Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Основные статьи: Биотопливо и возобновляемые источники энергии в США

США производит в основном биодизель и этанол топлива , который использует кукурузу в качестве основного сырья . США являются крупнейшим производителем этанола в мире, только в 2017 году они произвели почти 16 миллиардов галлонов. [1] На Соединенные Штаты вместе с Бразилией приходится 85 процентов всего производства этанола, а общее мировое производство составляет 27,05 миллиарда галлонов. Биодизель коммерчески доступен в большинстве штатов, выращивающих масличные культуры. По состоянию на 2005 год оно было несколько дороже, чем ископаемое дизельное топливо, хотя обычно его производят в относительно небольших количествах (по сравнению с нефтепродуктами и этанолом ).

Биотопливо в основном используется в смеси с ископаемым топливом . Они также используются в качестве добавок. Крупнейшим потребителем биодизеля является армия США . [ необходима цитата ] Большинство легковых автомобилей на дорогах сегодня в США могут работать на смесях с содержанием этанола до 10% , а производители автомобилей уже производят автомобили, предназначенные для работы на смесях с более высоким содержанием этанола. Спрос на топливо из биоэтанола в Соединенных Штатах был стимулирован открытием в конце 90-х годов, что метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) , оксигенатная добавка в бензин, загрязняет грунтовые воды. [2] [3] Целлюлозное биотопливонаходятся в стадии разработки, чтобы избежать повышательного давления на цены на продукты питания и изменений в землепользовании, которые, как ожидается, будут вызваны значительным увеличением использования пищевого биотоплива. [2]

Биотопливо не ограничивается жидким топливом. Один из часто упускаются из вида использования биомассы в Соединенных Штатах в газификации из биомассы . Небольшое, но растущее число людей, использующих древесный газ для заправки автомобилей и грузовиков по всей Америке. [4]

Задача состоит в том, чтобы расширить рынок биотоплива за пределы тех штатов, где оно было наиболее популярным на сегодняшний день. [5] Транспортные средства с гибким топливом помогают в этом переходе, поскольку они позволяют водителям выбирать различные виды топлива в зависимости от цены и наличия.

Растущие предприятия по производству этанола и биодизеля создают рабочие места на строительстве, эксплуатации и техническом обслуживании заводов, в основном в сельских общинах. По данным Ассоциации возобновляемых источников топлива , промышленность по производству этанола только в 2005 году создала в США почти 154 000 рабочих мест, что увеличило доходы населения на 5,7 миллиарда долларов. Он также принес около 3,5 млрд долларов налоговых поступлений на местном, государственном и федеральном уровнях. [6] С другой стороны, в 2010 году отрасль получила федеральную поддержку в размере 6,646 млрд долларов (не считая поддержки штата и местного населения). [7]

Исходя из средней урожайности кукурузы в США за период с 2007 по 2012 год [8], переработка всего урожая кукурузы в США даст 34,4 миллиарда галлонов этанола, что составляет примерно 25% потребности в готовом моторном топливе в 2012 году. [9]

История [ править ]

Соединенные Штаты использовали биотопливо в начале 20 века. Например, модели Ford T работали на этаноле . Затем интерес к биотопливу снижался до первого и второго нефтяных кризисов (1973 и 1979). [ необходима цитата ]

Министерство энергетики создало Национальную лабораторию возобновляемых источников энергии в 1974 году и начало работу в 1977 году. NREL публикует статьи по биотопливу. Конгресс также проголосовал за Закон об энергетической политике в 1994 году и за более новый в 2005 году в целях продвижения возобновляемых видов топлива. [ необходима цитата ]

Конгресс установил постоянных клиентов в соответствии с Законом об энергетической политике 2005 года, целью которого является поощрение использования возобновляемых видов топлива в топливных ресурсах нашей страны. Конгресс поддержал программу использования возобновляемых источников топлива в соответствии с Законом об энергетической независимости и безопасности 2007 года, чтобы она содержала конкретные годовые стандарты объема для полного возобновляемого топлива, а также для фиксированных групп возобновляемого топлива, таких как дизельное топливо на основе биомассы, биотопливо и усовершенствованное биотопливо. Переоцененные законодательные требования также включают новые критерии как для возобновляемых видов топлива, так и для сырья, используемого для их производства, включая пороговые значения выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла.

Законодательство [ править ]

Дополнительная информация: Закон о сельском хозяйстве США 2007 г.

Стандарт возобновляемого топлива (RFS1) [ править ]

Дополнительная информация: Стандарт низкоуглеродного топлива

Текущая программа национальных стандартов возобновляемого топлива (RFS1) была учреждена в соответствии с Законом об энергетической политике 2005 года , который внес поправки в Закон о чистом воздухе , установив первый национальный стандарт на возобновляемое топливо. Конгресс США дал агентству охраны окружающей среды США (EPA) ответственность за координацию с Департаментом энергетики США , в Министерстве сельского хозяйства США , а также заинтересованных сторон для разработки и реализации этой новой программы. [10]

Стандарт возобновляемого топлива предусматривает использование 7,5 миллиардов галлонов США (28 × 10 6  м 3 ) биотоплива ежегодно к 2012 году, что расширит рынок биотоплива. [11]^

Агентство по охране окружающей среды объявило, что Стандарт возобновляемого топлива 2009 г. потребует от большинства нефтепереработчиков, импортеров и производителей бензина, не содержащих кислородсодержащих соединений, заменить 10,21% своего бензина возобновляемыми видами топлива, такими как этанол. Это требование направлено на обеспечение того, чтобы в 2009 году было продано не менее 11,1 миллиарда галлонов США (42 × 10 6  м 3 ) возобновляемого топлива в соответствии с целями, установленными Законом об энергетической независимости и безопасности 2007 года (EISA). В то время как требования RFS увеличиваются примерно на 23% - с 9 миллиардов галлонов США (34 × 10 6  м 3 ) в 2008 году до 11,1 млрд галлонов США (42 × 10 6  м 3).^^^) в 2009 г. - процентное требование увеличивается почти на треть, с 7,76% в 2008 г. до 10,21% в 2009 г. [12]

EPA определяет, что топливные смесители соответствуют требованиям к возобновляемому топливу, проверяя идентификационные номера возобновляемых источников энергии, которые они представляют агентству.

