211service.com
Olie fra træ
Det hollandske biobrændstofstartup Bioecon og Khosla Ventures har lanceret et joint venture kaldet Kior, som vil kommercialisere Bioecons proces til at omdanne landbrugsaffald direkte til biocrude, en blanding af små kulbrintemolekyler, der kan forarbejdes til brændstoffer såsom benzin eller diesel i eksisterende olieraffinaderier. Processen, hævder Kior, kan prale af adskillige fordele i forhold til andre metoder til fremstilling af biobrændstoffer: den kan vise sig at være relativt billig, er afhængig af en ikke-giftig katalysator, benytter sig af den nuværende brændstofraffinerings- og transportinfrastruktur og producerer rent brændende brændstoffer, der kan bruges i eksisterende motorer.
Fossilfri: Biobrændstofstart Kior siger, at dens nye termokemiske proces kan producere biocrude, en kulbrinteblanding, der ligner råolie, fra næsten ethvert landbrugsbiprodukt, inklusive stængler og stilke af majsplanter (vist her).
Biobrændstoffer ses bredt som et vigtigt springbræt på vejen fra fossile brændstoffer til vedvarende energikilder, især til transport. Deres brug kan også reducere emissioner af kuldioxid og andre drivhusgasser. Men ethanol, det mest producerede biobrændstof, indeholder kun lidt energi sammenlignet med benzin eller diesel. Og der går en hel del energi ind i dens produktion: at dyrke det korn, hvorfra det er gæret, destillere det og transportere det. Mange boostere til biobrændstoffer har sat deres håb til at finde måder at fremstille ethanol fra cellulose, den hårde polymer, der udgør en stor del af plantestængler og træ. I praksis skal cellulose dog nedbrydes til simple sukkerarter, før det kan gæres til ethanol eller omdannes til syntetisk gas og omdannes til brændstof. På trods af tre årtiers forskning er disse stadig vanskelige, dyre og energikrævende processer, som endnu ikke er kommercielt levedygtige. Derudover viser nyere forskning, at ethanol, som er meget flygtigt, faktisk kan forværre smogproblemer, når det fordamper direkte i luften i stedet for at brænde i køretøjets motorer.
Vejen til at gøre celluloseholdige biobrændstoffer levedygtige, siger Bioecons grundlægger, Paul O'Connor, er at bruge katalysatorer til at omdanne biomasse til en kulbrintebioråolie, der kan forarbejdes til benzin og diesel i eksisterende olieraffinaderier. Efter årtiers udvikling af katalysatorer til olieindustrien startede O'Connor Bioecon i begyndelsen af 2006 for at udvikle metoder til at omdanne biomasse direkte til biobrændstoffer. Hans første succes er en katalytisk proces, der kan omdanne cellulosebiomasse til kortkædede kulbrinter, der er omkring seks til tretten kulstofatomer lange. Khosla Ventures indvilligede i at give en ikke-oplyst mængde af serie A-finansiering til at spinoff Kior for at kommercialisere processen. Vinod Khosla, stifter af venturefonden, mener, at omdannelse af biomasse til flydende transportbrændstoffer er nøglen til at reducere drivhusgasemissioner og kompensere for svindende oliereserver. Khosla finansierer en række biobrændstofstartups med konkurrerende teknologier og siger, at Kiors tilgang er unik. De har nogle meget smarte proprietære katalytiske tilgange, der er ret overbevisende, siger han. De kan producere relativt billig råolie – det er attraktivt.
Den mest effektive metode til at omdanne biomasse til brændstof er at udsætte den for høje temperaturer og højt tryk for at producere syntetisk gas eller syngas. I nærvær af en katalysator reagerer syngassen for at producere brændstoffer såsom ethanol eller methanol (brugt som et additiv i biodiesel). Men dette er en kostbar proces, og katalysatorer, der er i stand til at modstå syngassens høje temperatur, er dyre og ofte giftige.
