Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Целлюлозный этанол - это этанол (этиловый спирт), произведенный из целлюлозы (волокнистые волокна растения), а не из семян или плодов растений . Это биотопливо, производимое из трав , древесины , водорослей или других растений. Волокнистые части растений в основном несъедобны для животных, в том числе для человека, за исключением жвачных (пасущихся, жвачных животных, таких как коровы или овцы) и животных, которые зависят от ферментации задней кишки (например, лошади, кролики и носороги).

Интерес к целлюлозному этанолу обусловлен его потенциальной экономической ценностью. Выращивание целлюлозы растениями - это механизм, который улавливает и сохраняет солнечную энергию химически нетоксичным образом, в результате чего легко транспортировать и хранить. Кроме того, в любом случае транспорт может оказаться ненужным, потому что травы или деревья могут расти практически в любом месте с умеренным климатом. Вот почему коммерчески практичный целлюлозный этанол может стать следующим этапом развития индустрии биотоплива, который может снизить спрос на бурение нефтяных и газовых скважин способами, которые невозможно осуществить одним только топливом на основе зернового этанола . Существует потенциал для многих преимуществ углеродсодержащего жидкого топлива и нефтехимических продуктов (которые сегодняуровень жизни зависит от), но со сбалансированным и возобновляемым углеродным циклом (переработка поверхностного и атмосферного углерода вместо того, чтобы закачивать в него подземный углерод и тем самым добавлять к нему). Практичный с коммерческой точки зрения целлюлозный спирт может также избежать одной из проблем сегодняшнего обычного биотоплива (на основе зерна), заключающегося в том, что они создают конкуренцию за зерно с пищевыми целями, потенциально повышая цены на продукты питания. Производство целлюлозного спирта в настоящее время нерентабельно и не практикуется в промышленных масштабах.

Обзор [ править ]

Целлюлозный этанол - это тип биотоплива, производимого из лигноцеллюлозы , структурного материала, который составляет большую часть массы растений. Лигноцеллюлоза состоит в основном из целлюлозы , гемицеллюлозы и лигнина . Кукурузная солома , Panicum virgatum (просо), травы мискантуса , древесная щепа и побочные продукты ухода за газонами и деревьями являются одними из наиболее популярных целлюлозных материалов для этанола.производство. Производство этанола из лигноцеллюлозы имеет преимущество обилия и разнообразия сырья по сравнению с такими источниками, как кукурузный и тростниковый сахар, но требует большей обработки, чтобы сделать мономеры сахара доступными для микроорганизмов, обычно используемых для производства этанола путем ферментации. [ необходима цитата ]

Просо и мискантус являются основными материалами биомассы, изучаемыми сегодня, из-за их высокой урожайности на акр. Однако целлюлоза содержится почти в каждом естественном, свободнорастущем растении, дереве и кустарнике, на лугах, лесах и полях по всему миру без сельскохозяйственных усилий или затрат, необходимых для ее роста. [ необходима цитата ]

Одно из преимуществ целлюлозного этанола заключается в том, что он снижает выбросы парниковых газов (ПГ) на 85% по сравнению с реформулированным бензином. [1] Напротив, крахмальный этанол (например, из кукурузы), который наиболее часто использует природный газ для обеспечения энергии для процесса, может вообще не снижать выбросы парниковых газов в зависимости от того, как производится сырье на основе крахмала. [2] По данным Национальной академии наук в 2011 году, не существует коммерчески жизнеспособных биоперерабатывающих заводов для преобразования лигноцеллюлозной биомассы в топливо. [3] Отсутствие производства целлюлозного этанола в количествах, требуемых постановлением, послужило основанием для решения Апелляционного суда США по округу Колумбия.решение, объявленное 25 января 2013 года, отменяет требование, наложенное на производителей топлива для легковых и грузовых автомобилей в США Агентством по охране окружающей среды, требующее добавления целлюлозного биотоплива в их продукцию. [4] Эти проблемы, наряду со многими другими сложными производственными проблемами, побудили исследователей из Университета Джорджа Вашингтона заявить, что «в краткосрочной перспективе [целлюлозный] этанол не сможет обеспечить энергетическую безопасность и экологические цели альтернативного бензина». [5]

История [ править ]

Французский химик Анри Браконно был первым, кто обнаружил, что целлюлозу можно гидролизовать до сахаров обработкой серной кислотой в 1819 году. [6] Затем гидролизованный сахар можно было переработать в этанол путем ферментации. Первое коммерческое производство этанола началось в Германии в 1898 году, где кислота использовалась для гидролиза целлюлозы. В Соединенных Штатах Standard Alcohol Company открыла первый завод по производству целлюлозного этанола в Южной Каролине в 1910 году. Позже был открыт второй завод в Луизиане. Однако оба завода были закрыты после Первой мировой войны по экономическим причинам. [7]