RFS 2009 также наталкивается на так называемую « стену смешения ». Чтобы решить проблему стенки смеси, Министерство энергетики и другие изучают возможность использования смесей среднего класса, таких как E15 и E20 , для использования в стандартных автомобилях, работающих на бензине. Если позволить всем бензиновым смесям содержать до 20% этанола, потенциальный рынок этанола удвоится. [12]

Стандарт возобновляемого топлива (RFS2) [ править ]

В мае 2009 года Агентство по охране окружающей среды опубликовало предлагаемые изменения к программе национальных стандартов по возобновляемым источникам топлива. Эти изменения касались изменений в программе стандартов возобновляемого топлива в соответствии с требованиями EISA. Пересмотренные законодательные требования устанавливают новые стандарты удельного объема целлюлозного биотоплива , дизельного топлива на основе биомассы , усовершенствованного биотоплива и общего возобновляемого топлива, которое должно использоваться в качестве топлива для транспортных средств каждый год. Пересмотренные законодательные требования также включают новые определения и критерии как для возобновляемых видов топлива, так и для сырья, используемого для их производства, включая новые пороговые значения выбросов парниковых газов (ПГ) для возобновляемых видов топлива. Нормативные требования для RFS будут применяться к отечественным и зарубежным производителям и импортерам возобновляемого топлива.

Из этих модификаций несколько примечательны. Во-первых, норматив объема по RFS2 был увеличен с 2008 года с 5,4 до 9,0 миллиардов галлонов США (20 000 000 до 34 000 000 м 3 ). После этого требуемый объем продолжает увеличиваться в соответствии с RFS2, в конечном итоге достигнув 36 миллиардов галлонов США (140 × 10 6  м 3 ) к 2022 году [10].^

Стандарты объема [ править ]

Требования к объему возобновляемого топлива для RFS2 [13]
ГодДизель на основе биомассыЦеллюлозное биотопливоTotal Advanced BiofuelВсего возобновляемого топлива
млрд галлонов СШАмиллион кубометровмлрд галлонов СШАмиллион кубометровмлрд галлонов СШАмиллион кубометровмлрд галлонов СШАмиллион кубометров
2009 г.0,51.9--0,62.311.142
2010 г.0,652,50,10,380,953,612,9549,0
2011 г.0,83.00,250,951,355.113,9552,8
2012 г.1.03.80,51.92.07,615,258
20131.03.81.03.82,7510,416,5562,6
2014 г.1.03.81,756,63,7514,218,1568,7
2015 г.1.03.83.0115.521 год20,578
2016 г.1.03.84,2516.17,2527,422,2584,2
2017 г.1.03.85.521 год9.03424,091
2018 г.1.03.85.521 год9.03424,091
2019 г.1.03.88,53213,04928,0106
2020 г.1.03.810,54015.05730,0114
2021 г.1.03.813,55118,06833,0125
2022 год1.03.816.06121,07936,0136

Пороги снижения выбросов парниковых газов [ править ]

EISA установила новые категории возобновляемого топлива и квалификационные требования, включая установление первых обязательных пороговых значений сокращения выбросов парниковых газов для различных категорий топлива. Для каждого пути использования возобновляемых источников топлива выбросы парниковых газов оцениваются на протяжении полного жизненного цикла , включая производство и транспортировку сырья; изменение землепользования; производство, распределение и смешивание возобновляемого топлива; и прекращение использования возобновляемого топлива. Затем выбросы парниковых газов сравниваются с выбросами в течение жизненного цикла базового нефтяного топлива 2005 года (базовый год, установленного EISA как 2005 год), замещенного возобновляемым топливом, таким как бензин или дизельное топливо.. Пороги снижения выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла, установленные EISA, варьируются от 20 до 60 процентов в зависимости от категории возобновляемого топлива.

Пороговые значения ПГ для жизненного цикла, указанные в EISA (процентное снижение по сравнению с базовым уровнем 2005 г.) [10]
RIN-КОД D6Обычное биотопливо20%
RIN-КОД D5Современное биотопливо50%
RIN-КОД D4Дизельное топливо на основе биомассы50%
RIN-КОД D3Целлюлозное биотопливо60%
RIN-КОД D7Целлюлозное дизельное топливо60%

Возобновляемые виды топлива [ править ]

Топливо этанол [ править ]

Основная статья: Этанол топливо в Соединенных Штатах

Спрос на топливный этанол в Соединенных Штатах был стимулирован открытием в конце 1990-х годов, что метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) , кислородсодержащая добавка в бензин, загрязняет грунтовые воды. [2] [3] Из-за рисков широко распространенных и дорогостоящих судебных разбирательств, а также из-за того, что к 2006 году использование МТБЭ в бензине было запрещено почти в 20 штатах, замена МТБЭ открыла новый рынок для топлива на основе этанола. [2] Это изменение спроса на этанол в качестве кислородсодержащей добавки произошло в то время, когда цены на нефть уже значительно росли. [1] [14] Этот сдвиг также способствовал расширению использования бензина E10.и к резкому увеличению производства и продаж автомобилей E85 flex с 2002 года [15].

