Mikroba dapat membantu mengembangkan sumber energi alternatif

SAN FRANCISCO – Kunci untuk menghentikan apa yang Presiden Bush sebut sebagai kecanduan minyak mungkin terletak pada usus rayap, serangga hutan pemakan pakaian, dan mikroba lain yang direkayasa secara genetis untuk mengeluarkan enzim yang mengubah limbah menjadi bahan bakar.

Sulit dipercaya bahwa serangga mikroskopis yang biasanya dianggap hama perusak bisa begitu produktif. Namun para ilmuwan dan berbagai perusahaan bekerja sama dengan makhluk tersebut untuk mengubah kayu, batang jagung, dan limbah tanaman lainnya menjadi gula dengan mudah etanol – pada dasarnya nabati tahan 199 yang dapat digunakan untuk menggerakkan mobil.

Berkat terobosan bioteknologi, para pendukung energi alternatif Sumber mengatakan bahwa setelah puluhan tahun janji yang tidak dipenuhi dan subsidi jagung pemerintah senilai miliaran dolar, perusahaan energi mungkin dapat memproduksi etanol dengan mudah dan murah.

“Prosesnya seperti membuat grain alkohol, atau menyeduh bir, namun dalam skala yang jauh lebih besar,” ungkapnya Natanael Greeneseorang analis di organisasi nirlaba lingkungan Dewan Pertahanan Sumber Daya Alam. “Teknologi sudah ada untuk melakukan hal ini, tapi kita perlu meyakinkan masyarakat bahwa ini nyata dan bukan hanya proyek sains.”

Penggunaan mikroba bahkan dapat memecahkan dilema yang berkembang mengenai proses pembuatan etanol saat ini, yang hampir sepenuhnya bergantung pada biji jagung dan hanya menghasilkan 4 miliar galon etanol tahun lalu (dibandingkan dengan 140 miliar galon bensin yang digunakan di AS).

Ada kekhawatiran yang semakin besar di wilayah penghasil jagung di wilayah Midwest bahwa 95 pabrik etanol di AS semakin banyak yang membuang jagung yang dimaksudkan untuk meja makan atau pakan ternak.

Gagasan yang disampaikan Bush dalam pidato kenegaraannya – yang disebut “selulosa etanol” – mencakup masalah tersebut karena bahan bakar tersebut dibuat dari limbah pertanian seperti jerami, batang jagung, dan sisa-sisa pertanian lainnya yang tidak dapat dimakan. Selulosa adalah bahan berkayu yang terdapat pada cabang dan batang yang membuat tanaman menjadi keras.

Penguraian selulosa menjadi gula untuk mengubah jerami menjadi etanol telah dipelajari setidaknya selama 50 tahun. Namun kendala teknologi dan biaya yang sangat besar membuat sebagian besar produsen etanol bergantung pada subsidi pemerintah yang besar untuk mendapatkan bahan bakar dari jagung.

Para peneliti kini mengeksplorasi berbagai cara untuk memanfaatkan mikroba, makhluk bersel tunggal yang menjadi penghubung pertama dalam rantai makanan kehidupan.

Salah satu perusahaan menggunakan mikroba itu sendiri untuk membuat etanol. Yang lain mengambil gen yang membuat enzim limbah menjadi bahan bakar dan menyatukannya menjadi bakteri biasa.

Terlebih lagi, generasi baru “ahli biologi sintetik” sedang mencoba menghasilkan enzim yang diperlukan dengan menciptakan bentuk kehidupan yang benar-benar baru melalui DNA.

Dukungan Bush terhadap teknologi sampah menjadi energi telah memperbarui minat untuk menggantikan bahan bakar fosil sebagai sumber energi yang dominan—sebuah tujuan yang telah lama diabaikan dan hanya dianggap sebagai mimpi belaka.