Первая попытка коммерциализации процесса получения этанола из древесины была предпринята в Германии в 1898 году. При этом использовалась разбавленная кислота для гидролиза целлюлозы до глюкозы, и удалось произвести 7,6 литра этанола на 100 кг древесных отходов (18 долларов США). галлон (68 л) ​​на тонну). Вскоре немцы разработали промышленный процесс, оптимизированный для урожайности около 50 галлонов США (190 л) на тонну биомассы. Этот процесс вскоре нашел свое применение в США, кульминацией которого стали два коммерческих завода, работающих на юго-востоке во время Первой мировой войны. Эти заводы использовали так называемый «американский процесс» - одностадийный гидролиз разбавленной серной кислоты. Хотя выход был вдвое ниже, чем в оригинальном немецком процессе (25 галлонов США (95 л) этанола на тонну против 50), производительность американского процесса была намного выше.Падение производства пиломатериалов вынудило предприятия закрыться вскоре после окончания Первой мировой войны. Между тем, небольшое, но стабильное исследование гидролиза разбавленной кислотой продолжалось вUSFS «s Forest Products Laboratory . [8] [9] [10] Во время Второй мировой войны США снова обратились к целлюлозному этанолу, на этот раз для преобразования в бутадиен для производства синтетического каучука. Компания Vulcan Copper and Supply Company получила контракт на строительство и эксплуатацию завода по переработке опилок в этанол. Завод был основан на модификациях оригинального немецкого процесса Scholler, разработанного Лабораторией лесных товаров. Этот завод достиг выхода этанола в размере 50 галлонов США (190 л) на тонну сухого вещества, но по-прежнему оставался нерентабельным и был закрыт после войны. [11]

С быстрым развитием ферментных технологий в последние два десятилетия процесс кислотного гидролиза постепенно был заменен ферментативным гидролизом. Химическая предварительная обработка сырья требуется для гидролиза (отделения) гемицеллюлозы, чтобы ее можно было более эффективно преобразовать в сахара. Предварительная разбавленная кислота , разработано на основе ранних работ по кислотному гидролизу древесины в том USFS «ы Forest Products Laboratory . Недавно Лаборатория лесных продуктов совместно с Университетом Висконсин-Мэдисон разработали предварительную сульфитную обработку, чтобы преодолеть стойкость лигноцеллюлозы [12] к устойчивому ферментативному гидролизу древесной целлюлозы. [ необходима цитата ]

Президент США Джордж Буш в своем штате Союз адреса выступил 31 января 2006, предложил расширить использование целлюлозного этанола. В своем Послании о положении страны от 23 января 2007 года президент Буш объявил о предлагаемом мандате на 35 миллиардов галлонов США (130 000 000 м 3 ) этанола к 2017 году. Широко признано, что максимальное производство этанола из кукурузного крахмала составляет 15 миллиардов галлонов. Галлонов США (57 000 000 м 3 ) в год, что подразумевает предлагаемый мандат на производство около 20 млрд галлонов США (76 000 000 м 3).) больше в год целлюлозного этанола к 2017. Предлагаемый план Буша включает финансирование в 2 миллиарда долларов (с 2007 по 2017?) для заводов по производству целлюлозного этанола с дополнительными 1,6 миллиарда долларов (с 2007 по 2017?), объявленными Министерством сельского хозяйства США 27 января 2007 года. . [ необходима ссылка ]

В марте 2007 года правительство США выделило 385 миллионов долларов в виде грантов, направленных на ускорение производства этанола из нетрадиционных источников, таких как древесная щепа, просо и кожура цитрусовых. Половина из шести выбранных проектов будет использовать термохимические методы, а половина - методы целлюлозного этанола. [13]

Американская компания Range Fuels объявила в июле 2007 года, что она получила разрешение на строительство от штата Джорджия на строительство первого в США завода по производству целлюлозного этанола производительностью 100 миллионов американских галлонов (380 000 м 3 ) в год. . [14] Строительство началось в ноябре 2007 года. [15] Завод Range Fuels был построен в Сопертоне, штат Джорджия, но был остановлен в январе 2011 года, так как этанол никогда не производился. Он получил грант в 76 миллионов долларов от Министерства энергетики США, плюс 6 миллионов долларов от штата Джорджия, плюс заем в размере 80 миллионов долларов, гарантированный Программой помощи США по биопереработке. [16] Соединенные Штаты (США) и Бразилия были двумя ведущими производителями топливного этанола с 1970-х годов.[17]

Методы производства [ править ]

Биореактор для исследования целлюлозного этанола .

