211service.com
Czy etanol celulozowy wystartuje?
Etanol celulozowy, paliwo produkowane z łodyg i łodyg roślin (a nie tylko z cukrów i skrobi, jak w przypadku etanolu z kukurydzy), zaczyna zapuszczać korzenie w Stanach Zjednoczonych. W tym miesiącu Celunol, z siedzibą w Cambridge w stanie Massachusetts, rozpoczął budowę fabryki etanolu w Luizjanie, która od 2008 roku będzie w stanie produkować 1,4 miliona galonów paliwa rocznie. Inne firmy również posuwają się do przodu, planując budowę zakładów.
Paliwo alkoholowe: Celunol, z siedzibą w Cambridge w stanie Massachusetts, testuje swój proces wytwarzania etanolu celulozowego w tej pilotażowej instalacji, która przetwarza biomasę, taką jak proso rózgowe, w etanol. Biomasa jest magazynowana i obsługiwana w budynku po prawej stronie. Stamtąd jest podawany do czterech czarnych zbiorników pośrodku, które zawierają enzymy rozkładające celulozę i inne złożone węglowodany w celu wytworzenia cukrów prostych, które można fermentować w zbiorniku piwa poniżej. Tam produkowany płyn ma takie samo stężenie alkoholu jak piwo. Następnie piwo jest destylowane w wysokiej kolumnie na lewo od środka, a następnie przechowywane w zbiornikach z etanolem po lewej stronie. W tym miesiącu Celunol rozpoczął budowę znacznie większej fabryki celulozy i etanolu.
Jednak eksperci z grup przemysłowych i środowiskowych twierdzą, że bez gwarancji kredytowych i innych zachęt rodzący się przemysł nie wyjdzie z obecnej fazy demonstracyjnej, aby produkować ilości etanolu na skalę komercyjną. A bez tego realizacja ambitnego celu prezydenta Busha, jakim jest produkcja 35 miliardów galonów paliw odnawialnych rocznie do 2017 roku, może być niemożliwa.
Multimedia
Zobacz pokaz slajdów procesu Celunol.
Etanol celulozowy jest atrakcyjny, ponieważ surowiec, który obejmuje słomę pszenną, słomę kukurydzianą, trawę i zrębki drzewne, jest tani i obfity. Przekształcenie go w etanol wymaga mniej paliwa kopalnego, więc może mieć większy wpływ niż etanol z kukurydzy na redukcję emisji gazów cieplarnianych. Ponadto akr traw lub innych roślin uprawianych specjalnie do produkcji etanolu może wyprodukować ponad dwa razy więcej galonów etanolu niż akr kukurydzy, po części dlatego, że można wykorzystać całą roślinę zamiast samego ziarna. To dobra wiadomość, ponieważ wielu ekspertów szacuje, że producentom etanolu z kukurydzy zabraknie ziemi, częściowo z powodu konkurencyjnego popytu na żywność na bazie kukurydzy, ograniczając całkowitą produkcję do około 15 miliardów galonów paliwa. (Już zakłady produkujące etanol z kukurydzy – istniejące i planowane, połączone – mają pojemność około 11 miliardów galonów.) Większa wydajność źródeł celulozowych powinna ostatecznie pozwolić im wyprodukować nawet 150 miliardów galonów etanolu do 2050 r., według raport Krajowej Rady Obrony Zasobów (NRDC). To równowartość ponad dwóch trzecich obecnego zużycia benzyny w Stanach Zjednoczonych.
Ale osiągnięcie tych poziomów produkcji zajmie trochę czasu. Nawet wyprodukowanie wystarczającej ilości etanolu celulozowego, aby osiągnąć cel prezydenta dotyczący 35 miliardów galonów, będzie trudne. Będzie to wymagało, aby około 15 miliardów galonów pochodziło ze źródeł innych niż kukurydza, takich jak etanol celulozowy (około 5 miliardów galonów może pochodzić z biodiesla zebranego z olejów roślinnych, takich jak soja). A osiągnięcie 15 miliardów galonów do 2017 roku będzie wyzwaniem. Obecnie, zgodnie z listą producentów przemysłu etanolowego w Stanach Zjednoczonych, żaden etanol nie pochodzi z biomasy celulozowej.
Firmy produkujące etanol celulozowy mają nadzieję, że uda im się osiągnąć ten cel. Colin South, prezes Mascoma Corporation, również z siedzibą w Cambridge, mówi, że jeśli wszystko pójdzie dobrze, etanol z celulozy może dostarczyć połowę celu 35 miliardów galonów do 2017 roku. Ale jak dotąd Mascoma ogłosiła jedynie plany budowy obiektu demonstracyjnego o wydajności około pół miliona galonów paliwa rocznie. Ten obiekt powinien być gotowy za 18 miesięcy, mówi South. Ale tak jak w przypadku nowej fabryki Celunol, głównym celem zakładu byłoby wykazanie, że technologia firmy może działać na dużą skalę; nie zawsze będzie działać z pełną wydajnością, ponieważ system jest używany do testowania nowych, oszczędnych technologii.
