Climate Engineering → Kapitel: 2.1.5
Neue synthetisch-biologische Wege zur CO2-Fixierung
Tobias J. Erb & Andreas P. M. Weber
Zusammenfassung
Die Photosynthese bindet ca. 130 Gt C (ca. 477 Gt CO2) jährlich. Damit nimmt dieser natürliche Prozess eine Schlüsselrolle im globalen Kohlenstoffkreislauf ein. Allerdings kann die Photosynthese die anthropogenen CO2-Emissionen von ca. 10 Gt C im Jahr nicht vollständig kompensieren. Ein wichtiger Flaschenhals der Photosynthese ist die CO2-Aufnahme und Umwandlung.
Die synthetische Biologie eröffnet die Möglichkeit, neue Enzyme und Stoffwechselwege zur CO2-Aufnahme zu realisieren, die die natürlich entstandenen CO2-Fixierungswege in ihrer Effizienz übertreffen. Diese Lösungen haben das Potenzial, die Photosynthese um 20 bis 200% zu verbessern und zur CO2-Aufnahme und Speicherung (zum Beispiel in Blaualgen oder Nutzpflanzen) im globalen Maßstab beizutragen, wenn die wissenschaftlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen überwunden werden können.
Summary
New synthetic-biological pathways for CO2 fixation:
Photosynthesis fixes about 130 Gt C (about 477 Gt CO2) annually. This natural process thus plays a key role in the global carbon cycle. However, photosynthesis cannot fully compensate for anthropogenic CO2 emissions of about 10 Gt C per year. An important bottleneck of photosynthesis is CO2 uptake and conversion.
Synthetic biology opens up the possibility of realising new enzymes and metabolic pathways for CO2 uptake that surpass the naturally evolved CO2 fixation pathways in efficiency. These solutions have the potential to improve photosynthesis by 20 to 200% and contribute to CO2 uptake and storage (for example in blue-green algae or crops) on a global scale if the scientific and societal challenges can be overcome.
Resumen
Nuevas vías sintético-biológicas para la fijación de CO2:
La fotosíntesis fija anualmente unas 130 Gt de C (unas 477 Gt de CO2). Este proceso natural desempeña así un papel clave en el ciclo global del carbono. Sin embargo, la fotosíntesis no puede compensar totalmente las emisiones antropogénicas de CO2, que ascienden a unas 10 Gt C anuales. Un importante cuello de botella de la fotosíntesis es la captación y conversión del CO2.
La biología sintética abre la posibilidad de desarrollar nuevas enzimas y vías metabólicas para la absorción de CO2 que superen en eficiencia a las vías de fijación de CO2 desarrolladas de forma natural. Estas soluciones pueden mejorar la fotosíntesis entre un 20 y un 200% y contribuir a la captación y almacenamiento de CO2 (por ejemplo, en algas verdeazuladas o cultivos) a escala mundial si se superan los retos científicos y sociales.