211service.com
Cellulosaetanolfabriken öppnar
Ett bioraffinaderi byggt för att producera 1,4 miljoner liter etanol om året från cellulosabaserad biomassa kommer att öppna i morgon i Jennings, LA. Byggd av Verenium , baserat i Cambridge, MA, anläggningen kommer att göra etanol från jordbruksavfall som blir över från att bearbeta sockerrör.
Växtarmar: På bilden här är insidan av en ny cellulosaetanolfabrik som omvandlar jordbruksavfall till bränsle. Inne i tanken till höger producerar svampar enzymer som kan bryta ner cellulosa.
Den nya Verenium-fabriken är den första cellulosaetanolfabriken i demonstrationsskala i USA. Den kommer att användas för att prova varianter på företagets teknik och är designad att köras kontinuerligt. Verenium vill visa att det kan skapa etanol för 2 dollar per gallon, vilket man hoppas kommer att göra bränslet konkurrenskraftigt med andra typer av etanol och bensin. Nästa år planerar företaget att börja bygga kommersiella anläggningar som var och en kommer att producera cirka 20 till 30 miljoner liter etanol per år.
Fram till nu har teknik för att omvandla råvaror som inte är livsmedel till etanol varit begränsad till labbet och till småskaliga pilotanläggningar som kan producera tusentals liter etanol om året. Eftersom dessa inte fungerar kontinuerligt, ger de inte en exakt uppfattning om hur mycket det i slutändan kommer att kosta att producera cellulosaetanol i en anläggning i kommersiell skala.
Nästan allt etanolbiobränsle i USA tillverkas för närvarande av majskärnor. Men behovet av cellulosaråvaror av etanol har understrukits nyligen eftersom livsmedelspriserna över hela världen har stigit kraftigt, delvis på grund av användningen av majs som en källa till biobränsle. Samtidigt har de stigande kostnaderna för majs och gas börjat göra cellulosaetanol mer kommersiellt attraktiv, säger Wallace Tyner , professor i jordbruksekonomi vid Purdue University. En ny standard för förnybara bränslen, en del av en energiräkning som blev lag i slutet av förra året, kräver användning av 100 miljoner liter cellulosabaserade biobränslen till 2010 och 16 miljarder till 2022.
Än så länge finns det dock inga cellulosaetanolfabriker i kommersiell skala i drift i USA, även om ett antal anläggningar är planerade att starta produktion under de närmaste åren. Department of Energy finansierar för närvarande mer än ett dussin företag som kommer att bygga demonstrations- och kommersiella anläggningar. En av dessa, Range Fuels , baserat i Broomfield, CO, planerar att öppna en kommersiell skala växt nästa år. Den kommer att ha kapacitet att producera 20 miljoner liter etanol och metanol om året.
Verenium kommer att använda en kombination av sura förbehandlingar, enzymer och två typer av bakterier för att göra etanol från växtmaterialet - kallat bagasse - som blir över från bearbetning av sockerrör för att göra socker. Det kommer också att bearbeta det som kallas energirör, en släkting till sockerrör som har lägre socker och högre halt av fibrer. Det höga fiberinnehållet gör att plantorna kan växa sig högre, vilket ökar avkastningen från en viss mark.
Sockerrörsbagass består till stor del av buntar av cellulosa som är omgivna av hemicellulosa. Cellulosa är gjord av långa kedjor av glukos, ett socker med sex kolatomer av den typ som vanligtvis fermenteras för att göra etanol från källor som majs. Hemicellulosa är dock gjord av sockerarter med fem kolatomer, som vanligtvis inte kan fermenteras med samma organismer som glukos. En av de saker som gör Vereniums process ny, säger John Malloy, företagets vice VD, är dess förmåga att fermentera socker från både cellulosa och hemicellulosa.
Processen börjar när sockerrören mals upp och tillagas under högt tryck med en mild syra för att hydrolysera hemicellulosan och separera den från cellulosan. Femkolssockret i hemicellulosa fermenteras sedan med hjälp av genetiskt modifierade E coli . Cellulosan bryts ner med enzymer och fermenteras med en annan typ av bakterier som kallas Klebsiella oxytoca . Denna bakterie har dubbelt arbete, eftersom den också producerar enzymer som bryter ner cellulosa, vilket minskar mängden enzymer från externa källor med 50 procent. Den utspädda etanolen som produceras från jäsning av båda sockertyperna destilleras sedan för att göra bränsle.
Förutom att öppna demonstrationsanläggningen, börjar Verenium också odla energirör och att arbeta med lokala bönder för att säkerställa en stadig ström av material till sina planerade kommersiella anläggningar. På kort sikt säger företaget att det kan lita på överbliven bagass från sockerproduktion, men så småningom kommer det att dra nytta av energirör som odlats specifikt för att tillverka etanol. Bestämmelser i Farm Bill, som nyligen antogs av USA:s kongress, kommer att hjälpa till genom att ge bönder incitament att plantera energigrödor, säger Carlos Riva , Vereniums VD. Incitamenten är viktiga eftersom det tar två till tre år för energirör, en flerårig växt, att etablera sig och nå idealiska produktionsnivåer. Som ett resultat kommer bönder att behöva börja plantera grödorna nästa år, innan kommersiella växter byggs och det finns en marknad för dessa grödor.
Öppnandet av demonstrationsanläggningen, och den nuvarande konstruktionen av ett antal andra demonstrations- och kommersiella etanolfabriker för cellulosa, markerar en vändpunkt för industrin, säger Riva. Utvecklingen av förbättrade enzymer och fermenteringsorganismer gör att inga ytterligare vetenskapliga genombrott behövs för att göra cellulosaetanol kommersiellt framgångsrik, säger han. Det har funnits en enorm mängd bakgrundsarbete inom vetenskap och teknikutveckling, säger han. Vi har lärt oss så mycket om processen att det verkligen viktiga nu är att börja implementera tekniken i kommersiell skala.