211service.com
Olej z drewna
Holenderski start-up biopaliw Bioecon i Khosla Ventures uruchomiły spółkę joint venture o nazwie Kior, która skomercjalizuje proces Bioecon przekształcania odpadów rolniczych bezpośrednio w biosurówkę, mieszaninę małych cząsteczek węglowodorów, które można przetworzyć na paliwa, takie jak benzyna lub olej napędowy w istniejących rafineriach ropy naftowej. Proces ten, jak twierdzi Kior, ma wiele zalet w porównaniu z innymi metodami produkcji biopaliw: może okazać się stosunkowo tani, opiera się na nietoksycznym katalizatorze, wykorzystuje obecną infrastrukturę rafinacji paliw i transportu oraz wytwarza czysto spalające się paliwa, które można wykorzystać w istniejące silniki.
Bez skamieniałości: Startup biopaliw Kior twierdzi, że jego nowy proces termochemiczny może wytwarzać biosurówkę, mieszaninę węglowodorów, która bardzo przypomina ropę naftową, z prawie każdego rolniczego produktu ubocznego, w tym łodyg i łodyg kukurydzy (pokazane tutaj).
Biopaliwa są powszechnie postrzegane jako kluczowy etap na drodze od paliw kopalnych do odnawialnych źródeł energii, zwłaszcza w transporcie. Ich zastosowanie mogłoby również zmniejszyć emisje dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych. Jednak etanol, najczęściej produkowane biopaliwo, zawiera niewiele energii w porównaniu z benzyną lub olejem napędowym. A w jego produkcję zużywa się dużo energii: hodowlę zboża, z którego jest sfermentowany, destylację i transport. Wiele promotorów biopaliw pokłada swoje nadzieje w znalezieniu sposobów produkcji etanolu z celulozy, twardego polimeru, z którego składa się większość łodyg roślin i drewna. W praktyce jednak celuloza musi zostać rozłożona na cukry proste, zanim będzie mogła zostać sfermentowana do etanolu lub przekształcona w gaz syntetyczny i przekształcona w paliwa. Pomimo trzech dekad badań pozostają one trudnymi, drogimi i energochłonnymi procesami, które nie są jeszcze opłacalne komercyjnie. Ponadto ostatnie badania pokazują, że etanol, który jest bardzo lotny, może w rzeczywistości zaostrzać problemy ze smogiem, gdy paruje bezpośrednio do powietrza zamiast spalać się w silnikach pojazdów.
Według założyciela Bioeconu, Paula O’Connor, sposobem na rentowność biopaliw celulozowych jest wykorzystanie katalizatorów do konwersji biomasy na biosurówkę węglowodorową, którą można przetworzyć na benzynę i olej napędowy w istniejących rafineriach ropy naftowej. Po dziesięcioleciach opracowywania katalizatorów dla przemysłu naftowego, O’Connor założył Bioecon na początku 2006 roku, aby opracować metody przekształcania biomasy bezpośrednio w biopaliwa. Jego pierwszym sukcesem jest katalityczny proces, który może przekształcić biomasę celulozową w krótkołańcuchowe węglowodory o długości od sześciu do trzynastu atomów węgla. Khosla Ventures zgodził się przekazać nieujawnioną kwotę finansowania z serii A na rzecz wydzielenia Kiora w celu komercjalizacji procesu. Vinod Khosla, założyciel funduszu venture, uważa, że przekształcanie biomasy w płynne paliwa transportowe jest kluczem do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych i zrekompensowania kurczących się rezerw ropy naftowej. Khosla finansuje wiele start-upów biopaliw za pomocą konkurencyjnych technologii i mówi, że podejście Kiora jest wyjątkowe. Mówi, że mają bardzo sprytne, zastrzeżone metody katalityczne, które są całkiem przekonujące. Mogą produkować stosunkowo tanią ropę naftową – to atrakcyjne.
Najbardziej efektywną metodą przetwarzania biomasy w paliwo jest poddanie jej działaniu wysokich temperatur i wysokiego ciśnienia w celu wytworzenia gazu syntetycznego, czyli gazu syntezowego. W obecności katalizatora syngaz reaguje, tworząc paliwa, takie jak etanol lub metanol (stosowany jako dodatek do biodiesla). Jest to jednak proces kosztowny, a katalizatory zdolne do wytrzymania wysokiej temperatury gazu syntezowego są drogie i często toksyczne.
