211service.com
Biobrandstofbedrijven laten biomassa vallen en schakelen over op aardgas
Calysta Energy, een onlangs onthulde startup gevestigd in Menlo Park, Californië, is van plan dieselbrandstof te maken die de helft minder kost dan conventionele diesel. Het zegt dat het op kleine schaal heeft aangetoond dat micro-organismen die zich van nature voeden met aardgas kunnen worden ontwikkeld om diesel en andere chemicaliën te maken, en het verwacht dat het proces veel goedkoper zal zijn dan conventionele thermochemische methoden om vloeibare brandstoffen te maken van aardgas .
Het bedrijf probeert, net als vele anderen, te profiteren van goedkoop aardgas dat mogelijk wordt gemaakt door fracking (zie Natural Gas Changes the Energy Map en King Natural Gas). Sommigen, zoals Primus Green Energy, ontwikkelen varianten van bestaande thermochemische benaderingen - het gebruikt een proces van Exxon om benzine te produceren. Coskata, een biobrandstoffenbedrijf dat oorspronkelijk van plan was ethanol te maken uit houtsnippers en andere cellulosebronnen, heeft onlangs aangekondigd dat zijn eerste commerciële fabriek geen biomassa zal gebruiken. In plaats daarvan zal het micro-organismen gebruiken om aardgas om te zetten in ethanol, een proces dat ongeveer vijf jaar in een kleine proeffabriek is gedemonstreerd. Door diesel te maken hoopt Calysta een veel grotere potentiële markt aan te boren dan die voor ethanol. En het zegt dat zijn biologische benadering minder kapitaal vereist dan thermochemische zoals die van Primus.
Calysta's CEO, Alan Shaw, zegt dat veel van de vooruitgang in de biologie die wordt toegepast bij de productie van biobrandstoffen uit cellulosebronnen zoals houtsnippers, ook kan worden toegepast op het omzetten van methaan, het primaire bestanddeel van aardgas. Calysta's onderzoekers hebben natuurlijke organismen aangepast die zich voeden met methaan (zie Kolenetende microben kunnen grote hoeveelheden aardgas creëren). De organismen kunnen het gas omzetten in lipiden die vervolgens in conventionele raffinaderijen kunnen worden omgezet in een dieselachtige brandstof. Naast het op kleine schaal demonstreren van het proces in het laboratorium, heeft het bedrijf aangetoond dat de micro-organismen propyleenoxide kunnen produceren, een chemische stof die wordt gebruikt om polyurethaanplastics te maken.
Geavanceerde biobrandstoffenbedrijven, waaronder Codexis, waar Shaw tot eerder dit jaar CEO was, hebben moeite om hun technologie te commercialiseren. Onder het leiderschap van Shaw ontving Codexis bijna $ 400 miljoen van Shell voor de ontwikkeling van biobrandstoffen gemaakt van cellulosebronnen. Shaw verliet Codexis onder druk van het bestuur nadat de aandelenkoers van het bedrijf slecht presteerde. In augustus, een paar maanden na zijn vertrek, maakte het bedrijf bekend dat Shell zou stoppen met het financieren van onderzoek naar biobrandstoffen.
Shaw, die de leiding had over de inspanningen van Codexis om cellulosematerialen om te zetten in enkelvoudige koolhydraten en die vervolgens om te zetten in koolwaterstoffen en andere vloeibare brandstoffen, zegt nu dat hij het bij het verkeerde eind had door te denken dat biobrandstoffen die uit biomassa worden geproduceerd, brandstoffen uit aardolie zouden kunnen vervangen.
Biomassa redt het niet, zegt hij. Koolhydraten zijn geen vervanging voor olie. Daar zat ik fout in, en dat geef ik toe. Dat zal nooit olie vervangen omdat de economie niet werkt. Je kunt koolhydraten niet economisch in koolwaterstoffen omzetten.
De verschuiving van Shaw van biomassa naar aardgas doet echter een van de belangrijkste redenen om over te stappen op biobrandstoffen teniet. Volgens sommige analyses kan het maken van diesel uit aardgas meer broeikasgasemissies veroorzaken dan het maken van diesel uit olie. Maar er is een potentieel grote markt voor vloeibare brandstof op basis van aardgas, vooral als Calysta zijn kostendoelstellingen kan halen. De economische modellen van het bedrijf suggereren dat het diesel kan produceren voor de helft van de prijs van de conventionele versie, zelfs als de aardgasprijzen stijgen tot het dubbele van het huidige niveau.
Het probleem met biomassa, zegt Shaw, is de basischemie. Ethanol maken uit suiker is economisch, maar hij stelt dat ethanol de brandstoffen uit olie niet kan vervangen - het is minder energierijk en moeilijker te transporteren dan koolwaterstoffen zoals diesel. Het maken van dergelijke koolwaterstoffen uit suiker is een non-starter, zegt hij, omdat tijdens het proces veel van de koolstof in suiker ook verloren gaat als koolstofdioxide. Dat die maximale opbrengst zo'n 30 procent is, is een doodsteek, zegt hij. Dat is geen veelbelovende plek om basischemicaliën en brandstoffen te gaan produceren waarvan 80 procent van de kosten grondstof is.
Aardgas omzetten in vloeibare brandstoffen is al mogelijk, maar het conventionele proces vereist enorme, dure thermochemische fabrieken, zoals een gas-to-liquids-faciliteit van $ 20 miljard die Shell in Qatar bouwt. Shaw zegt dat de planten van Calysta veel kleiner zouden kunnen zijn. Dit zou het bedrijf in staat stellen om achter gestrand aardgas aan te gaan - bronnen die afzonderlijk te klein of te ver verwijderd zijn om de kosten van de infrastructuur te rechtvaardigen die nodig is om het gas op de markt te krijgen. In totaal zijn gestrande aardgasbronnen enorm, goed voor maar liefst de helft van de wereldreserves, volgens sommige schattingen. Als het gas op de locatie wordt omgezet in vloeibare brandstof, zou het veel goedkoper worden om naar de markt te verzenden.
Niet iedereen is het erover eens dat het maken van biobrandstoffen uit biomassa een gedoemd voorstel is. Tom Foust, een onderzoeker bij het National Renewable Energy Laboratory in Golden, Colorado, zegt dat de prijzen voor zowel aardgas als suiker volatiel zijn. Bij de huidige lage gasprijzen heeft aardgas een voordeel, zegt hij, maar het is te simplistisch om te zeggen dat aardgas voor altijd en altijd de voorkeursgrondstof is.