 США (1)
Штаты с обязательным использованием
смеси E10 [16]
Айова
E10
Миссури
E10
Гавайи
E10
Монтана
E10
Канзас
E10
Орегон
E10
Луизиана
E10
Вашингтон
E10
Миннесота
E10

Смеси с низким содержанием этанола [ править ]

Смотрите также: Общие топливные смеси этанола

Большинство автомобилей сегодня на дорогах США могут работать на смесях с содержанием этанола до 10% ( E10 ), а производители автомобилей уже производят автомобили, предназначенные для работы на смесях с более высоким содержанием этанола. Хотя E10 является обязательным только в 10 штатах, смеси этанола в США доступны в других штатах в качестве необязательных или добавляются в меньших количествах в качестве замены MTBE (используется для оксигенации бензина) без какой-либо маркировки, в результате чего смеси E присутствуют в двух третях поставки газа в США. [17]

Транспортные средства с гибким топливом [ править ]

Смотрите также: E85 в Соединенных Штатах и автомобиль с гибким топливом

Ford , DaimlerChrysler и GM входят в число автомобильных компаний, которые продают легковые, грузовые и минивэны с « гибким топливом », которые могут использовать смеси бензина и этанола, от чистого бензина до этанола на 85% ( E85 ). К середине 2008 года на дорогах США было около семи миллионов автомобилей, совместимых с E85. [15] Однако опрос 2005 года показал, что 68% американских владельцев автомобилей с гибким топливом не знали, что у них есть гибкий E85. [2]Это связано с тем, что внешний вид гибких и негибких автомобилей выглядит совершенно одинаково; между ними нет разницы в цене продажи; недостаточная осведомленность потребителей о E85; а также решение американских автопроизводителей не наносить никакой внешней маркировки, чтобы покупатели знали, что они приобретают автомобиль E85. [2] [18] С 2006 года многие новые модели FFV в США имеют ярко-желтую крышку бензобака, чтобы напоминать водителям о возможностях E85, [19] [20] [21] [22], и GM также использует значки с текстом «Flexfuel / E85 Ethanol» для четкой маркировки автомобиля как E85 FFV. [23] [24]

Рекламный E85 Flexfuel Chevy Tahoe .

Основным ограничением, препятствующим продажам автомобилей E85 flex или заправке топливом E85, является ограниченная инфраструктура, доступная для продажи E85 населению, поскольку к октябрю 2008 года во всех США было всего 1802 бензозаправочных станции, продающих E85 населению [25]. с большой концентрацией станций E85 в штатах Кукурузного пояса , во главе с Миннесотой с 357 станциями, больше, чем в любом другом штате, за которым следует Иллинойс с 189, Висконсин с 118 и Миссури с 112. [25] [26] Всего семь штатов. не имеют E85, доступного для общественности, Аляска , Гавайи , Мэн ,Нью-Гэмпшир , Нью-Джерси , Род-Айленд и Вермонт . [25] Основным ограничением для более быстрого расширения доступности E85 является то, что для этого требуются специальные резервуары для хранения на заправочных станциях [2], ориентировочная стоимость которых составляет 60 000 долларов США за каждый специальный резервуар для этанола. [27]

Chrysler, General Motors и Ford пообещали производить 50 процентов всей своей линейки автомобилей в качестве гибкого топлива в 2012 модельном году, если будет развита инфраструктура для заправки топливом. [19] [28] [29] Что касается энергетической политики, избранный президент Барак Обама в ходе своей предвыборной кампании пообещал значительно сократить потребление нефти, с мерами, которые, среди прочего, включают обязательное обеспечение всех новых транспортных средств до конца 2013 года. [ 30]

Биодизель [ править ]

Основная статья: Биодизель в Соединенных Штатах

GreenHunter Energy, Inc. начала коммерческую деятельность на своем заводе по переработке биодизеля в Хьюстоне, штат Техас , который может производить 105 миллионов галлонов США в год (400 × 10 3  м 3 / год) биодизеля. [ необходима цитата ] Эта производственная мощность делает его крупнейшим заводом по переработке биодизеля в Соединенных Штатах, едва превосходящим завод по переработке биодизеля в 100 миллионов галлонов США в год (380 × 10 3  м 3 / год), построенный Imperium Renewables в Вашингтоне .^^

Для сравнения: общая производственная мощность биодизеля в США достигла 2240 миллионов галлонов США в год (8,5 × 10 6  м 3 / год) в 2007 году, хотя из-за плохих рыночных условий производство в 2007 году составило около 450 миллионов галлонов США (1,7 × 10 6  м 3). ), по данным Национального совета по биодизелю (NBB). [31]^^

В 2006 году компания Fuel Bio открыла крупнейший завод по производству биодизеля на восточном побережье США в Элизабет , штат Нью-Джерси . Завод Fuel Bio способен производить 50 миллионов галлонов США (190 × 10 3  м 3 ) биодизеля в год. [32]^

Топливо метанол [ править ]

Основная статья: Метанольное топливо
Ford Taurus 1996 года был первым автомобилем с гибким топливом, выпущенным с версиями, способными работать либо на этаноле (E85), либо на метаноле (M85), смешанном с бензином.

Метанол впервые был произведен путем пиролиза древесины, что привело к его общепринятому английскому названию древесного спирта . В настоящее время метанол обычно производится с использованием в качестве сырья метана (основного компонента природного газа ). Он также может быть получен пиролизом многих органических материалов или синтезом Фишера-Тропша из синтетического газа , так называемого биометанола. Производство метанола из синтез-газа с использованием жидкой биомассыможет предложить производство метанола из биомассы с эффективностью до 75%. Широко распространенное производство по этому маршруту имеет постулируемый потенциал (см. Ссылку Олах выше) для предложения метанольного топлива по низкой цене и с пользой для окружающей среды. Однако эти методы производства не подходят для мелкосерийного производства .