Forsøg på at fremstille brændstof ved direkte at udsætte landbrugscellulose for en katalysator har kun haft ringe succes, fordi det meste af cellulosen er fanget inde i plantestængler og -stilke. O'Connor siger, at mens Bioecon-forskerne udvikler nye katalysatorer, er deres biomassekrakningsproces det virkelige gennembrud. Ved hjælp af proprietære metoder har de været i stand til at indsætte en katalysator inde i biomassens struktur, hvilket forbedrer kontakten mellem materialerne og øger effektiviteten af processen. Selvom O'Connor ikke vil gå i detaljer, siger han, at den mest basale version af teknikken kan involvere imprægnering af biomassen med en opløsning indeholdende katalysatoren; katalysatoren ville derefter blive omkrystalliseret. Det, vi gør nu, er at forbedre metoden for at gøre det nemmere og billigere, siger O'Connor.
En sådan metode ville eliminere behovet for de superhøje temperaturer og giftige katalysatorer, der anvendes i andre termokemiske metoder til produktion af cellulose-biobrændstof. Mens O'Connor siger, at han stadig forbedrer Kiors katalysator, er hans første versioner forskellige slags modificerede lertyper, som er både billige og miljøvenlige. Produktet er også af høj kvalitet og indeholder mindre syre, ilt og vand. Disse egenskaber gør den velegnet til afbrænding som fyringsolie eller til brug i petroleumsraffinaderier, som kan bruge eksisterende processer og udstyr til at omdanne det til de længere kulbrintekæder af benzin og diesel.
Bioecon har produceret mængder af sin bioråolie i laboratorieskala, nogle få gram ad gangen, fra materialer som træspåner, sukkerrørsaffald og forskellige græsser. Mens inputmaterialet påvirker udbyttet noget, siger O'Connor, at outputtet er meget ens, så vi har ikke en reel præference. Det betyder, at processen kan arbejde rundt om i verden, uanset hvilken biomasse der er lokalt tilgængelig, næsten året rundt.
Kior er allerede i forhandlinger med mindst to olieselskaber om at etablere partnerskaber for at videreudvikle teknologien. Det starter et pilotanlæg med én virksomhed, der skal producere omkring 20 kilo biocrude om dagen inden for seks til tolv måneder, siger Kior CEO Rob van der Meij. Hvis alt går vel, kan processen skalere op til en produktion på hundredvis af kilo om dagen i 2009, og raffinerede versioner af Kiors bioråolie kan blive blandet i benzin eller diesel i 2010. Ud over at være vedvarende ville disse brændstoffer have lavere svovl- og nitrogenindhold, hvilket burde mindske smog i byer som Los Angeles og Houston.
På grund af dens evne til at glide ind i den eksisterende olieraffinerings- og leveringsinfrastruktur har teknologien en enorm omkostningsfordel, siger O'Connor. Det kunne også vedtages meget hurtigere, ifølge Khosla. Hvis man kan lave en løsning, der er kompatibel med olieselskaberne og deres nuværende raffinaderier, bliver det meget nemmere for dem at blive fortrolige med det, siger han. At få dem ind i spillet ville være en stor tilføjelse.
Steve Deutch, en seniorforsker ved National Renewable Energy Laboratory, siger, at den lille information, Kior har frigivet om sin proces, er plausibel nok, men at indtil detaljerne er tilgængelige, er virksomhedens påstande ikke rigtig mulige at evaluere. Den største udfordring for Kior, eller enhver, der arbejder med cellulosebrændstoffer, siger Deutch, er at udvikle en proces, der er enkel nok til at bringe tæt på kilderne til biomasse-farme. At indsamle biomasse og få nok af det ét sted for at gøre en forskel er et problem i biomasseverdenen, siger Deutch. Transportomkostninger kan blive ublu. Du ønsker at forbehandle det på gården og derefter sende et høj-densitet, høj-energi mellemprodukt til forarbejdningsanlæg.