Есть два способа производства этанола из целлюлозы :

  • Процессы целлюлолиза, которые состоят из гидролиза предварительно обработанных лигноцеллюлозных материалов с использованием ферментов для разложения сложной целлюлозы на простые сахара, такие как глюкоза , с последующей ферментацией и дистилляцией . [ необходима цитата ]
  • Газификация, которая превращает лигноцеллюлозное сырье в газообразный монооксид углерода и водород. Эти газы можно преобразовать в этанол путем ферментации или химического катализа . [ необходима цитата ]

Как правило, для производства чистого этанола эти методы включают дистилляцию . [ необходима цитата ]

Целлюлолиз (биологический подход) [ править ]

Этапы производства этанола с использованием биологического подхода: [12]

  1. Фаза «предварительной обработки», чтобы сделать лигноцеллюлозный материал, такой как древесина или солома, поддающимся гидролизу.
  2. Гидролиз целлюлозы (то есть целлюлолиз ) целлюлазами для расщепления молекул на сахара.
  3. Отделение раствора сахара от остаточных материалов, особенно лигнина.
  4. Микробное брожение сахарного раствора
  5. Дистилляция для получения примерно 95% чистого спирта
  6. Обезвоживание с помощью молекулярных сит для доведения концентрации этанола до более 99,5%

В 2010 году был разработан генно-инженерный штамм дрожжей для производства собственных ферментов, переваривающих целлюлозу. [18] Предполагая, что эта технология может быть расширена до промышленного уровня, она устранит один или несколько этапов целлюлолиза, сократив как время, так и затраты на производство. [ необходима цитата ]

Хотя лигноцеллюлоза является наиболее распространенным растительным материалом, ее удобство использования ограничивается ее жесткой структурой. В результате необходима эффективная предварительная обработка, чтобы высвободить целлюлозу из лигнинового уплотнения и ее кристаллической структуры, чтобы сделать ее доступной для последующей стадии гидролиза. [19] Безусловно, большая часть предварительной обработки проводится с помощью физических или химических средств. Для достижения более высокой эффективности требуется предварительная физическая и химическая обработка. Предварительную физическую обработку часто называют уменьшением размера для уменьшения физического размера биомассы. Предварительная химическая обработка предназначена для удаления химических барьеров, чтобы ферменты могли получить доступ к целлюлозе для микробных реакций. [ необходима цитата ]

На сегодняшний день доступные методы предварительной обработки включают кислотный гидролиз , паровой взрыв , расширение аммиачных волокон, органосоль, предварительную обработку сульфитом , [12] фракционирование AVAP® (SO2-этанол-вода), [20] влажное щелочное окисление и предварительную обработку озоном. [21] Помимо эффективного высвобождения целлюлозы, идеальная предварительная обработка должна минимизировать образование продуктов разложения из-за их ингибирующего действия на последующие процессы гидролиза и ферментации. [22]Присутствие ингибиторов не только еще больше усложнит производство этанола, но также увеличит стоимость производства из-за необходимых этапов детоксикации. Хотя предварительная обработка кислотным гидролизом, вероятно, является самым старым и наиболее изученным методом предварительной обработки, она дает несколько мощных ингибиторов, включая фурфурол и гидроксиметилфурфурол (HMF), которые на сегодняшний день считаются наиболее токсичными ингибиторами, присутствующими в лигноцеллюлозном гидролизате. [23] Расширение волокон аммиака (AFEX) - многообещающая предварительная обработка, не оказывающая ингибирующего действия на образующийся гидролизат. [24]

Большинство процессов предварительной обработки неэффективны при использовании в сырье с высоким содержанием лигнина, таком как лесная биомасса. Органосольв , SPORL («предварительная сульфитная обработка для преодоления стойкости лигноцеллюлозы») и процессы SO2-этанол-вода (AVAP®) - это три процесса, которые могут обеспечить конверсию целлюлозы более 90% для лесной биомассы, особенно из хвойных пород. SPORL является наиболее энергоэффективным (производство сахара на единицу потребления энергии при предварительной обработке) и надежным процессом предварительной обработки лесной биомассы с очень низким образованием ингибиторов ферментации. Варка целлюлозы из органосольвии особенно эффективна для твердых пород древесины и обеспечивает легкое извлечение гидрофобного лигнинового продукта путем разбавления и осаждения. [25]Процесс AVAP® эффективно фракционирует все типы лигноцеллюлозы на чистую легкоусвояемую целлюлозу, неразложенные сахара гемицеллюлозы, реактивный лигнин и лигносульфонаты и характеризуется эффективным извлечением химических веществ. [26] [27]

Существует два основных процесса гидролиза (целлюлолиза) целлюлозы: химическая реакция с использованием кислот или ферментативная реакция с использованием целлюлаз . [ необходима цитата ]

Целлюлозолитические процессы [ править ]

При гидролизе целлюлозы (то есть целлюлолизе ) получаются простые сахара, которые можно ферментировать в спирт.