Успешные программы испытаний в Европе и США, в основном в Калифорнии , были проведены с автомобилями с гибким топливом на метаноле , известными как автомобили с гибким топливом M85 . [33] [34] Ford начал разработку автомобиля с гибким топливом в 1982 году, и в период с 1985 по 1992 год было построено и доставлено в Калифорнию и Канаду 705 экспериментальных FFV, включая 1,6 -литровый Ford Escort , 3,0-литровый Taurus и 5.0L LTD Краун Виктория. Эти автомобили могли работать на бензине или метаноле только с одной топливной системой. Был принят закон, поощряющий автомобильную промышленность США начать производство, которое началось в 1993 году для автомобилей Ford FFV M85. В 1996 году был разработан новый FFV Ford Taurus с моделями, полностью способными работать на метаноле или этаноле, смешанном с бензином. [33] [35] Эта этаноловая версия Taurus стала первым серийным автомобилем E85 FFV. [36] Активность программ производства FFV на американских автомобильных компаниях продолжалась, хотя к концу 1990-х годов акцент сместился на версию E85, как и сегодня. [33]Этанол был предпочтительнее метанола, потому что он пользуется большой поддержкой со стороны фермерского сообщества, а также благодаря правительственным программам стимулирования и субсидиям на этанол на основе кукурузы. [37]

В 2005 году губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер прекратил использование метанола после 25 лет и 200 миллионов миль успешной работы, чтобы присоединиться к расширяющемуся использованию этанола, вызванному производителями кукурузы. Несмотря на это, он с оптимизмом смотрел на будущее программы, заявляя, что «она вернется». Этанол в настоящее время (по состоянию на 2009 год) оценивается от 2 до 3 долларов за галлон, в то время как метанол, полученный из природного газа, остается на уровне 47 центов за галлон. В настоящее время в Калифорнии действует более 60 заправочных станций, заправляющих метанол своими насосами. [ необходима цитата ]

Бутанольное топливо [ править ]

Группа инженеров-химиков из Университета Арканзаса разработала метод преобразования обычных водорослей в бутанол , который можно использовать в качестве топлива в существующих бензиновых двигателях внутреннего сгорания. Водоросли растут в желобах, имеющих "канал", и рост водорослей ускоряется за счет доставки высоких концентраций диоксида углерода через мембраны из полых волокон. [38]

Были подняты вопросы о количестве энергии, необходимой для производства топливного этанола, по сравнению с количеством энергии, которое он выделяет при сгорании. В зависимости от того, кого вы спросите, вы можете получить другой ответ на вопрос, производит ли этанол из кукурузы больше энергии, чем потребляет. [39]

Поэтому такие компании, как BP и DuPont , присматриваются к новому поколению биотоплива, в частности исследуя бутанол. [40]

Конкретные преимущества использования бутанола по сравнению с этанолом включают более высокое энергосодержание на кг, возможность смешивания в более высоких концентрациях без дополнительной адаптации транспортных средств и возможность использования существующей инфраструктуры хранения / транспортировки. [41]

Однако использование кукурузы в качестве сырья для производства этанола или бутанола кажется невозможным без значительных технологических улучшений в отношении урожайности. В настоящее время на бушель кукурузы (373 л / т) можно производить около 2,5 галлона (9,5 л) бутанола. [42] Между тем, около 2,75 галлона США (10,4 л) этанола может быть произведено на бушель кукурузы (410 л / т). [43] Наше текущее производство этанола составляет около 5 миллиардов галлонов США в год (19 × 10 6  м 3 / год), но для этого требуется 20% урожая кукурузы в США и только 1% использования нефти. [39] Достижение 36 миллиардов галлонов США (140 × 10 6  м 3^^) мандат на биотопливо к 2022 году был бы сложной задачей, если бы использовалось только кукурузное зерно. [44]

Возобновляемый природный газ (ГСЧ) [ править ]

Многие материалы из целлюлозной биомассы производят метан естественным образом. Метан - основной компонент природного газа. Встречающийся в природе метан часто считается источником загрязнения от свалок, молочных ферм и источников человеческих отходов. EPA регулярно издает правила по сокращению выбросов метана со свалок [45] и других источников.

Естественные выбросы метана , обычно называемые свалочным газом или биогазом, недостаточно чисты, чтобы их можно было напрямую вводить в систему национального газопровода США, но технология для этого была разработана. [46] Газ трубопроводного качества называется возобновляемым природным газом (RNG).

В июле 2014 года EPA вынесло постановление о том, что ГСЧ, произведенный на свалках, будет квалифицироваться как топливо, отвечающее требованиям D3 RIN согласно RFS2. [47] За один месяц выработка D3 RIN взлетела с 4000, зарегистрированных в июле, до 3,49 миллионов в августе 2014 года. Как видно из 4000 кредитов D3 RIN, выданных в июле 2014 года, промышленность не добилась значительного прогресса в разработке экономически жизнеспособных Топливо D3 до того, как EPA постановило, что ГСЧ со свалок будет квалифицироваться как топливо D3.

Производство D3 RIN продолжало расти, и 2 года спустя, в августе 2016 года, оно составило 15,6 миллиона EGE (галлонов в эквиваленте этанола). [48] В 2015 году более 98% кредитов D3 RIN были выданы для ГСЧ.

Американский совет по биогазу считает, что ежегодно из существующих в США потоков отходов может производиться 17,9 миллиарда галлонов дизельного топлива эквивалента ГСЧ. [49]

По состоянию [ править ]

Луизиана [ править ]

Исследователи из сельскохозяйственного центра Университета штата Луизиана из Института биотоплива и биотехнологии Луизианы изучают регулярное производство биомассы для экономически целесообразного преобразования в биотопливо и биоэнергетику с использованием существующей инфраструктуры нефтеперерабатывающих заводов. Этот проект, который называется LSU AgCenter Устойчивая биопродуктов инициатива, [50]включает команду университетов и отраслевых партнеров, которые изучают, как использовать энергетический тростник и сладкое сорго, чтобы помочь оживить сахарную и химическую промышленность Луизианы. Проект расширит сельскохозяйственный сектор южного региона США за счет использования сладкого сорго и энергетического тростника для производства бутанола, бензина, изопрена и побочных химических продуктов. Разработчики считают, что проект в конечном итоге внесет значительный вклад в повышение благосостояния сельских жителей и создание рабочих мест в южном регионе США. [51]

