211service.com
Celluloseethanolfabrik åbner
Et bioraffinaderi bygget til at producere 1,4 millioner gallons ethanol om året fra celluloseholdig biomasse åbner i morgen i Jennings, LA. Bygget af Verenium , baseret i Cambridge, MA, vil anlægget fremstille ethanol fra landbrugsaffald, der er tilbage fra forarbejdning af sukkerrør.
Plantetarme: På billedet her er indersiden af et nyt celluloseholdigt ethanolanlæg, der omdanner landbrugsaffald til brændstof. Inde i tanken til højre producerer svampe enzymer, der kan nedbryde cellulose.
Den nye Verenium-fabrik er den første cellulose-ethanolfabrik i demonstrationsskala i USA. Den vil blive brugt til at afprøve variationer af virksomhedens teknologi og er designet til at køre kontinuerligt. Verenium ønsker at demonstrere, at det kan skabe ethanol for $2 pr. gallon, hvilket det håber vil gøre brændstoffet konkurrencedygtigt med andre typer ethanol og benzin. Næste år planlægger virksomheden at begynde byggeriet af kommercielle anlæg, der hver vil producere omkring 20 til 30 millioner gallons ethanol om året.
Indtil nu har teknologi til at omdanne nonfood-råvarer til ethanol været begrænset til laboratoriet og til små pilotanlæg, der kan producere tusindvis af liter ethanol om året. Da disse ikke fungerer kontinuerligt, giver de ikke en præcis idé om, hvor meget det i sidste ende vil koste at producere celluloseholdig ethanol i et kommercielt anlæg.
Næsten alt ethanol biobrændstof i USA er i øjeblikket lavet af majskerner. Men behovet for celluloseholdige råvarer af ethanol er blevet understreget for nylig, da fødevarepriserne på verdensplan er steget kraftigt, delvist på grund af brugen af majs som kilde til biobrændstoffer. Samtidig er de stigende omkostninger til majs og gas begyndt at gøre celluloseholdig ethanol mere kommercielt attraktiv, siger Wallace Tyner , professor i landbrugsøkonomi ved Purdue University. En ny standard for vedvarende brændstoffer, som er en del af en energiregning, der blev lov i slutningen af sidste år, kræver brug af 100 millioner gallons celluloseholdige biobrændstoffer i 2010 og 16 milliarder i 2022.
Indtil videre er der dog ingen celluloseholdige ethanolfabrikker i kommerciel skala i drift i USA, selvom en række faciliteter er planlagt til at starte produktionen i løbet af de næste par år. Energiministeriet finansierer i øjeblikket mere end et dusin virksomheder, der vil bygge demonstrations- og kommercielle anlæg. En af disse, Række brændstoffer , baseret i Broomfield, CO, planlægger at åbne et anlæg i kommerciel skala næste år. Det vil have kapacitet til at producere 20 millioner gallons ethanol og methanol om året.
Verenium vil bruge en kombination af syreforbehandlinger, enzymer og to typer bakterier til at lave ethanol fra plantematerialet - kaldet bagasse - der er tilbage fra forarbejdning af sukkerrør til sukker. Det vil også behandle det, der kaldes energirør, en slægtning til sukkerrør, der er lavere i sukker og højere i fiber. Det høje fiberindhold gør, at planterne kan vokse sig højere, hvilket øger udbyttet fra en given jordlod.
Rørbagasse består i høj grad af bundter af cellulose, der er omgivet af hemicellulose. Cellulose er lavet af lange kæder af glucose, et sukkerstof med seks kulstoftyper af den type, der normalt fermenteres for at fremstille ethanol fra kilder som majs. Hemicellulose er imidlertid lavet af femkulstofsukker, som typisk ikke kan fermenteres ved hjælp af de samme organismer som glukose. En af de ting, der gør Vereniums proces til ny, siger John Malloy, virksomhedens executive vice president, er dens evne til at fermentere sukker fra både cellulose og hemicellulose.
Processen begynder, når sukkerrøret males og koges under højt tryk med en mild syre for at hydrolysere hemicellulosen og adskille den fra cellulosen. De fem kulstofsukkere i hemicellulose fermenteres derefter ved hjælp af genetisk modificerede E coli . Cellulose nedbrydes med enzymer og fermenteres med en anden type bakterier kaldet Klebsiella oxytoca . Denne bakterie har dobbelt pligt, da den også producerer enzymer, der nedbryder cellulose, hvilket reducerer mængden af enzymer fra eksterne kilder med 50 procent. Den fortyndede ethanol fremstillet ved gæring af begge typer sukker destilleres derefter til brændstof.
Udover at åbne demonstrationsanlægget, begynder Verenium også at dyrke energirør og at arbejde sammen med lokale landmænd for at sikre en jævn strøm af materiale til sine planlagte kommercielle anlæg. På kort sigt siger virksomheden, at den kan stole på bagasserester fra sukkerproduktion, men i sidste ende vil den trække på energirør, der er dyrket specifikt til fremstilling af ethanol. Bestemmelserne i Farm Bill, som for nylig blev vedtaget af den amerikanske kongres, vil hjælpe ved at give landmænd incitamenter til at plante energiafgrøder, siger Carlos Riva , Vereniums administrerende direktør. Incitamenterne er vigtige, fordi det tager to til tre år for energirør, en flerårig plante, at etablere sig og nå ideelle produktionsniveauer. Som et resultat bliver landmændene nødt til at begynde at plante afgrøderne næste år, før kommercielle planter bygges, og der er et marked for disse afgrøder.
Åbningen af demonstrationsanlægget og den nuværende konstruktion af en række andre cellulose-ethanolfabrikker i demonstration og kommerciel skala markerer et vendepunkt for industrien, siger Riva. Udviklingen af forbedrede enzymer og fermenteringsorganismer betyder, at der ikke er behov for yderligere videnskabelige gennembrud for at gøre celluloseholdig ethanol kommercielt vellykket, siger han. Der har været en enorm mængde baggrundsarbejde inden for videnskab og teknologiudvikling, siger han. Vi har lært så meget om processen, at det virkelig vigtige nu er at begynde at implementere teknologien i kommerciel skala.