Inne firmy planują budowę zakładów, ale te też są stosunkowo niewielkie. Range Fuels (dawniej Kergy), z siedzibą w Broomfield w stanie Kolorado, planuje w tym roku rozpocząć budowę zakładu o wydajności 10 milionów galonów rocznie w Gruzji, mówi dyrektor generalny Mitch Mandich. Duża firma produkująca etanol z ziaren kukurydzy, Abengoa Bioenergy z St. Louis, buduje w Hiszpanii zakład produkujący etanol z biomasy o pojemności 1,3 miliona galonów. Ale nawet wzięte razem, te rośliny dostarczą tylko niewielki ułamek celu 15 miliardów galonów.
To ogromny cel, mówi John Howe, wiceprezes ds. publicznych w firmie Celunol. To znacznie wykracza poza to, co [może zrobić] jedna firma lub wiele firm. Zbliżenie się do tego celu będzie wymagało ogromnego wysiłku narodowego.
Dzięki wysiłkom narodowym częściowo ma na myśli pieniądze na gwarancje kredytowe, które zachęcą finansistów do finansowania budowy dużych zakładów na skalę komercyjną. Kierownictwo firm i zwolennicy etanolu celulozowego zgadzają się, że taka pomoc rządowa jest potrzebna. Przykładem może być firma Iogen Corporation z Ottawy w Kanadzie. Firma produkuje etanol celulozowy od 2004 roku i ma już zakład demonstracyjny o wydajności prawie 700 000 galonów rocznie. Ale plany Iogena dotyczące 20-milionowej elektrowni na skalę komercyjną są obecnie wstrzymane, ponieważ firma czeka na przyjęcie przepisów w Kanadzie, Stanach Zjednoczonych lub Niemczech, które zapewnią zachęty finansowe potrzebne Iogenowi do zbudowania tak dużej operacji.
Jednak finansowanie może nie być jedyną przeszkodą: nawet jeśli można zbudować komercyjne zakłady, proces ten może nadal okazać się zbyt kosztowny, aby konkurować z etanolem z kukurydzy, więc dalsze prace w laboratorium mogą być konieczne. (Zobacz Przeprojektowanie życia w celu wytworzenia etanolu .)
Rzeczywiście, naukowcy z firm produkujących celulozę i etanolu, krajowych laboratoriów i laboratoriów akademickich są zaangażowani w kontynuowanie prac badawczo-rozwojowych zarówno w zakresie przekształcania biomasy w etanol, jak i hodowli bardziej produktywnych odmian biomasy. Obecnie konwersja jest kosztownym i wymagającym dużej ilości wody procesem wieloetapowym. Niektóre grupy mają nadzieję, że zmodyfikują genetycznie jeden organizm, aby zarówno rozkładać celulozę na prostsze cukry, jak i fermentować alkohole, upraszczając w ten sposób proces. Inni pracują nad ulepszeniem metod przekształcania biomasy w etanol przy użyciu ciepła i katalizatorów – metody stosowanej przez Range Fuels. Firmy takie jak Celunol badają lepsze uprawy, takie jak przodkowie dzisiejszej trzciny cukrowej, które mogą produkować więcej etanolu z hektara.
Niektórzy badacze zrezygnowali nawet z pomysłu etanolu celulozowego, zwracając się zamiast tego do źródeł takich jak algi do produkcji biopaliw. (Patrz Paliwa na bazie alg, które zakwitną.) Jednak Nathanael Greene, specjalista ds. polityki energetycznej w NRDC, pozostaje optymistą. Chociaż uważa, że jest mało prawdopodobne, aby zakłady produkujące etanol celulozowy wyprodukowały więcej niż kilka miliardów galonów paliwa do 2017 r., postawiłoby nas to w sytuacji, w której przemysł celulozowy jest naprawdę gotowy do rozpoczęcia gwałtownego wzrostu, mówi. Kiedy pokonamy ten pierwszy garb, myślę, że przemysł celulozowy będzie rósł dość szybko i [ma] znacznie większy długoterminowy potencjał wzrostu [niż etanol z kukurydzy].
Greene przytacza przykład szybko rozwijającego się przemysłu etanolu zbożowego. 10 lat zajęło uzyskanie pierwszego miliarda galonów i 10 lat, aby uzyskać drugi miliard, mówi. A teraz mamy przejść z 6 do około 12 miliardów w ciągu 18 miesięcy.