211service.com
Firmy biopaliwowe zrzucają biomasę i przechodzą na gaz ziemny
Calysta Energy, niedawno zaprezentowany startup z siedzibą w Menlo Park w Kalifornii, planuje produkować olej napędowy, który kosztuje o połowę mniej niż konwencjonalny olej napędowy. Twierdzi, że zademonstrował na małą skalę, że mikroorganizmy, które naturalnie żywią się gazem ziemnym, mogą zostać zaprojektowane do wytwarzania oleju napędowego i innych chemikaliów, i przewiduje, że proces ten będzie znacznie tańszy niż konwencjonalne metody termochemiczne wytwarzania paliw płynnych z gazu ziemnego .
Firma, podobnie jak wiele innych, próbuje wykorzystać tani gaz ziemny, który jest możliwy dzięki szczelinowaniu (patrz Gaz ziemny zmienia mapę energetyczną i King Natural Gas ). Niektórzy, jak Primus Green Energy, opracowują warianty istniejących metod termochemicznych — do produkcji benzyny wykorzystują proces Exxon. Coskata, firma zajmująca się biopaliwami, która pierwotnie zamierzała wytwarzać etanol z wiórów drzewnych i innych źródeł celulozy, ogłosiła niedawno, że jej pierwsza komercyjna instalacja nie będzie wykorzystywać biomasy. Zamiast tego użyje mikroorganizmów do przekształcenia gazu ziemnego w etanol, co jest procesem demonstrowanym w małej, pilotażowej instalacji przez około pięć lat. Produkując olej napędowy, Calysta ma nadzieję wykorzystać znacznie większy potencjalny rynek niż rynek etanolu. I mówi, że jego biologiczne podejście będzie wymagało mniej kapitału niż termochemiczne, takie jak Primus.
Dyrektor generalny Calysta, Alan Shaw, mówi, że wiele postępów w biologii, które są wykorzystywane do produkcji biopaliw ze źródeł celulozowych, takich jak zrębki drzewne, można również zastosować do konwersji metanu, głównego składnika gazu ziemnego. Naukowcy z Calysta zmodyfikowali naturalnie występujące organizmy, które żywią się metanem (patrz Mikroby żywiące się węglem mogą wytwarzać duże ilości gazu ziemnego). Organizmy mogą przekształcić gaz w lipidy, które następnie w konwencjonalnych rafineriach mogą zostać przekształcone w paliwo podobne do oleju napędowego. Oprócz zademonstrowania procesu w małej skali w laboratorium, firma wykazała, że mikroorganizmy mogą wytwarzać tlenek propylenu, substancję chemiczną wykorzystywaną do wytwarzania tworzyw poliuretanowych.
Firmy zajmujące się zaawansowanymi biopaliwami – w tym Codexis, w którym Shaw był dyrektorem generalnym do początku tego roku – zmagały się z komercjalizacją swojej technologii. Pod kierownictwem Shawa Codexis otrzymał od Shella prawie 400 milionów dolarów na opracowanie biopaliw wytwarzanych ze źródeł celulozowych. Shaw opuścił Codexis pod presją zarządu po słabych wynikach kursu akcji firmy. W sierpniu, kilka miesięcy po jego odejściu, firma ogłosiła, że Shell przestanie finansować badania nad biopaliwami.
Shaw, który kierował staraniami Codexis o przekształcenie materiałów celulozowych w proste węglowodany, a następnie przekształcenie ich w węglowodory i inne paliwa płynne, teraz mówi, że mylił się sądząc, że biopaliwa produkowane z biomasy mogą zastąpić paliwa wytwarzane z ropy naftowej.
Biomasa tego nie tnie, mówi. Węglowodany nie zastępują oleju. Myliłem się w tym i przyznaję. To nigdy nie zastąpi ropy, ponieważ ekonomia nie działa. Nie można oszczędnie brać węglowodanów i przekształcać ich w węglowodory.
Przejście Shawa z biomasy na gaz ziemny neguje jednak jeden z głównych powodów, dla których w pierwszej kolejności przerzucił się na biopaliwa. Według niektórych analiz produkcja oleju napędowego z gazu ziemnego może powodować większą emisję gazów cieplarnianych niż produkcja oleju napędowego z oleju. Ale istnieje potencjalnie duży rynek paliw płynnych pochodzących z gazu ziemnego, zwłaszcza jeśli Calysta może osiągnąć swoje cele kosztowe. Modele ekonomiczne firmy sugerują, że może ona produkować olej napędowy za połowę ceny konwencjonalnej wersji — nawet jeśli ceny gazu ziemnego wzrosną dwukrotnie w stosunku do dzisiejszego poziomu.
Problem z biomasą, mówi Shaw, to podstawowa chemia. Wytwarzanie etanolu z cukru jest ekonomiczne, ale przekonuje, że etanol nie może zastąpić paliw z ropy — ma mniejszą gęstość energii i jest trudniejszy w transporcie niż węglowodory, takie jak olej napędowy. Wytwarzanie takich węglowodorów z cukru nie jest początkiem, mówi, ponieważ w tym procesie znaczna część węgla zawartego w cukrze jest również tracona w postaci dwutlenku węgla. To śmiertelny cios, że ta maksymalna wydajność wynosi około 30 procent, mówi. Nie jest to obiecujące miejsce do rozpoczęcia produkcji chemikaliów i paliw, gdzie 80 procent kosztów stanowi surowiec.
Przekształcenie gazu ziemnego w paliwa płynne jest już możliwe, ale konwencjonalny proces wymaga ogromnych, kosztownych instalacji termochemicznych, takich jak zakład przetwarzania gazu na ciecz o wartości 20 miliardów dolarów, który Shell buduje w Katarze. Shaw mówi, że rośliny Calysty mogą być znacznie mniejsze. Pozwoliłoby to firmie zająć się gazem ziemnym osieroconym — zasobami, które indywidualnie są zbyt małe lub zbyt odległe, aby uzasadnić koszt infrastruktury potrzebnej do wprowadzenia gazu na rynek. Łącznie osierocone źródła gazu ziemnego są ogromne i według niektórych szacunków stanowią aż połowę światowych rezerw. Przekształcenie gazu w paliwo płynne na miejscu sprawiłoby, że jego wysyłka na rynek byłaby znacznie tańsza.
Nie wszyscy zgadzają się, że wytwarzanie biopaliw z biomasy jest straconą propozycją. Tom Foust, badacz z National Renewable Energy Laboratory w Golden w Kolorado, twierdzi, że ceny gazu ziemnego i cukru są niestabilne. Przy obecnych niskich cenach gazu, gaz ziemny ma przewagę, mówi, ale twierdzenie, że gaz ziemny jest preferowanym surowcem na zawsze, jest zbyt dużym uproszczeniem.