Bardziej wydajne tworzenie etanolu z drewna

Rodzaj bakterii, który pomaga termitom trawić drewno, może być kluczem do taniego wytwarzania etanolu z drewna i trawy. ZeaChem, startup z siedzibą w Menlo Park w Kalifornii, opracował proces oparty na tej bakterii, który może wytworzyć o 50 procent więcej etanolu z określonej ilości biomasy niż konwencjonalne procesy.

Rezerwa specjalna: Powyżej pokazano rzadką próbkę etanolu wytworzoną z wiórów drzewnych przy użyciu nowego procesu. Jak dotąd alkohol produkowany jest w kilku butelkach na raz, ale za kilka lat mogą być dostępne miliony galonów.

Firma zademonstrowała tę metodę w warunkach laboratoryjnych i obecnie opracowuje plany zakładu produkcji etanolu, który będzie produkować około dwóch milionów galonów etanolu rocznie. Budowa może rozpocząć się już w tym roku, mówi Dan Verser, założyciel i wiceprezes ds. badań i rozwoju w ZeaChem. Jest to jedna z rosnącej liczby firm biopaliwowych, które starają się wytwarzać etanol ze źródeł innych niż kukurydza, ponieważ uprawa kukurydzy wymaga dużych ilości ziemi, wody i energii.

Proces poprawia wydajność poprzez bardziej efektywne wykorzystanie biomasy niż w przypadku konwencjonalnych technik. Rozpoczyna się, podobnie jak inne techniki wytwarzania etanolu, od rozbicia biomasy na cukry. W tym momencie konwencjonalne procesy wykorzystują drożdże do fermentacji cukrów do etanolu. Ale ten proces jest marnotrawstwem: około jedna trzecia węgla zawartego w cukrach nigdy nie trafia do paliwa. Zamiast tego jest uwalniany do atmosfery jako dwutlenek węgla. ZeaChem zastępuje drożdże rodzajem bakterii zwanym Moorella termoacetica , który można znaleźć w wielu miejscach w przyrodzie, m.in. w jelitach termitów i przeżuwaczach krów, gdzie pomaga rozbijać trawę. Zamiast wytwarzać etanol i dwutlenek węgla, bakterie przekształcają cukry w składnik octu zwany kwasem octowym, w procesie, który nie uwalnia dwutlenku węgla.

Aby przekształcić kwas octowy w etanol, ZeaChem zwraca się do chemii. Po pierwsze, naukowcy firmy przekształcają kwas w powszechny rozpuszczalnik zwany octanem etylu – coś, co chemicy od dawna wiedzą, jak to zrobić. Ostatni krok – wytwarzanie etanolu – wymaga dodania energii do systemu w postaci wodoru. Aby uzyskać wodór, ZeaChem wykorzystuje materiał pozostały po procesie przekształcania biomasy w cukry. Ten materiał, zwany ligniną, można przekształcić w bogatą w wodór mieszaninę gazów poprzez podgrzanie go w odpowiednich warunkach – w procesie zwanym zgazowaniem. Wodór łączy się z octanem etylu w celu wytworzenia etanolu. Pozostałe gazy w mieszaninie są wprowadzane z powrotem do procesu, aby zapewnić energię potrzebną do zgazowania, wykorzystując materiał, który w przeciwnym razie zostałby zmarnowany i eliminując potrzebę korzystania z paliw kopalnych. Jak dotąd firma wykazała ponad 40 procent lepszą wydajność w porównaniu z konwencjonalnymi podejściami i pracuje nad teoretycznie możliwą poprawą o 50 procent.

To bardzo innowacyjny proces, mówi James McMillan , naukowiec i kierownik grupy w National Renewable Energy Laboratory w Golden w stanie Kolorado. Mówi, że ważne jest, aby uzyskać jak najwięcej etanolu z surowca, ponieważ ostateczny koszt etanolu w dużej mierze zależy od kosztu surowca. Chociaż proces ZeaChem jest bardziej skomplikowany niż metody stosowane obecnie, a budowa zakładów produkujących etanol, które go wykorzystują, będzie kosztować więcej, McMillan twierdzi, że lepsza wydajność może zrekompensować te zwiększone koszty.

ukryć