Химический гидролиз [ править ]

В традиционных методах, разработанных в 19 веке и в начале 20 века, гидролиз осуществляется путем воздействия на целлюлозу кислотой. [28] Разбавленная кислота может использоваться при высокой температуре и высоком давлении, или более концентрированная кислота может использоваться при более низких температурах и атмосферном давлении. Декристаллизованная целлюлозная смесь кислоты и сахаров вступает в реакцию в присутствии воды с образованием отдельных молекул сахара (гидролиз). Затем продукт этого гидролиза нейтрализуется, и дрожжевое брожение используется для производства этанола. Как уже упоминалось, существенным препятствием для процесса с разбавленной кислотой является то, что гидролиз настолько резок, что образуются токсичные продукты разложения, которые могут мешать ферментации. BlueFire Renewablesиспользует концентрированную кислоту, потому что она не производит столько же ингибиторов ферментации, но должна быть отделена от потока сахара для рециркуляции [например, хроматографическое разделение с имитацией движущегося слоя], чтобы быть коммерчески привлекательной. [ необходима цитата ]

Ученые Службы сельскохозяйственных исследований обнаружили, что они могут получить доступ и ферментировать почти все оставшиеся сахара в пшеничной соломе. Сахара находятся в клеточных стенках растений, которые, как известно, трудно расщепить. Чтобы получить доступ к этим сахарам, ученые предварительно обработали пшеничную солому щелочной перекисью, а затем использовали специальные ферменты для разрушения клеточных стенок. Этот метод производил 93 галлона США (350 л) этанола на тонну пшеничной соломы. [29]

Ферментативный гидролиз [ править ]

Цепи целлюлозы могут быть расщеплены на молекулы глюкозы ферментами целлюлазы . [ необходима цитата ]

Эта реакция происходит при температуре тела в желудках жвачных животных, таких как крупный рогатый скот и овцы, где ферменты вырабатываются микробами. Этот процесс использует несколько ферментов на разных стадиях этого преобразования. Используя аналогичную ферментную систему, лигноцеллюлозные материалы могут быть ферментативно гидролизованы в относительно мягких условиях (50 ° C и pH 5), что обеспечивает эффективное разложение целлюлозы без образования побочных продуктов, которые в противном случае ингибировали бы активность фермента. Все основные методы предварительной обработки, включая разбавленную кислоту, требуют стадии ферментативного гидролиза для достижения высокого выхода сахара для ферментации этанола. [24] В настоящее время большинство исследований предварительной обработки проводились в лабораторных условиях, но компании изучают способы перехода от лабораторных к пилотным или производственным масштабам.[ необходима цитата ]

Гриба Trichoderma reesei используется Iogen Corporation секретировать « специально сконструированные ферменты» для ферментативного гидролиза процесса. [30] Их сырье (дерево или солома) должно быть предварительно обработано, чтобы оно могло подвергаться гидролизу. [ необходима цитата ]

Другая канадская компания, SunOpta, использует предварительную обработку паровым взрывом , предоставляя свою технологию предприятию Verenium (ранее Celunol Corporation) в Дженнингсе, штат Луизиана , предприятию Abengoa в Саламанке, Испания , и корпорации China Resources Alcohol Corporation в Чжаодуне . На производстве CRAC в качестве сырья используется кукурузная солома . [31]

Микробное брожение [ править ]

Основная статья: ферментация этанола

Традиционно пекарские дрожжи ( Saccharomyces cerevisiae ) долгое время использовались в пивоваренной промышленности для производства этанола из гексоз (шестиуглеродных сахаров). Из-за сложной природы углеводов, присутствующих в лигноцеллюлозной биомассе , в гидролизате также присутствует значительное количество ксилозы и арабинозы (пятиуглеродных сахаров, полученных из гемицеллюлозной части лигноцеллюлозы). Например, в гидролизате соломы кукурузнойпримерно 30% всех сбраживаемых сахаров составляет ксилоза. В результате способность ферментирующих микроорганизмов использовать весь спектр сахаров, доступных из гидролизата, имеет жизненно важное значение для повышения экономической конкурентоспособности целлюлозного этанола и потенциально биологических белков. [ необходима цитата ]

В последние годы метаболическая инженерия микроорганизмов, используемых в производстве топливного этанола, продемонстрировала значительный прогресс. [32] Помимо Saccharomyces cerevisiae , микроорганизмы, такие как Zymomonas mobilis и Escherichia coli , были нацелены на метаболическую инженерию для производства целлюлозного этанола. Интерес к альтернативному ферментационному организму заключается в его способности сбраживать пять углеродных сахаров, улучшая выход сырья. Эта способность часто встречается у организмов, основанных на бактериях [33] . [ необходима цитата ]