Мичиган [ править ]

Исследователь из Университета штата Мичиган Брюс Дейл говорит, что 30% энергии в США может быть получено к 2030 году. Выбросы парниковых газов сокращаются на 86% для целлюлозы по сравнению с сокращением кукурузы на 29%. В настоящее время в Грузии строится завод мощностью до 100 миллионов галлонов США (380 000 м 3 ) в год. [52]

Миннесота [ править ]

Губернатор Миннесоты Тим Поленти подписал 12 мая 2008 года законопроект, согласно которому все дизельное топливо, продаваемое в штате для использования в двигателях внутреннего сгорания, к 1 мая 2015 года должно содержать не менее 20% биодизеля . [53]

Орегон [ править ]

Губернатор Орегона Тед Кулонгоски подписал в июле 2007 года закон, согласно которому весь продаваемый в штате бензин должен быть смешан с 10% -ным биоэтанолом (смесь, известная как BE10), а все дизельное топливо, продаваемое в штате, должно быть смешано с 2% -ным биодизелем (смесь известный как BD2). [54] В настоящее время в Орегоне есть единственная в стране станция по производству биотоплива, которая может использоваться любым типом транспортных средств.

Проекты Министерства энергетики США [ править ]

Министерства энергетики США объявили [55] , что он выбрал шесть университеты под руководством передовых видов биотоплива проектов получать до $ 4,4 млн , при условии ежегодных ассигнований. Awardees- Georgia Tech Research Corporation , то Университет Джорджии , то Университет штата Мэн , Университет штата Монтана , Стивен технологический институт в Нью - Джерси, и Университет Толедо в Огайо- все получат финансирование для проведения исследований и разработок рентабельных, экологически чистых технологий преобразования биомассы для превращения непродовольственного сырья в передовое биотопливо. В сочетании с 20% долей в расходах университетов в эти проекты планируется инвестировать более 5,7 млн ​​долларов.

Большинство проектов будут связаны с микробиологией , в том числе проекты Университета Джорджии и Университета штата Монтана, которые ориентированы на производство масел из водорослей. Университет Джорджии изучит использование подстилки для домашней птицы для производства недорогих питательных веществ для водорослей, а штат Монтана в партнерстве с Университетом штата Юта будет исследовать содержание масла, рост и производство масла культур водорослей в открытых прудах. Применяя микробиологию к преобразованию биомассы, Университет штата Мэн будет изучать использование бактерий для создания биотоплива из регионального сырья, такого как ил морских водорослей и потоки отходов бумажной фабрики, в то время как Университет Толедо попытается использовать гранулы, содержащие ферменты, для эффективного преобразования целлюлозы. биомасса в этанол.

В отличие от этого, Технологическая корпорация Джорджии и Технологический институт Стивена изучают газификацию биомассы . Технологический институт Джорджии оценит два экспериментальных газификатора, работающих на лесных остатках , в то время как институт Стивена испытает новый микроканальный реактор, который газифицирует пиролизное масло , похожее на нефть масло, получаемое путем воздействия высоких температур на источники биомассы, такие как древесная щепа, в отсутствие кислорода. Газифицированная биомасса может использоваться в качестве газообразного топлива или пропускаться через катализатор для производства широкого спектра жидких топлив и химикатов.

Биотопливные компании [ править ]

К сожалению, затраты на производство этанола из целлюлозного сырья, такого как древесная щепа, по-прежнему примерно на 70% выше, чем из кукурузы, из-за дополнительной стадии производственного процесса по сравнению с производством этанола из кукурузы. До недавнего времени идея извлечения этанола из сельскохозяйственных отходов и других источников почти не воплощалась в жизнь в укромных уголках университетских городков и федеральных лабораторий из-за производственных проблем, а также необходимости собрать вместе обширную команду специалистов. Подумайте: найти в кишечном тракте коровы или в навозе слона бактерию, которая содержит правильный фермент, разрушающий целлюлозу, а затем привлечь генетиков.чтобы модифицировать этот фермент, этот обескураживающий подвиг не вырастал за пределы своего эмбрионального состояния. Теперь все меняется, когда примерно тридцать компаний пытаются совершить этот алхимический подвиг и в процессе работают напрямую или координируют свои действия с: экологическими группами, биотехнологическими фирмами, некоторыми крупными нефтяными компаниями, химическими гигантами, автопроизводителями, ястребами в сфере обороны, и венчурные капиталисты. Победителем станет тот, кто сможет производить целлюлозный этанол в массовых количествах за минимально возможные деньги за галлон.

С большинством таких биотопливных компаний ( Iogen Corporation, SunOpta Биопроцессами Group «s, Genencor , Novozymes , [56] Диадические International, Inc. (DYAI) , Канзас - Сити - Альтернативные источники энергии , Inc. [NASDAQ: AENS], Flex Fuels USA, базирующаяся в Хантсвилле, Алабама (в настоящее время принадлежит компании «Альтернативные источники энергии») [57] или BRI Energy , LLC, [58] Abengoa Bioenergy ) [59] Соединенные Штаты, расположенные в Северной Америке, занимают уникальное положение, занимая лидирующие позиции в разработке, производстве и продаже нового источника энергии.

