Бактерии, кующие металл

Eagle Mine — единственный действующий никелевый рудник в США, но концентрация никеля там падает. Но именно сейчас никель, медь и редкоземельные элементы нужны как никогда: электромобили, дата-центры и «зелёная» энергетика резко увеличили спрос, а хорошие месторождения уже во многом выработаны. Новые рудники — это годы согласований, миллиарды инвестиций и экологические риски. Поэтому всё больше внимания к технологиям, которые позволили бы выжать из месторождения больше металла.

Именно здесь в игру вступает биотех. В этом году владелец Eagle Mine начал тестировать процесс, разработанный стартапом Allonnia: в контейнерах рядом с фабрикой руду смешивают с бульоном, полученным с помощью микробной ферментации. Этот раствор связывает примеси и позволяет извлекать никель даже из низкокачественной руды, которая раньше считалась экономически бесполезной. По сути, это попытка «докрутить тюбик» старого месторождения и отсрочить его закрытие.

Идея использовать микроорганизмы в добыче металлов не нова. Десятилетиями горнодобывающие компании применяют биовыщелачивание меди: дроблёную руду складывают в огромные кучи, поливают кислотой, а бактерии вроде Acidithiobacillus ferrooxidans разрушают химические связи, высвобождая металл. До недавнего времени управление этим процессом было грубым — поддерживать кислотность, подавать воздух и надеяться, что микробы «сами справятся». Но удешевление генетического анализа изменило ситуацию.

Стартап Endolith читает ДНК и РНК микроорганизмов прямо из жидкости, вытекающей из рудных куч. Это позволяет понять, какие микробные сообщества там живут и какие из них эффективнее извлекают металл. На основе этих данных компания предлагает «подсаживать» нужные микроорганизмы, повышая выход меди. В лабораторных тестах на руде BHP такой активный подход оказался эффективнее классического, а в конце прошлого года Endolith привлёк $16,5 млн, чтобы перейти от экспериментов к реальным шахтам. Для инвесторов здесь ставка простая: даже небольшой процент прироста извлечения металла на масштабах действующих рудников — это десятки и сотни миллионов долларов дополнительной выручки.

Но горная отрасль — не софт. Скептики справедливо указывают, что микроорганизмы, отлично работающие в лаборатории, могут не прижиться в реальных условиях. Крупные добывающие компании, которые десятилетиями оптимизировали каждый болт в своих процессах, будут одновременно главными клиентами и самыми жёсткими критиками. Кроме того, венчурная модель плохо сочетается с индустрией, где внедрение новой технологии может требовать многих лет полевых испытаний.

На этом фоне показателен пример Nuton, «дочки» Rio Tinto. Компания десятилетиями разрабатывала собственный метод биовыщелачивания меди с использованием смеси бактерий и одноклеточных микроорганизмов архей и лишь в прошлом году начала демонстрацию технологии на руднике в Аризоне. Это подчёркивает разрыв между ожиданиями стартапов и реальными темпами горной промышленности.

Некоторые игроки пытаются пойти дальше и получить резкий скачок эффективности. Стартап 1849 делает ставку на генетически модифицированные микроорганизмы, которые можно «настроить» под конкретную руду. Потенциальный выигрыш огромен, но и риски выше: такие организмы часто хуже растут и сложнее в эксплуатации. Другие компании, наоборот, уходят от живых микробов к их продуктам. Alta Resource Technologies, привлёкшая 28 млн долларов, и REEgen используют белки и органические кислоты, произведённые бактериями, для извлечения редкоземельных элементов из руды и отходов — от золы угольных ТЭЦ до старой электроники. В этом подходе микробы становятся не участниками процесса, а «биофабриками», что снижает операционные риски.

Экономическая логика у всех этих проектов одна: спрос на металлы растёт быстрее, чем предложение, а качество доступных ресурсов падает. Если биотехнологии смогут стабильно повышать извлечение хотя бы на несколько процентов и работать с редкоземельными элементами, они могут изменить отрасль так же радикально, как когда-то гидроразрыв пласта изменил рынок добычи нефти и газа.

@antibiotech