Недавно были описаны сконструированные дрожжи, эффективно ферментирующие ксилозу [34] [35] и арабинозу [36] и даже то и другое вместе. [37] Дрожжевые клетки особенно привлекательны для процессов получения целлюлозного этанола, потому что они использовались в биотехнологии в течение сотен лет, устойчивы к высоким концентрациям этанола и ингибиторов и могут расти при низких значениях pH для уменьшения бактериального загрязнения. [ необходима цитата ]

Комбинированный гидролиз и ферментация [ править ]

Было обнаружено, что некоторые виды бактерий способны напрямую превращать целлюлозный субстрат в этанол. Одним из примеров является Clostridium thermocellum , который использует сложный cellulosome , чтобы сломать целлюлозу и синтезировать этанол. Однако C. thermocellum также производит другие продукты во время метаболизма целлюлозы, включая ацетат и лактат , в дополнение к этанолу, что снижает эффективность процесса. Некоторые исследовательские усилия направлены на оптимизацию производства этанола генно-инженерными бактериями, которые сосредоточены на пути производства этанола. [38]

Процесс газификации (термохимический подход) [ править ]

Газификатор с псевдоожиженным слоем, Гюссинг Бургенланд, Австрия

Процесс газификации не основан на химическом разложении цепочки целлюлозы (целлюлозе). Вместо того, чтобы расщеплять целлюлозу на молекулы сахара, углерод в сырье превращается в синтез-газ , используя то, что составляет частичное сгорание. Затем монооксид углерода, диоксид углерода и водород можно подавать в ферментер особого типа . Вместо ферментации сахара с помощью дрожжей в этом процессе используются бактерии Clostridium ljungdahlii . [39] Этот микроорганизм поглощает оксид углерода, диоксид углерода и водород и производит этанол и воду. Таким образом, процесс можно разбить на три этапа:

  1. Газификация - сложные молекулы на основе углерода распадаются на части, чтобы получить доступ к углероду в виде оксида углерода, диоксида углерода и водорода.
  2. Ферментация - преобразование окиси углерода, двуокиси углерода и водорода в этанол с помощью организма Clostridium ljungdahlii.
  3. Дистилляция - этанол отделяется от воды

Недавнее исследование обнаружило другую бактерию Clostridium, которая, кажется, в два раза эффективнее производит этанол из монооксида углерода, чем упомянутая выше. [40]

В качестве альтернативы синтез-газ от газификации можно подавать в каталитический реактор, где он используется для получения этанола и других высших спиртов посредством термохимического процесса. [41] Этот процесс может также производить другие типы жидкого топлива, альтернативная концепция, успешно продемонстрированная монреальской компанией Enerkem на своем предприятии в Вестбери, Квебек. [42]

Гемицеллюлоза в этанол [ править ]

Интенсивно проводятся исследования по разработке экономических методов превращения целлюлозы и гемицеллюлозы в этанол. Ферментация глюкозы, основного продукта гидролизата целлюлозы, до этанола - это уже отработанный и эффективный метод. Однако превращение ксилозы, пентозного сахара гидролизата гемицеллюлозы, является ограничивающим фактором, особенно в присутствии глюкозы. Более того, это нельзя игнорировать, поскольку гемицеллюлоза повысит эффективность и рентабельность производства целлюлозного этанола. [43]

Сакамото (2012) и др. демонстрируют способность микробов генной инженерии экспрессировать ферменты гемицеллюлазы. Исследователи создали рекомбинантный штамм Saccharomyces cerevisiae, который смог:

  1. гидролизуют гемицеллюлазу за счет кодирования эндоксиланазы на ее клеточной поверхности,
  2. ассимилировать ксилозу за счет экспрессии ксилозоредуктазы и ксилитолдегидрогеназы.

Штамм был способен превращать гидролизат рисовой соломы в этанол, содержащий гемицеллюлозные компоненты. Более того, он смог произвести в 2,5 раза больше этанола, чем контрольный штамм, что демонстрирует высокоэффективный процесс инженерии клеточной поверхности для производства этанола. [43]

Экономика [ править ]