Особого упоминания заслуживает компания Archer-Daniels-Midland (ADM), которая уже вложила значительные средства в строительство около 100 заводов по производству этанола из кукурузы, известных как биоперерабатывающие заводы, и производит около одной пятой поставок этанола в стране. . Это произошло из-за сезонного избытка производственных мощностей на заводах по производству кукурузного сиропа, когда излишки были доступны для производства этанола. Более того, ADM имеет уникальную возможность утилизировать неиспользованные части урожая кукурузы и преобразовать ранее выброшенные отходы в жизнеспособный продукт. [60] Корпус, окружающий кукурузу, содержит волокна, выращенные в Декейтере, Иллинойс, производящие этанол микроорганизмы зерноперерабатывающего гиганта использовать не могут. Если вы выясните, как преобразовать волокно в больше сахара, это может увеличить производительность существующего завода по производству этанола из кукурузы на 15%. Следовательно, ADM не пришлось бы выяснять, как собрать новый источник биомассы, а просто использовать существующую инфраструктуру для сбора кукурузы, что привело бы к преимуществу над ее конкурентами. Руководители ADM хотят, чтобы государство помогло построить завод стоимостью от 50 до 100 миллионов долларов. Будучи преуспевающим в своем стремлении к успеху, ADM недавно наняла главу по переработке нефти в Chevron Патрицию А. Верц, чтобы преобразовать ADM в Exxon-Mobil в индустрии этанола. [61]Если ADM добьется успеха, она выйдет за пределы индустрии этанола, чтобы конкурировать с более крупной мировой энергетической отраслью. По сути, старая парадигма переработки барреля сырой нефти в бензин будет заменена переработкой бушеля кукурузы в этанол.

Между тем, DuPont , химический гигант, пытается выяснить, как построить биоочистительный завод, работающий на кукурузной соломе - стеблях и листьях, которые остаются на поле после сбора урожая. Цель компании - производить этанол из целлюлозы так же дешево, как из зерен кукурузы к 2009 году. Если это сработает, технология может удвоить количество этанола, производимого кукурузным полем.

Diversa Corporation, биотехнологическая компания, базирующаяся в Сан-Диего , изучила, как биомасса превращается в энергию в естественной среде. Они обнаружили, что ферменты, присущие бактериям и простейшим , обитающим в пищеварительном тракте домашних термитов, эффективно превращают 95% целлюлозы в ферментируемые сахара. Использование проприетарной экстракции и клонирования ДНКтехнологий, они смогли выделить ферменты, разрушающие целлюлозу. Воссоздав этот естественный процесс, компания создала коктейль из высокоэффективных ферментов для промышленного производства этанола. Хотя эта работа все еще находится на начальной стадии, первые результаты обнадеживают. В настоящее время эти дорогие ферменты стоят около 25 центов за галлон этанола, хотя в ближайшие годы эта цена, скорее всего, снизится вдвое.

Строительство первого коммерческого завода в США по производству целлюлозного этанола начнется в штате Айова в феврале 2007 года. Завод по производству этанола Voyager в Эмметсбурге , принадлежащий компании POET, LLC , будет переоборудован из производства с производительностью 50 миллионов галлонов США в год. (190 × 10 3  м 3 / год) обычная мельница для сухой переработки кукурузы в промышленный завод по биопереработке с производительностью 125 миллионов галлонов США в год (470 × 10 3  м 3 / год), производящий этанол не только из кукурузы, но и стебель, листья и початки кукурузы.^^

Большинство заводов по производству этанола используют природный газ для питания своего технологического оборудования. Технологический процесс, который будет использоваться на заводе в Эмметсбурге, позволит предприятию производить на 11% больше этанола по весу кукурузы и на 27% больше по площади кукурузы. Этот процесс сокращает потребность электростанции в ископаемом топливе на 83% за счет использования некоторых собственных побочных продуктов для выработки электроэнергии. Строительство завода стоимостью 200 миллионов долларов планируется начать в феврале, и на его завершение уйдет около 30 месяцев. Завершение проекта зависит от частичного финансирования из гранта USDOE, что вполне вероятно, поскольку правительство США рассматривает проект в области возобновляемых источников энергии как полномасштабную проблему национальной безопасности.

Компания Green Plains Renewable Energy утверждает, что является четвертым по величине производителем этанола в Северной Америке (по состоянию на февраль 2012 года). [62]

См. Также [ править ]

  • Биобутанол
  • Биопереработка
  • Энергетическая политика США
  • Топливо этанол в США
  • E85 в США
  • Выбросы парниковых газов в США
  • Коммерциализация возобновляемой энергии в США
  • Биотопливо по регионам
  • Список тем по возобновляемым источникам энергии по странам
  • Стандарт возобновляемого топлива
  • Woodgas
  • Возобновляемая энергия в США
  • Ветроэнергетика в США
  • Солнечная энергия в США
  • Геотермальная энергия в США
  • Гидроэнергетика в США
  • Возобновляемая энергия по странам

