211service.com
Op een kruispunt zoeken biobrandstoffen een nieuwe weg voorwaarts
Een groep onderzoekers van het Lawrence Berkeley National Laboratory en de University of California, Berkeley, hebben geprobeerd een weg voorwaarts uit te stippelen voor de geplaagde biobrandstoffenindustrie en hebben bedacht wat zij omschrijven als een nieuwe methode voor het produceren van hernieuwbare vliegtuigbrandstof . Door gebruik te maken van suikerriet en het suikerrietafval dat bagasse wordt genoemd, is het nieuwe proces (beschreven in een paper in het laatste nummer van de Proceedings van de National Academy of Sciences ) zouden groene raffinaderijen in staat kunnen stellen een reeks producten op de markt te brengen, waaronder biogebaseerde vliegtuigbrandstof en basisoliën voor autosmeermiddelen.
Producenten van biofoels hebben nieuwe technologieën nodig om suikerriet om te zetten in commercieel levensvatbare producten.
Het onderzoek verschijnt op een moment dat biobrandstoffen op een kruispunt zijn beland. Krimpende overheidsfinanciering, de ontgoocheling van investeerders, lage olieprijzen en bezorgdheid over het verlies van voedselland voor de teelt van maïs en suikerriet voor biomassa hebben er samen voor gezorgd dat de industrie bijna tot stilstand is gekomen. Hoewel de productie van hernieuwbare brandstoffen in de Verenigde Staten tussen 2007 en 2013 verdubbelde, is het gebruik van biobrandstoffen als percentage van de totale transportbrandstof nauwelijks afgenomen. En hoewel de meeste grote luchtvaartmaatschappijen in een bepaald stadium biobrandstofprogramma's hebben, is de luchtvaart - die zeer energierijke, zuurstofvrije brandstof nodig heeft - een bijzonder moeilijk gebied gebleken om door te dringen.
Als gevolg hiervan is de toekomst van de Renewable Fuel Standard, uitgebracht in 2005 en uitgebreid onder de Energy Independence and Security Act (EISA) van 2007, in twijfel getrokken.
De huidige biobrandstoffen van de eerste generatie gebruiken voornamelijk voedselgewassen als grondstof en zijn ofwel duur ofwel hebben een bescheiden [broeikasgas]verbetering ten opzichte van aardoliebrandstoffen, concludeerde een rapport uitgebracht in april door het Columbia Center on Global Energy Policy, geschreven door James Stock, hoogleraar politieke economie aan de Kennedy School van Harvard en voormalig lid van de President's Council of Economic Advisers. De ontwikkeling en commercialisering van biobrandstoffen met een laag broeikaseffect van de tweede generatie - cruciaal voor het uiteindelijke succes van het programma - is ver achtergebleven bij de zeer ambitieuze doelstellingen die in de EISA zijn vastgelegd.
Om die doelen te bereiken en de biobrandstoffenindustrie te verjongen, onderzoeken onderzoekers de wetenschap van het winnen van brandstof uit biomassa, op zoek naar efficiëntere technieken die gebruik maken van niet-voedselgewassen, gewassen die op marginale gronden worden verbouwd en afvalbijproducten zoals bagasse. Een belangrijke barrière is voorbehandeling - het afbreken van celwanden om suiker vrij te maken, die vervolgens kan worden gefermenteerd en omgezet in brandstof.
De Berkeley-studie, uitgevoerd in het kader van een publiek-privaat onderzoekspartnerschap genaamd the Instituut voor Energie Biowetenschappen (EBI), richt zich op ketonen, organische verbindingen afgeleid van biomassa die kunnen worden opgewaardeerd en behandeld om energierijke verbindingen te produceren die geschikt zijn voor de productie van vliegtuigbrandstoffen of basisoliën voor autosmeermiddelen. Alexis Bell, een van de hoofdauteurs van het artikel, beschrijft het als het eerste proces om biobrandstoffen te maken die bestaande straalmotoren kunnen aandrijven zonder aanpassingen. Het proces is ontworpen voor de productie van suikerriet in Brazilië en kan worden aangepast om gewassen te gebruiken die op marginale gronden zijn verbouwd (waardoor productiever land wordt gereserveerd voor voedselgewassen) en om bagasse te gebruiken. Met kleine aanpassingen kan het ook worden aangepast om hernieuwbare diesel te produceren, als toekomstige regelgeving hiervoor ondersteuning biedt, zegt Amit Gokhale, een andere van de hoofdauteurs.
Bioraffinaderijen van suikerriet produceren tegenwoordig ethanol, suiker en elektriciteit, merkt Gokhale op. Door het productaanbod uit te breiden met vliegtuigbrandstoffen, basissmeeroliën en biodiesel kunnen exploitanten hun markt-/prijsrisico's beter beheren.
Dat is een prijzenswaardig doel, maar het implementeren van nieuwe technieken op commerciële schaal blijft een grote uitdaging, zoals de Berkeley-onderzoekers erkennen. De biobrandstofprijzen zullen waarschijnlijk in de nabije toekomst hoger blijven dan die voor fossiele brandstoffen, zegt Bell. Om die prijzen te verlagen, moeten we verder in de productieketen stappen en nieuwe, krachtigere microben vinden die het proces van het omzetten van biomassa in brandstof kunnen stroomlijnen. Michelle O'Malley, die aan het hoofd staat een biotechnologische onderzoeksgroep aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara , werkt aan het combineren van in het wild verzamelde microben - meestal in de ingewanden van dieren - tot ontworpen gemeenschappen die biomassa rechtstreeks in brandstof kunnen omzetten, waarbij de voorbehandelingsstap overslaat om tijd en kosten te besparen.
We proberen synthetische partnerschappen op te bouwen om dingen te doen die geen van de individuele microben alleen zou kunnen doen, zegt O'Malley. Het idee is om het hele proces te consolideren, van ruwe biomassa tot producten met toegevoegde waarde. Dat is echt wat de economische productie van biobrandstoffen tot nu toe verboden heeft.
Het resultaat, zegt ze, zou een spelveranderend scenario zijn.
Het veranderen van het spel van biobrandstoffen zal waarschijnlijk jaren duren, aangezien ethanol van de eerste generatie plaats moet maken voor geavanceerde biobrandstoffen die worden geproduceerd door efficiëntere processen met krachtigere microbiële agentia en katalysatoren. Het gaat echt om het geduld en doorzettingsvermogen hebben om een nieuwe industrie op te zetten, zegt Jonathan Male, die aan het hoofd staat van de U.S. Department of Energy's Bioenergy Technologies Office . Wanneer je begint op te schalen, nemen de complexiteitsniveaus dramatisch toe, evenals de risico's.