Переход на возобновляемые топливные ресурсы является целью уже много лет. Однако большая часть его производства производится с использованием кукурузного этанола . В 2000 году в Соединенных Штатах было произведено всего 6,2 миллиарда литров, но это число увеличилось более чем на 800% до 50 миллиардов литров всего за десять лет (2010). [44] Давление со стороны правительства по переходу на возобновляемые топливные ресурсы стало очевидным после того, как Агентство по охране окружающей среды США ввело в действие Стандарт возобновляемого топлива (RFS) 2007 года, который требовал, чтобы определенный процент возобновляемого топлива был включен в топливные продукты. Правительство США решительно поддерживает переход на производство целлюлозного этанола из кукурузного этанола. [45]Даже с учетом этой политики и попыток правительства создать рынок для этанола из целлюлозы, в 2010 и 2011 годах это топливо не производилось в коммерческих целях. [46] В Законе об энергетической независимости и безопасности изначально были поставлены цели в 100 миллионов 250 миллионов, и 500 миллионов галлонов на 2010, 2011 и 2012 годы соответственно. Однако по состоянию на 2012 год прогнозировалось, что производство целлюлозного этанола составит примерно 10,5 миллионов галлонов, что далеко от цели. [46] Только в 2007 году правительство США выделило 1 миллиард долларов США на проекты по производству целлюлозного этанола, в то время как Китай инвестировал 500 миллионов долларов США в исследования целлюлозного этанола. [47]

Из-за отсутствия имеющихся данных о промышленных предприятиях трудно определить точный метод производства, который будет использоваться чаще всего. Модельные системы пытаются сравнить затраты различных технологий, но эти модели не могут быть применены к затратам на коммерческое предприятие. В настоящее время открыто много экспериментальных и демонстрационных объектов, демонстрирующих производство целлюлозы в меньших масштабах. Эти основные объекты представлены в таблице ниже . [ необходима цитата ]

Затраты на запуск пилотных заводов по производству лигноцеллюлозного этанола высоки. 28 февраля 2007 года Министерство энергетики США объявило о выделении 385 миллионов долларов гранта на шесть заводов по производству целлюлозного этанола. [48] Это грантовое финансирование составляет 40% инвестиционных затрат. Остальные 60% поступают от промоутеров этих заведений. Таким образом, общая сумма инвестиций составит 1 миллиард долларов США в строительство мощностей объемом около 140 миллионов галлонов США (530 000 м 3 ). Это означает капитальные вложения в размере 7 долларов США на галлон в год для пилотных заводов; будущие капитальные затраты будут ниже. Установки по переработке кукурузы в этанол стоят примерно 1–3 доллара за галлон мощности в год, хотя стоимость самой кукурузы значительно выше, чем стоимость просушки проса.или отходы биомассы. [49] [50]

По состоянию на 2007 год этанол производится в основном из сахаров или крахмалов, полученных из фруктов и зерна. Напротив, целлюлозный этанол получают из целлюлозы, основного компонента древесины, соломы и большей части структуры растений. Поскольку целлюлоза не может быть усвоена людьми, производство целлюлозы не конкурирует с производством продуктов питания, за исключением преобразования земли из производства продуктов питания в производство целлюлозы (что недавно стало проблемой из-за роста цен на пшеницу). Таким образом, цена за тонну сырья намного ниже, чем у зерна или фруктов. Более того, поскольку целлюлоза является основным компонентом растений, можно собирать все растение. Это приводит к гораздо более высокой урожайности - до 10 коротких тонн с акра (22 т / га) вместо 4-5 коротких тонн с акра (9–11 т / га) для лучших зерновых культур. [цитата необходима ]

Сырье в изобилии. По оценкам, только в США ежегодно выбрасывается 323 миллиона тонн целлюлозосодержащего сырья, которое может быть использовано для производства этанола. Сюда входят 36,8 млн. Сухих тонн городских древесных отходов, 90,5 млн. Сухих тонн первичных древесных отходов, 45 млн. Сухих тонн лесных остатков и 150,7 млн. Сухих тонн кукурузной соломы и пшеничной соломы. [51] Превращение их в этанол с использованием эффективных и экономически эффективных ферментов гемицеллюлазы или других процессов может обеспечить до 30% текущего потребления топлива в Соединенных Штатах. [ необходима цитата ]Более того, даже малопригодные для сельского хозяйства земли могут быть засеяны культурами, производящими целлюлозу, такими как просо, в результате чего будет произведено достаточно урожая, чтобы заменить весь текущий импорт нефти в Соединенные Штаты. [52]

Бумага, картон и упаковка составляют значительную часть твердых отходов, отправляемых на свалки в Соединенных Штатах каждый день, 41,26% всех органических твердых бытовых отходов (ТБО) в соответствии с данными о городах Калифорнийского совета по интегрированному управлению отходами . [ необходима цитата ] Эти городские профили учитывают накопление 612,3 коротких тонн (555,5 т) ежедневно на свалке, где сохраняется средняя плотность населения 2413 на квадратную милю. Все они, кроме гипсокартона, содержат целлюлозу, которая превращается в целлюлозный этанол. [51] Это может иметь дополнительные экологические преимущества, поскольку при разложении этих продуктов образуется метан., мощный парниковый газ. [53]