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «Мировое производство этанола» . Ассоциация возобновляемых источников топлива. Архивировано из оригинала 8 апреля 2008 года . Проверено 29 мая 2019 .
  2. ^ a b c d e f g Goettemoeller, Джеффри; Адриан Геттемюллер (2007). Устойчивый этанол: биотопливо, биоперерабатывающие заводы, целлюлозная биомасса, автомобили с гибким топливом и устойчивое сельское хозяйство для энергетической независимости . Прейри Оук Паблишинг, Мэривилл, Миссури. С. 56–61. ISBN 978-0-9786293-0-4.
  3. ^ a b «Устранение МТБЭ в бензине в 2006 году» (PDF) . Управление экологической информации. 2006-02-22. Архивировано из оригинального (PDF) 22 августа 2008 года . Проверено 10 августа 2008 .
  4. ^ «Древесный газ, используемый в качестве альтернативной энергии для топлива автомобилей и грузовиков» . Woodgas.net . Проверено 15 июля 2010 .
  5. ^ "Повальное увлечение кукурузой", The Economist , 12 мая 2007 г., стр. 33-34
  6. ^ Институт Worldwatch и Центр американского прогресса (2006). Энергия Америки: возобновляемый путь к энергетической безопасности
  7. ^ «Прямые федеральные финансовые интервенции и субсидии в энергетике в 2010 финансовом году» . Управление энергетической информации . 1 августа 2011 . Проверено 29 апреля 2012 года .
  8. ^ «NASS - Карты и карты - Полевые культуры» . Nass.usda.gov. 2005-12-05. Архивировано из оригинала на 2006-09-24 . Проверено 22 февраля 2014 .
  9. ^ «Продукт США, поставляемый для сырой нефти и нефтепродуктов» . Eia.gov . Проверено 22 февраля 2014 .
  10. ^ a b c "Архивная копия" . Архивировано 21 июля 2009 года . Проверено 2 июня 2009 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  11. ^ « Американская энергия: возобновляемый путь к энергетической безопасности » (PDF) . Институт Worldwatch и Центр американского прогресса . 2006 . Проверено 22 февраля 2014 .
  12. ^ a b «Новости EERE: EPA устанавливает потребность в возобновляемом топливе на уровне 10,21% на 2009 год» . Apps1.eere.energy.gov. 2008-11-19 . Проверено 15 июля 2010 .
  13. ^ «Новые стандарты удельного объема для целлюлозного биотоплива, дизельного топлива на основе биомассы, современного биотоплива и общего количества возобновляемого топлива по годам» (PDF) . Epa.gov. Архивировано из оригинального (PDF) 25 августа 2014 года . Проверено 22 февраля 2014 .
  14. ^ «Изменение климата: перспективы индустрии этанола 2008» (PDF) . Ассоциация возобновляемых источников топлива. Архивировано из оригинального (PDF) 28 мая 2008 года . Проверено 10 мая 2008 . Источник: FO Licht
  15. ^ a b Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии USDoE (2007-09-17). "Данные, анализ и тенденции: использование легковых автомобилей E85 FFV (1998-2008 гг.)" . Центр данных по альтернативным видам топлива и современным автомобилям . Проверено 28 августа 2008 . Динамика общего количества используемых FFV с 1998 по 2008 гг., Основанная на темпах производства FFV и ожидаемом сроке службы (файл Excel)
  16. ^ «Государственное законодательство» . Ethanol.org. Архивировано из оригинала на 2008-09-08 . Проверено 29 мая 2019 .
  17. ^ Кейт Гэлбрейт (2008-07-26). «В мире газовых двигателей этанол вызывает жалобы» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 24 октября 2008 .
  18. ^ Инсли, Джей; Брэкен Хендрикс (2007). Огонь Аполлона . Island Press, Washington, DC стр.  153 -155, 160-161. ISBN 978-1-59726-175-3. См. Главу 6. Доморощенная энергия.
  19. ^ а б Кен Томас (2007-05-07). « „ Flex-топливо“автомобили рекламировали» . USA Today . Проверено 15 сентября 2008 .
  20. ^ Кристин Гейбл и Скотт Гейбл. «Желтая крышка бензобака Е85» . About.com: Гибридные автомобили и альтернативное топливо. Архивировано из оригинала на 2008-10-05 . Проверено 18 сентября 2008 .
  21. ^ Джон Нефф (2006-10-06). «Еще новости о газовых крышках: Chrysler желтеет для E85» . Автоблог . Проверено 8 октября 2008 .
  22. ^ Сэм Абуэлсамид (2007-03-28). «AFVI: Ford подтверждает, что все полицейские перехватчики 2008 года будут гибкими» . AutobogGreen . Проверено 8 октября 2008 .
  23. ^ Кристин Гейбл и Скотт Гейбл. «Тест-драйв грузовика на гибком топливе Chevrolet Silverado 1500 4WD LT2 2008 года» . About.com: Гибридные автомобили и альтернативное топливо . Проверено 3 октября 2008 .
  24. ^ Кристин Гейбл и Скотт Гейбл. "Тест-драйв Chevrolet Suburban 4WD 1500 LT 2007 года" . About.com: Гибридные автомобили и альтернативное топливо . Проверено 3 октября 2008 .
  25. ^ a b c Мишель Каутц (13.10.2008). «Станции E85 превышают 1800» . Национальная коалиция транспортных средств на этаноле. Архивировано из оригинала на 2008-10-23 . Проверено 22 октября 2008 .
  26. ^ NEVC. «Поиск места заправки E85» . Национальная коалиция транспортных средств на этаноле. Архивировано из оригинала на 2008-10-22 . Проверено 22 октября 2008 .Количество станций в ведущих штатах дополнено поиском по «Архивной копии» . Архивировано из оригинала на 2008-12-07 . Проверено 20 ноября 2008 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  27. ↑ Глен Хесс (17 сентября 2007). "Возобновляемое топливо сталкивается с ухабистой дорогой" . Новости химии и техники . Проверено 19 августа 2008 . стр. 28-30
  28. ^ "Письмо Нэнси Пелоси, спикеру Палаты представителей Соединенных Штатов" . e85fuel. 2008-09-09. Архивировано из оригинала на 2011-07-10 . Проверено 9 октября 2008 .
  29. ^ «GM выпустит 18 автомобилей с гибким топливом, включая модели Hummer, Chevrolet и Caddy» . Live Wire Edition. 22 августа 2008 г. Архивировано из оригинала на 2008-09-29 . Проверено 9 октября 2008 .
  30. ^ «Барак Обама и Джо Байден: Новая энергия для Америки» (PDF) . Сайт кампании Барака Обамы. 2008-08-03. Архивировано из оригинального (PDF) 17 октября 2008 года . Проверено 5 ноября 2008 .
