211service.com
Cellulose-etanolfabrikken åpner
Et bioraffineri bygget for å produsere 1,4 millioner liter etanol i året fra celluloseholdig biomasse vil åpne i morgen i Jennings, LA. Bygd av Verenium , basert i Cambridge, MA, vil anlegget lage etanol fra landbruksavfall som er igjen fra prosessering av sukkerrør.
Plantetarm: På bildet her er innsiden av en ny celluloseetanolfabrikk som omdanner landbruksavfall til drivstoff. Inne i tanken til høyre produserer sopp enzymer som kan bryte ned cellulose.
Det nye Verenium-anlegget er det første celluloseetanolfabrikken i demonstrasjonsskala i USA. Den skal brukes til å prøve ut variasjoner av selskapets teknologi og er designet for å kjøre kontinuerlig. Verenium ønsker å demonstrere at det kan lage etanol for 2 dollar per gallon, som det håper vil gjøre drivstoffet konkurransedyktig med andre typer etanol og bensin. Neste år planlegger selskapet å begynne byggingen av kommersielle anlegg som hver vil produsere rundt 20 til 30 millioner liter etanol i året.
Til nå har teknologi for å konvertere råvarer som ikke er matvarer til etanol vært begrenset til laboratoriet og til småskala pilotanlegg som kan produsere tusenvis av liter etanol i året. Siden disse ikke opererer kontinuerlig, gir de ikke en nøyaktig idé om hvor mye det til slutt vil koste å produsere celluloseetanol i et anlegg i kommersiell skala.
Nesten alt biodrivstoff for etanol i USA er for tiden laget av maiskjerner. Men behovet for celluloseholdige råvarer av etanol har blitt understreket nylig ettersom matvareprisene over hele verden har steget kraftig, delvis på grunn av bruken av mais som en kilde til biodrivstoff. Samtidig har de økende kostnadene for mais og gass begynt å gjøre celluloseetanol mer kommersielt attraktiv, sier Wallace Tyner , professor i landbruksøkonomi ved Purdue University. En ny standard for fornybart drivstoff, en del av en energiregning som ble lov i slutten av fjoråret, krever bruk av 100 millioner liter celluloseholdig biodrivstoff innen 2010, og 16 milliarder innen 2022.
Så langt er det imidlertid ingen celluloseetanolfabrikker i kommersiell skala i drift i USA, selv om en rekke anlegg er planlagt å starte produksjon i løpet av de neste årene. Department of Energy finansierer for tiden mer enn et dusin selskaper som skal bygge demonstrasjons- og kommersielle anlegg. En av disse, Range drivstoff , basert i Broomfield, CO, planlegger å åpne et anlegg i kommersiell skala neste år. Den vil ha kapasitet til å produsere 20 millioner liter etanol og metanol i året.
Verenium vil bruke en kombinasjon av syreforbehandlinger, enzymer og to typer bakterier for å lage etanol fra plantestoffet – kalt bagasse – som er til overs fra bearbeiding av sukkerrør for å lage sukker. Den vil også behandle det som kalles energirør, en slektning av sukkerrør som har lavere sukkerinnhold og mer fiber. Det høye fiberinnholdet gjør at plantene kan vokse seg høyere, noe som øker utbyttet fra en gitt tomt.
Cane bagasse består i stor grad av cellulosebunter som er omgitt av hemicellulose. Cellulose er laget av lange kjeder av glukose, et 6-karbon sukker av typen som vanligvis fermenteres for å lage etanol fra kilder som mais. Hemicellulose er imidlertid laget av femkarbonsukker, som vanligvis ikke kan fermenteres med de samme organismene som glukose. En av tingene som gjør Vereniums prosessroman, sier John Malloy, selskapets konserndirektør, er dens evne til å fermentere sukker fra både cellulose og hemicellulose.
Prosessen starter når stokken males opp og kokes under høyt trykk med en mild syre for å hydrolysere hemicellulosen og skille den fra cellulosen. Femkarbonsukkeret i hemicellulose fermenteres deretter ved bruk av genmodifisert E coli . Cellulose brytes ned med enzymer og fermenteres med en annen type bakterier som kalles Klebsiella oxytoca . Denne bakterien gjør dobbelt plikt, siden den også produserer enzymer som bryter ned cellulose, og reduserer mengden enzymer fra eksterne kilder med 50 prosent. Den fortynnede etanolen som produseres fra gjæring av begge typer sukker, destilleres deretter for å lage drivstoff.
I tillegg til å åpne demonstrasjonsanlegget, begynner Verenium også å dyrke energistokk og å samarbeide med lokale bønder for å sikre en jevn strøm av materiale til sine planlagte kommersielle anlegg. På kort sikt sier selskapet at det kan stole på rester av bagasse fra sukkerproduksjon, men til slutt vil det trekke på energirør som er dyrket spesielt for å lage etanol. Bestemmelsene i Farm Bill, som nylig ble vedtatt av USAs kongress, vil hjelpe ved å gi bønder insentiver til å plante energivekster, sier Carlos Riva , Vereniums administrerende direktør. Incentivene er viktige fordi det tar to til tre år for energistokk, en flerårig plante, å etablere seg og nå ideelle produksjonsnivåer. Som et resultat må bøndene begynne å plante avlingene neste år, før kommersielle planter bygges og det er et marked for disse avlingene.
Åpningen av demonstrasjonsanlegget, og den nåværende byggingen av en rekke andre demonstrasjons- og kommersielle celluloseetanolfabrikker, markerer et vendepunkt for industrien, sier Riva. Utviklingen av forbedrede enzymer og fermenteringsorganismer gjør at det ikke trengs ytterligere vitenskapelige gjennombrudd for å gjøre celluloseetanol kommersielt vellykket, sier han. Det har vært en enorm mengde bakgrunnsarbeid innen vitenskap og teknologiutvikling, sier han. Vi har lært så mye om prosessen at det virkelig viktige nå er å begynne å distribuere teknologien i kommersiell skala.