Сокращение утилизации твердых отходов путем конверсии целлюлозного этанола снизило бы затраты на утилизацию твердых отходов местными органами власти и правительствами штата. Подсчитано, что каждый житель США выбрасывает 4,4 фунта (2,0 кг) мусора каждый день, из которых 37% содержат макулатуру, в основном состоящую из целлюлозы. Это составляет 244 тысячи тонн выбрасываемой макулатуры, содержащей целлюлозу, в день. [54] Сырье для производства целлюлозного этанола не только бесплатное, но и имеет отрицательную стоимость, т. Е. Производители этанола могут получить деньги, чтобы забрать его. [55]

В июне 2006 г. на слушаниях в Сенате США было заявлено, что текущая стоимость производства целлюлозного этанола составляет 2,25 доллара США за галлон (0,59 доллара США / литр), в первую очередь из-за низкой эффективности преобразования. [ необходима цитата ] По этой цене замена барреля нефти (42 галлона США (160 л)) будет стоить около 120 долларов, с учетом более низкого содержания энергии в этаноле.. Тем не менее, Министерство энергетики настроено оптимистично и запросило удвоение финансирования исследований. На том же слушании в Сенате было сказано, что цель исследования - снизить стоимость производства до 1,07 доллара США за галлон США (0,28 доллара США за литр) к 2012 году. «Производство целлюлозного этанола представляет собой не только шаг к истинному энергетическому разнообразию для страны, но это очень рентабельная альтернатива ископаемому топливу. Это современное оружие в войне с нефтью », - сказал Винод Хосла , управляющий партнер Khosla Ventures , который недавно заявил на саммите Reuters Global Biofuels, что, по его мнению, цены на целлюлозное топливо упадут до 1 доллара. на галлон в течение десяти лет. [ необходима цитата ]

В сентябре 2010 года Bloomberg опубликовал отчет об анализе европейской инфраструктуры биомассы и будущего развития нефтеперерабатывающих заводов. Ориентировочные цены на литр этанола в августе 2010 года составляют 0,51 евро за 1 г и 0,71 евро за 2 г. [ требуется разъяснение ] В отчете предлагается, чтобы Европа скопировала нынешние субсидии США в размере до 50 долларов за тонну сухого вещества. [56]

Недавно, 25 октября 2012 года, компания BP, один из лидеров в области производства топливных продуктов, объявила об отмене предлагаемого им завода промышленного масштаба стоимостью 350 миллионов долларов. Было подсчитано, что завод будет производить 36 миллионов галлонов в год на своем месте в округе Хайлендс во Флориде. BP по-прежнему предоставила 500 миллионов долларов США на исследования биотоплива в Energy Biosciences Institute. [57] General Motors (GM) также инвестировала в целлюлозные компании, в частности Mascoma и Coskata. [47] Есть много других компаний, которые строят или движутся в этом направлении. Абенгоа [58] строит завод мощностью 25 миллионов галлонов в год на \ технологической платформе на основе грибка Myceliophthora thermophila.превращать лигноцеллюлозу в сбраживаемый сахар. Поэт также производит 200 миллионов долларов 25 миллионов галлонов в год в Эмметсбурге, штат Айова. Mascoma, ставшая партнером Валеро, заявила о своем намерении строить в Кинроссе, штат Мичиган, строительство завода объемом 20 миллионов галлонов в год. [57] China Alcohol Resource Corporation разработала завод по производству целлюлозного этанола объемом 6,4 млн литров, работающий в непрерывном режиме. [57]

Также с 2013 года бразильская компания GranBio работает над тем, чтобы стать производителем биотоплива и биохимических продуктов. Семейная компания вводит в эксплуатацию завод по производству целлюлозного этанола (2G этанол) мощностью 82 млн литров в год (22 млн г / год) в штате Алагоас, Бразилия, который станет первым промышленным предприятием группы. [59] Завод по производству этанола второго поколения GranBio интегрирован с заводом по производству этанола первого поколения, управляемым Grupo Carlos Lyra, с использованием технологических процессов от Beta Renewables, ферментов от Novozymes и дрожжей от DSM. Вступив в строй в январе 2013 года, завод находится в окончательном вводе в эксплуатацию. Согласно Годовым финансовым отчетам GranBio, общий объем инвестиций составил 208 миллионов долларов США. [60]

Ферментный барьер [ править ]

