211service.com
At skabe ethanol fra træ mere effektivt
En type bakterier, der hjælper termitter med at fordøje træ, kan være nøglen til at lave ethanol billigt fra træ og græs. ZeaChem, en startup baseret i Menlo Park, Californien, har udviklet en proces baseret på denne bakterie, der kan producere 50 procent mere ethanol fra en given mængde biomasse, end konventionelle processer kan.
Særlig reserve: Vist ovenfor er en sjælden prøve af ethanol fremstillet af træflis ved hjælp af en ny proces. Indtil videre laves alkoholen et par flasker ad gangen, men om et par år kan millioner af gallons være tilgængelige.
Virksomheden har demonstreret metoden i laboratoriemiljøer og er nu ved at udarbejde planer for et ethanolanlæg, der skal producere omkring to millioner liter ethanol om året. Byggeriet kan begynde allerede i år, siger Dan Verser, grundlægger og vicepræsident for forskning og udvikling hos ZeaChem. Det er en af et stigende antal biobrændstofvirksomheder, der søger at fremstille ethanol fra ikke-majskilder, da majs kræver store mængder jord, vand og energi for at vokse.
Processen forbedrer udbyttet ved at udnytte biomassen mere effektivt end konventionelle teknikker. Det begynder, ligesom andre teknikker til fremstilling af ethanol, med at nedbryde biomasse til sukker. På dette tidspunkt bruger konventionelle processer gær til at fermentere sukkeret til ethanol. Men denne proces er spild: omkring en tredjedel af kulstoffet i sukkeret kommer aldrig ind i brændstoffet. I stedet frigives det til atmosfæren som kuldioxid. ZeaChem erstatter gær med en type bakterier kaldet Moorella thermoacetica , som kan findes en række steder i naturen, blandt andet termitindvolde og drøvtyggere af køer, hvor den er med til at nedbryde græs. I stedet for at lave ethanol og kuldioxid omdanner bakterierne sukker til en komponent af eddike kaldet eddikesyre, en proces, der ikke frigiver kuldioxid.
For at omdanne eddikesyre til ethanol, henvender ZeaChem sig til kemi. For det første omdanner virksomhedens forskere syren til et almindeligt opløsningsmiddel kaldet ethylacetat - noget, som kemikere længe har vidst, hvordan man gør. Det sidste trin - fremstilling af ethanol - kræver tilførsel af energi til systemet i form af brint. For at få brinten bruger ZeaChem materiale tilovers fra den proces, der omdanner biomasse til sukker. Dette materiale, kaldet lignin, kan omdannes til en hydrogenrig blanding af gasser ved at varme det op under de rigtige forhold - en proces kaldet forgasning. Hydrogenet kombineres med ethylacetat til fremstilling af ethanol. De resterende gasser i blandingen føres tilbage til processen for at give den nødvendige energi til forgasning, hvilket gør brug af materiale, der ellers ville være gået til spilde, og eliminerer behovet for at bruge fossile brændstoffer. Indtil videre har virksomheden vist mere end 40 procent bedre udbytte sammenlignet med konventionelle tilgange, og den arbejder hen imod en teoretisk mulig forbedring på 50 procent.
Det er en meget innovativ proces, siger James McMillan , en forsker og gruppeleder ved National Renewable Energy Laboratory, i Golden, CO. Han siger, at det er vigtigt at få så meget ethanol fra råvaren som muligt, da den endelige pris for ethanol i høj grad afhænger af prisen på råmaterialet. Selvom ZeaChems proces er mere kompliceret end de metoder, der bruges nu, og at bygge ethanolfabrikker, der bruger det, vil koste mere, siger McMillan, at det forbedrede udbytte kunne kompensere for disse øgede omkostninger.