“Kami telah melakukan hal ini selama 25 tahun dan kami berharap sudah bisa berproduksi secara komersial sekarang,” kata Jeff Passmore, wakil presiden eksekutif di perusahaan pembuat etanol. Iogen Inc. “Apa yang dilakukan presiden adalah – mungkin – memberi sedikit angin segar.”

Iogen yang berbasis di Ottawa telah memproduksi etanol dengan memanfaatkan sifat merusak dari jamur Trichoderma reeseiyang menyebabkan “pembusukan hutan” pada tenda dan seragam di teater Pasifik selama Perang Dunia II.

Melalui modifikasi genetik yang dikenal sebagai evolusi terarahIogen telah meningkatkan mikroba jamur sehingga mereka mengeluarkan sejumlah besar enzim pencernaan untuk memecah jerami menjadi gula. Dari sana, fermentasi sederhana—sesuatu yang telah dilakukan para pembuat bir selama berabad-abad—mengubah gula menjadi alkohol.

Iogen membuka pabrik kecil senilai $40 juta pada tahun 2004 untuk menunjukkan bahwa mereka dapat memproduksi etanol selulosa dalam jumlah komersial.

Dalam dua tahun terakhir, mereka telah memproduksi 65.000 liter etanol yang dicampur dengan 85 persen bensin untuk bahan bakar sekitar tiga lusin kendaraan perusahaan dan pemerintah Kanada. Raksasa minyak Royal Dutch Shell PLC menginvestasikan $40 juta untuk 30 persen kepemilikan saham di Iogen; Petro-Canada dan pemerintah Kanada juga merupakan investor.

Sekarang perusahaan tersebut siap untuk membangun pabrik skala komersial senilai $350 juta tahun depan di Kanada atau Idaho Falls, Idaho, jika perusahaan tersebut dapat memperoleh pembiayaan – yang merupakan salah satu hambatan terbesar dalam menyalurkan bahan-bahan tersebut ke pompa bensin.

Meskipun pemberi pinjaman konvensional ragu-ragu dalam berinvestasi pada teknologi baru, perusahaan tersebut bertujuan untuk mendapatkan pinjaman dari Departemen Energi AS. Bahkan dalam kasus terbaik, Passmore mengatakan Iogen tidak akan memproduksi dalam jumlah komersial hingga tahun 2009.

Kendala penting lainnya adalah bagaimana mendistribusikan bahan bakar secara luas; meminta pembuat mobil membuat mesin yang akan menggunakannya; dan membujuk pompa bensin untuk memasang pompa etanol. Ada harapan bahwa kekurangan pendanaan dan permasalahan teknologi lainnya, seperti cara mengirimkan etanol dalam jumlah besar, akan teratasi dalam beberapa tahun mendatang.

Terlepas dari tantangan yang ada, dukungan dan kemajuan Bush di bidang ini telah menghidupkan kembali jenis energi alternatif.

Meskipun tidak ada ketertarikan komersial terhadap Iogen, perusahaan bioteknologi lain sedang mengembangkan bakteri untuk menghasilkan enzim pengubah gula yang serupa, dan para akademisi sedang mencari sumber yang lebih luas.

Di Institut Teknologi CaliforniaJared Leadbetter adalah memanfaatkan isi perut rayap untuk kemungkinan alat mengubah serpihan kayu menjadi etanol. Leadbetter mengatakan ada sekitar 200 mikroba yang hidup di perut rayap yang membantu hama rumah tangga mengubah kayu menjadi energi.

Mikroba tersebut atau materi genetiknya dapat digunakan untuk menghasilkan enzim penghasil etanol. Demikian kata para ilmuwan di Departemen Energi Institut Genom Bersama di Walnut Creek, California, kini mengurutkan gen mikroba dengan harapan menemukan kunci produksi etanol.

“Kami mempunyai gagasan bahwa mikroba adalah hama,” kata Leadbetter, yang telah mempelajari usus rayap selama 15 tahun. “Tetapi sebagian besar mikroba bermanfaat.”