Próby wyprodukowania paliwa przez bezpośrednie wystawienie celulozy rolniczej na działanie katalizatora nie zakończyły się sukcesem, ponieważ większość celulozy jest uwięziona w łodygach i łodygach roślin. O’Connor mówi, że podczas gdy naukowcy Bioecon opracowują nowe katalizatory, ich proces krakingu biomasy jest prawdziwym przełomem. Stosując autorskie metody, udało im się wprowadzić katalizator do wnętrza struktury biomasy, poprawiając kontakt między materiałami i zwiększając wydajność procesu. Chociaż O’Connor nie wda się w szczegóły, mówi, że najbardziej podstawowa wersja techniki może obejmować impregnację biomasy roztworem zawierającym katalizator; katalizator byłby następnie rekrystalizowany. To, co teraz robimy, to ulepszanie metody, aby była łatwiejsza i tańsza – mówi O’Connor.
Taka metoda wyeliminowałaby potrzebę stosowania superwysokich temperatur i toksycznych katalizatorów stosowanych w innych metodach termochemicznych do produkcji celulozy i biopaliw. Chociaż O’Connor mówi, że wciąż ulepsza katalizator Kiora, jego pierwsze wersje to różne rodzaje modyfikowanych glinek, które są zarówno tanie, jak i przyjazne dla środowiska. Produkt jest również wysokiej jakości, zawiera mniej kwasu, tlenu i wody. Te cechy sprawiają, że nadaje się do spalania jako olej opałowy lub do stosowania w rafineriach ropy naftowej, które mogą wykorzystywać istniejące procesy i urządzenia do przekształcania go w dłuższe łańcuchy węglowodorowe benzyny i oleju napędowego.
Bioecon wyprodukował laboratoryjną ilość swojej biosurówki, po kilka gramów na raz, z materiałów takich jak wióry drzewne, odpady trzciny cukrowej i różne trawy. Podczas gdy materiał wejściowy wpływa nieco na wydajność, O’Connor mówi, że wydajność jest bardzo podobna, więc nie mamy prawdziwych preferencji. Oznacza to, że proces ten może działać na całym świecie, z dowolną lokalnie dostępną biomasą, prawie przez cały rok.
Kior prowadzi już rozmowy z co najmniej dwoma firmami naftowymi w celu nawiązania partnerstwa w celu dalszego rozwoju technologii. Rozpoczyna pilotażowy zakład z jedną firmą, która powinna produkować około 20 kilogramów biosurówki dziennie w ciągu sześciu do dwunastu miesięcy, mówi dyrektor generalny Kior Rob van der Meij. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, proces ten może wzrosnąć do produkcji setek kilogramów dziennie do 2009 roku, a rafinowane wersje biosurówki Kior mogą być dodawane do benzyny lub oleju napędowego do 2010 roku. Oprócz tego, że są odnawialne, paliwa te będą miały mniejszą zawartość siarki i zawartość azotu, która powinna zmniejszyć smog w miastach takich jak Los Angeles i Houston.
Ze względu na możliwość wślizgnięcia się do istniejącej infrastruktury rafinacji i dostaw ropy naftowej technologia ta ma ogromną przewagę kosztową, mówi O’Connor. Według Khosli można go również przyjąć znacznie szybciej. „Jeśli możesz stworzyć rozwiązanie, które jest kompatybilne z firmami naftowymi i ich obecnymi rafineriami, znacznie łatwiej im się z tym pogodzić” – mówi. Wprowadzenie ich do gry byłoby dużym dodatkiem.
Steve Deutch, starszy naukowiec w National Renewable Energy Laboratory, mówi, że niewielka ilość informacji, które Kior opublikował na temat tego procesu, jest wystarczająco wiarygodna, ale dopóki nie będą dostępne szczegóły, twierdzenia firmy nie są tak naprawdę możliwe do oceny. Głównym wyzwaniem dla Kiora, czy kogokolwiek, kto pracuje nad paliwami celulozowymi, mówi Deutch, jest opracowanie procesu wystarczająco prostego, aby zbliżyć się do źródeł biomasy-farmy. Zbieranie biomasy i gromadzenie jej wystarczającej ilości w jednym miejscu, aby coś zmienić, to problem w świecie biomasy, mówi Deutch. Koszty transportu ciężarowego mogą stać się wygórowane. Chcesz go wstępnie przetworzyć w gospodarstwie, a następnie wysłać półprodukt o wysokiej gęstości i wysokiej energii do zakładów przetwórczych.