  31. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано 14 января 2009 года . Проверено 5 июня 2008 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  32. ^ "Это чистый, зеленый и от боба" (PDF) . Нью-Джерси, Star Ledger. Архивировано из оригинального (PDF) 10 января 2016 года . Проверено 22 февраля 2014 .
  33. ^ a b c Роберта Дж. Николс (2003). «История метанола: устойчивое топливо для будущего» (PDF) . Институт метанола. Архивировано из оригинального (PDF) 11 декабря 2008 года . Проверено 30 августа 2008 . Также опубликовано в Journal of Scientific & Industrial Research Vol. 62, январь – февраль 2003 г., стр. 97-105.
  34. ^ Райан, Лиза; Тертон, Хэл (2007). Устойчивый автомобильный транспорт . Эдвард Элгар Паблишинг Лтд., Англия. С. 40–41. ISBN 978-1-84720-451-6.
  35. ^ Редакторы журнала Green Car (1994). «Автомобили на алкоголе, часть 9: этанол на основе кукурузы в США» . Зеленая машина. Архивировано из оригинала на 2008-10-11 . Проверено 31 августа 2008 .
  36. ↑ Пол Девер (январь 1996 г.). «Альтернативное топливо Ford Taurus» . Авто канал . Проверено 14 августа 2008 . Первоисточник: Пресс-релиз Североамериканского международного автосалона 1996 г.
  37. ^ Редакторы журнала Green Car (1995). «Автомобили на алкоголе, часть 13: GM поддерживает FlexFuel» . Зеленая машина. Архивировано из оригинала на 2008-10-13 . Проверено 31 августа 2008 .
  38. ^ «Водоросли превращаются в бутанол; топливо можно использовать в автомобилях» . ScienceDaily . Проверено 22 февраля 2014 .
  39. ^ a b "Новости химии и инженерии - Заглавная статья: Точка / контрапункт - Стоимость биотоплива" . Pubs.acs.org . Проверено 15 июля 2010 .
  40. ^ [1] Архивировано 23 мая 2008 г., в Wayback Machine.
  41. ^ "Информационный бюллетень BP-DuPont о биотопливе" (PDF) . BP Global . 2012-02-29. Архивировано из оригинального (PDF) 29 февраля 2012 года . Проверено 21 октября 2018 .
  42. ^ "Бутанол: альтернатива энергии?" (PDF) . Ethanol.org. Архивировано из оригинального (PDF) 24 сентября 2013 года . Проверено 22 февраля 2014 .
  43. ^ «Кукуруза Иллинойса» . Ilcorn.org. Архивировано из оригинала на 2010-10-08 . Проверено 15 июля 2010 .
  44. ^ «США не выполнят свой собственный мандат на биотопливо: Greentech Media» . Greentechmedia.com. 2008-12-17 . Проверено 15 июля 2010 .
  45. ^ «EPA выпускает окончательные меры по сокращению выбросов метана с полигонов твердых бытовых отходов» . Пресс-релизы Агентства по охране окружающей среды США - Агентство по охране окружающей среды США . 2017-10-23. Архивировано из оригинала на 2017-10-23 . Проверено 21 октября 2018 .
  46. ^ «Центр данных по альтернативным видам топлива: производство возобновляемого природного газа (биометана)» . www.afdc.energy.gov .
  47. ^ «Последние новости и данные о производстве этанола» . Журнал производителей этанола .
  48. ^ «Стандартные данные по возобновляемым видам топлива на 2016 год - Регистрация топлива, отчетность и помощь в соответствии» . Агентство по охране окружающей среды США . 2017-07-02. Архивировано из оригинала на 2017-07-02 . Проверено 21 октября 2018 .
  49. ^ Energy Vision и CALSTART (2012). «ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ (ГСЧ), решение серьезной транспортной проблемы, чистая, безопасная, коммерчески жизнеспособная замена дизельного топлива сегодня. Факты и тематические исследования» (PDF) . Американский совет по биогазу . Архивировано из оригинального (PDF) на 2016-10-12.
  50. ^ «SUBI - Инициатива по устойчивым биопродуктам» . Lsuagcenter.com. 2014-02-04 . Проверено 22 февраля 2014 .
  51. ^ AgCenter, LSU. «СУБИ» . Архивировано из оригинала на 2014-02-26.
  52. ^ [2] [ мертвая ссылка ]
  53. ^ «EERE News: Миннесота потребует 20% биодизельных смесей к 2015 году, с оговорками» . Eere.energy.gov . Проверено 15 июля 2010 .
  54. ^ «Относительно топлива; создание новых положений; изменение ORS 215» . Leg.state.or.us. Архивировано из оригинала на 2009-12-14 . Проверено 15 июля 2010 .
  55. ^ «Министерство энергетики инвестирует до 4,4 миллиона долларов в шесть инновационных проектов по производству биотоплива в университетах США» . Министерство энергетики США . 2009-07-31. Архивировано из оригинала на 2009-07-31 . Проверено 21 октября 2018 .
  56. ^ "является мировым лидером в области биоинноваций" . Новозаймы . Проверено 15 июля 2010 .
  57. ^ «Альтернативная энергия соглашается купить компанию Алабамы - Бизнес-журнал Канзас-Сити» . Bizjournals.com. 2006-08-11 . Проверено 15 июля 2010 .
  58. ^ Устойчивые энергетические ресурсы. «Чистые технологии для возобновляемых источников энергии» . BRI Energy . Проверено 15 июля 2010 .
  59. ^ "Abengoa Bioenergy" . Abengoa Bioenergy . Проверено 15 июля 2010 .
  60. ^ "Ставка на этанол, с конверсией у руля"; New York Times , 8 октября 2006 г., стр. 9.
  61. ^ "Ставка на этанол, с конверсией у руля"; New York Times , 8 октября 2006 г., стр.1.
  62. ^ "Компания по производству этанола из Небраски приобретает завод в Минне" . Чикаго Трибьюн . 18 февраля 2011 года в архив с оригинала на 28 июля 2012 года . Проверено 15 февраля 2012 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Сколько биотоплива потребляют Соединенные Штаты?
  • Локатор альтернативных заправочных станций ( EERE ).
  • Этиловый спирт
  • Возобновляемое дизельное топливо
  • Целлюлозное биотопливо
  • Презентации по биотопливу, спонсируемые Центром глобальных исследований Университета Иллинойса в Урбана-Кампания
  • Согласование продовольственной безопасности и биоэнергетики: приоритеты действий , журнал Global Change Biology Bioenergy, июнь 2016 г.