211service.com
Otwarcie fabryki etanolu celulozowego
Biorafineria zbudowana do produkcji 1,4 miliona galonów etanolu rocznie z biomasy celulozowej zostanie otwarta jutro w Jennings w Los Angeles. Zbudowane przez Wereniu , z siedzibą w Cambridge w stanie Massachusetts, zakład będzie wytwarzał etanol z odpadów rolniczych pozostałych po przetwarzaniu trzciny cukrowej.
Jelita roślinne: Na zdjęciu widać wnętrze nowej fabryki etanolu celulozowego, która przetwarza odpady rolnicze w paliwo. Wewnątrz zbiornika po prawej grzyby wytwarzają enzymy, które mogą rozkładać celulozę.
Nowa fabryka Verenium jest pierwszą w Stanach Zjednoczonych wytwórnią etanolu celulozowego na skalę demonstracyjną. Będzie używany do testowania różnych odmian technologii firmy i jest przeznaczony do pracy ciągłej. Verenium chce wykazać, że może wytworzyć etanol za 2 dolary za galon, co, jak ma nadzieję, sprawi, że paliwo będzie konkurencyjne w stosunku do innych rodzajów etanolu i benzyny. W przyszłym roku firma planuje rozpocząć budowę zakładów komercyjnych, z których każdy będzie produkować około 20-30 milionów galonów etanolu rocznie.
Do tej pory technologia przekształcania surowców nieżywnościowych w etanol ograniczała się do laboratorium i niewielkich zakładów pilotażowych, które mogą wytwarzać tysiące galonów etanolu rocznie. Ponieważ nie działają one w sposób ciągły, nie dają dokładnego wyobrażenia, ile ostatecznie będzie kosztować produkcja etanolu celulozowego w zakładzie na skalę komercyjną.
Prawie wszystkie biopaliwa etanolowe w Stanach Zjednoczonych są obecnie wytwarzane z ziaren kukurydzy. Jednak zapotrzebowanie na celulozowe surowce etanolowe zostało ostatnio podkreślone, ponieważ ceny żywności na całym świecie gwałtownie wzrosły, częściowo z powodu wykorzystania kukurydzy jako źródła biopaliw. Jednocześnie rosnące koszty kukurydzy i gazu zaczęły czynić etanol celulozowy bardziej atrakcyjnym komercyjnie, mówi Wallace Tyner , profesor ekonomii rolnictwa na Purdue University. Nowy standard paliw odnawialnych, część ustawy za energię, która weszła w życie pod koniec zeszłego roku, nakazuje zużycie 100 milionów galonów biopaliw celulozowych do 2010 roku i 16 miliardów do 2022 roku.
Jak dotąd jednak w Stanach Zjednoczonych nie działają żadne zakłady produkcji etanolu celulozowego na skalę komercyjną, chociaż w kilku zakładach planuje się rozpoczęcie produkcji w ciągu najbliższych kilku lat. Departament Energii finansuje obecnie kilkanaście firm, które będą budować elektrownie na skalę demonstracyjną i komercyjną. Jeden z tych, Paliwa z zakresu , z siedzibą w Broomfield w stanie Kolorado, planuje w przyszłym roku otworzyć fabrykę na skalę komercyjną. Będzie mógł produkować 20 mln galonów etanolu i metanolu rocznie.
Verenium użyje kombinacji kwasowej obróbki wstępnej, enzymów i dwóch rodzajów bakterii, aby wytworzyć etanol z materii roślinnej – zwanej bagasse – pozostałej po przetwarzaniu trzciny cukrowej na cukier. Będzie również przetwarzać tak zwaną trzcinę energetyczną, krewną trzciny cukrowej o niższej zawartości cukru i wyższej zawartości błonnika. Wysoka zawartość błonnika pozwala roślinom rosnąć wyżej, zwiększając plon z danej działki.
Wytłoki z trzciny cukrowej składają się głównie z wiązek celulozy, które są otoczone hemicelulozą. Celuloza składa się z długich łańcuchów glukozy, sześciowęglowego cukru typu zwykle fermentowanego w celu wytworzenia etanolu ze źródeł takich jak kukurydza. Hemiceluloza składa się jednak z cukrów pięciowęglowych, których zazwyczaj nie można fermentować przy użyciu tych samych organizmów co glukoza. Jedną z rzeczy, które sprawiają, że proces Verenium jest nowatorski, mówi John Malloy, wiceprezes wykonawczy firmy, jest jej zdolność do fermentacji cukrów zarówno z celulozy, jak i hemicelulozy.
Proces rozpoczyna się, gdy trzcina jest zmielona i ugotowana pod wysokim ciśnieniem z łagodnym kwasem w celu hydrolizy hemicelulozy i oddzielenia jej od celulozy. Pięciowęglowe cukry zawarte w hemicelulozie są następnie fermentowane przy użyciu genetycznie zmodyfikowanej E coli . Celuloza jest rozkładana przez enzymy i fermentowana przez inny rodzaj bakterii, zwany Klebsiella oxytoca . Ta bakteria spełnia podwójne zadanie, ponieważ wytwarza również enzymy, które rozkładają celulozę, zmniejszając ilość enzymów ze źródeł zewnętrznych o 50 procent. Rozcieńczony etanol wytwarzany w wyniku fermentacji obu rodzajów cukru jest następnie destylowany w celu wytworzenia paliwa.
Oprócz otwarcia zakładu demonstracyjnego, Verenium zaczyna również hodować trzcinę energetyczną i współpracować z lokalnymi rolnikami, aby zapewnić stały dopływ materiału do planowanych roślin komercyjnych. Na krótką metę firma twierdzi, że może polegać na resztkach bagassy z produkcji cukru, ale ostatecznie będzie czerpać z trzciny energetycznej uprawianej specjalnie do produkcji etanolu. Postanowienia w ustawie rolnej, która została niedawno uchwalona przez Kongres Stanów Zjednoczonych, pomogą, zapewniając rolnikom zachęty do sadzenia roślin energetycznych, mówi Carlos Riva , CEO Verenium. Zachęty są ważne, ponieważ trzcina energetyczna, roślina wieloletnia, potrzebuje od dwóch do trzech lat, aby się zadomowić i osiągnąć idealny poziom produkcji. W rezultacie rolnicy będą musieli zacząć sadzić rośliny w przyszłym roku, zanim zostaną wybudowane rośliny komercyjne i pojawi się rynek na te uprawy.
Otwarcie zakładu demonstracyjnego i trwająca obecnie budowa wielu innych zakładów produkcji etanolu celulozowego na skalę demonstracyjną i komercyjną stanowi punkt zwrotny dla branży, mówi Riva. Jak mówi, rozwój ulepszonych enzymów i organizmów fermentacyjnych oznacza, że nie są potrzebne żadne dalsze przełomowe odkrycia naukowe, aby etanol celulozowy odniósł sukces komercyjny. Jak mówi, było mnóstwo pracy w tle w zakresie rozwoju nauki i technologii. Tak wiele nauczyliśmy się o tym procesie, że teraz naprawdę ważne jest rozpoczęcie wdrażania technologii na skalę komercyjną.