Главная / Биотоплива второго поколения / Целлюлозный этанол

Целлюлозный этанол

Никто, даже самый оптимистично настроенный мечтатель, не может предположить, что мы когда-нибудь перестанем использовать бензин. Сложившаяся топливная суперструктура просто слишком эффективна и слишком прочно удерживает свои позиции для того, чтобы просто так сдаться. В дополнение зерновой этанол еще не может обеспечить достаточно топлива даже для американских легковушек, пикапов и джипов, хотя потребляет уже 14% всего производства кукурузы в стране. Этот довод является любимым утверждением скептиков, равно как и то, что преобразование еще большего количества зерна в топливо приведет к значительному сокращению мировых пищевых ресурсов.

Критики также утверждают, что в процессе производства топлива из зерновых культур затрачивается больше энергии, чем получается на выходе. Среди бесконечных дебатов в интернете Департамент Энергетики США недавно написал в своем докладе: «С энергетической и экологической точки зрения зерновой этанол явно превосходит все виды топлива из ископаемого сырья, а этанол, произведенный из биомасссы (целлюлозы) будет следующим значительным шагом вперед».

Так как сырьем для целлюлозного этанола служат стебли кукурузы, травы, опилки, кора деревьев — древесные непищевые остатки — то этот процесс никак не может угрожать пищевому производству. Целлюлоза- это углевод, из которого в основном состоят клеточные стенки растений. Ученые выяснили, как высвободить энергию этой биомассы, сконструировав ферменты для расщепления целлюлозы на простейшие сахара. Целлюлоза всегда в избытке; полученный этанол чист и вполне может обеспечивать энергию для мотора также эффективно, как и бензин.Плюс, вам не нужно заново изобретать автомобиль. Между тем, промышленное производство этанола из целлюлозы – это заковыристая инженерная проблема.

Бремя решения этой проблемы лежит сейчас на таких организациях, как Гененкор, биотехнологической компании из Силиконовой Долины в Пало-Альто. Разработанные там ферменты используются как в стиральных порошках для удаления пятен, так и для придания потертого вида обычным джинсам.

Но стирка белья и обесцвечивание джинсовой ткани — это легкая задача по сравнению с задачей нездорового бензинового апетита Америки. Лучший способ сделать это — снизить цену этанола до такого уровня, когда покупатели выстроятся в очередь. Еще до того, как появились моторы, работающие как на бензине, так и на его смеси с этанолом, бразильцы смешивали для своих моторов коктейль собственного приготовления из этанола и бензина просто потому, что это было дешевле, чем обычный бензин.

По словам компании Гененкор, ее ферменты снизили стоимость производства галлона (3.8 литра) этанола из целлюлозы с 5 долларов (пять лет назад) до 20 центов сегодня. Сейчас перед биозаводами стоит задача старта масштабного производства. Канадская компания Иоген (Iogen) в настоящий момент дальше всех продвинулась в коммерциализации технологии этанола из биомассы; другой надеждой являются BC International, компания из Массачусетса, которая осуществляет строительство завода по производству этанола из целлюлозы в штате Луизиана, США.

Очень важны шаги правительства — и мы не имеем в виду подачки для производителей кукурузы и переработчиков. Недавно утвержденный в США закон делает важные шаги в этом направлении, как например, обязательство государства о покупке 250 млн галлонов (1 млрд литров) целлюлозного этанола к 2013 году; но это лишь малая часть того, что может быть сделано.

Конечное, отсчет времени, когда применение биоэтанола перейдет из мечты в реальность – не только вопрос инвестиций здесь или субсидий там. В Бразилии потребовались десятилетия развития, пока сочетание высоких цен на бензин и появление комбинированных моторов (способных работать на любой комбинации бензина и этанола) не привело к потреблению этанола в повседнейвной жизни. Но, чем раньше мы начнем, тем больше у нас будет возможности сформировать наше будущее вне зависимости от постоянно дорожающих нефти и газа. В то же время нельзя сказать, что потребность в бензине неуклонно снижается: пока Китай и Индия развиваются столь стремительно, вы можете забыть о цене топлива $10 или $20 за баррель. Но, несмотря на все технологические проблемы и трудности, мы приходим к пониманию, что мир доступного и чистого этанола является гораздо более реалистичным, чем надежда о возвращении дешевых и неистощимым нефтепродуктов.

 

Теоретический выход этанола из тонны сырья (сухой вес)

Сырье   Выход, литров
 Кукуруза (зерно) 470
 Стебли кукурузы 427 
 Рисовая солома 415 
 Отходы очистки хлопка      215 
 Лиственные опилки 381 
 Багасса 421 
 Макулатура 439 

 

На фото — так называемая «энергетическое» растение мискантус (miscanthus)

Биомассы: 50 тонн с гектара (www.bical.net)
25 — 75 тонн с гектара  (www.aces.uiuc.edu/DSI/MASGC.pdf)

Это многолетнее растение с низкой потребность в удобрениях и воде. Обладает
сильным фотосинтезом и улучшает почвую.

 



 

Сравнение мискантуса с кукурузой и  быстрорастущими деревьями (тополь).

Miscanthus giganteus
From Wikipedia, the free encyclopedia

Miscanthus giganteus is a large perennial grass used for energy production. It is currently used commercially in the UK with a rapidly growing market demand. In addition to providing clean and affordable electricity and heat, Miscanthus is an environmentally friendly crop. Its large root system captures nutrients, and stems provide wildlife cover. As a high yielding, low input perennial, Miscanthus is also excellent for carbon sequestration and soil building.

Research trials being conducted within the United States are making strides towards developing Miscanthus giganteus as a source of biomass for the production of energy either for direct combustion or through cellulosic ethanol production.