische fabrieken op te bouwen die veel dichter bij de consument kunnen opereren dan gevaarlijke petrochemicaliën ooit zouden kunnen. Dit alles, zei Richardson, zal onderdeel worden van een ‘gedecentraliseerde bio-economie’.

“Wij stellen ons een wereld voor waarin je volledig koolstofnegatieve steden kunt hebben, waar elk materiaal dat je kunt zien, voelen en aanraken kan worden geproduceerd met de chemie van Solugen die CO2 uit de atmosfeer opslaat”, aldus Richardson.

Andere bedrijven zullen in de voetsporen van Solugen treden, zegt John Cumbers, oprichter en CEO van het professionele netwerk voor synthetische biologie. SynBioBeta: “Hun succes zou als baken kunnen dienen voor andere startups en innovators die de kracht van biologie willen benutten voor industriële toepassingen.”