Целлюлазы и гемицеллюлазы, используемые в производстве целлюлозного этанола, более дороги по сравнению с их аналогами первого поколения. Стоимость ферментов, необходимых для производства этанола из зерна кукурузы, составляет 2,64-5,28 долларов США за кубометр производимого этанола. Предполагается, что ферменты для производства целлюлозного этанола будут стоить 79,25 доллара США, то есть в 20-40 раз дороже. [47] Разница в стоимости относится к требуемому количеству. Семейство ферментов целлюлаз имеет на один-два порядка меньшую эффективность. Следовательно, для его производства требуется в 40-100 раз больше фермента. На каждую тонну биомассы требуется 15-25 килограммов фермента. [61] Более свежие оценки [62]ниже, что предполагает 1 кг фермента на тонну сухой биомассы. Также существуют относительно высокие капитальные затраты, связанные с длительным временем инкубации сосуда, в котором выполняется ферментативный гидролиз. В целом, ферменты составляют значительную часть 20-40% для производства целлюлозного этанола. Недавняя статья [62]оценивает диапазон в 13–36% денежных затрат, при этом ключевым фактором является то, как производится фермент целлюлаза. Для целлюлазы, производимой за пределами предприятия, производство ферментов составляет 36% денежных затрат. Для фермента, производимого на месте на отдельной установке, доля составляет 29%; для комплексного производства ферментов фракция составляет 13%. Одним из ключевых преимуществ интегрированного производства является то, что биомасса вместо глюкозы является средой для выращивания ферментов. Биомасса стоит меньше, и она делает полученный целлюлозный этанол на 100% биотопливом второго поколения, т. Е. Не использует «пищу в качестве топлива». [ необходима цитата ]

Сырье [ править ]

Как правило, существует два типа исходного сырья: лесная (древесная) биомасса и сельскохозяйственная биомасса . В США ежегодно можно устойчиво производить около 1,4 миллиарда сухих тонн биомассы. Около 370 миллионов тонн или 30% приходится на лесную биомассу. [63] Лесная биомасса имеет более высокое содержание целлюлозы и лигнина и более низкое содержание гемицеллюлозы и золы, чем сельскохозяйственная биомасса. Из-за трудностей и низкого выхода этанола при ферментации гидролизата предварительной обработки, особенно с очень высоким содержанием 5 углеродных сахаров гемицеллюлозы, таких как ксилоза, лесная биомасса имеет значительные преимущества перед сельскохозяйственной биомассой. Лесная биомасса также имеет высокую плотность, что значительно снижает транспортные расходы. Его можно собирать круглый год, что исключает длительное хранение. Близкая к нулю зольность лесной биомассы значительно снижает статическую нагрузку при транспортировке и переработке. Для удовлетворения потребностей в биоразнообразии лесная биомасса станет важным источником сырья для биомассы в будущей экономике, основанной на биоразнообразии. Однако лесная биомасса намного устойчивее, чем сельскохозяйственная биомасса. НедавноЛаборатория лесных товаров Министерства сельского хозяйства США совместно с Университетом Висконсин-Мэдисон разработала эффективные технологии [12] [64], которые могут преодолеть сильную сопротивляемость лесной (древесной) биомассы, в том числе биомассы хвойных пород с низким содержанием ксилана. Интенсивное культивирование с коротким оборотом или выращивание деревьев может предложить практически неограниченные возможности для производства лесной биомассы. [65]

Древесная щепа от косой черты и верхушки деревьев и древесных опилок из лесопильных и макулатуры целлюлозы являются сырье общей лесной биомассы для целлюлозного производства этанола. [66]

Ниже приведены несколько примеров сельскохозяйственной биомассы:

Просо просо ( Panicum virgatum ) - местная высокотравная трава прерий . Этот многолетник, известный своей выносливостью и быстрым ростом, вырастает в теплые месяцы до высоты 2–6 футов. Просо можно выращивать на большей части территории Соединенных Штатов, включая болота, равнины, ручьи, а также вдоль берегов и межгосударственных автомагистралей . Это самосев (без трактора для посева, только для кошения), устойчивый ко многим болезням и вредителям, и может давать высокие урожаи при небольшом внесении удобрений и других химикатов. Он также устойчив к бедным почвам, наводнениям и засухе; улучшает качество почвы и предотвращает эрозию благодаря типу корневой системы. [67]

Просо - одобренная покровная культура для земель, охраняемых Федеральной программой заповедников (CRP). CRP - это государственная программа, которая выплачивает производителям плату за то, что они не выращивают зерновые на земле, на которой они недавно росли. Эта программа снижает эрозию почвы, улучшает качество воды и увеличивает среду обитания диких животных. Земля CRP служит средой обитания для высокогорной дичи, такой как фазаны и утки, а также ряда насекомых. Рассматривается возможность использования проса для производства биотоплива на землях Программы природоохранных резервов (ПСО), что может повысить экологическую устойчивость и снизить стоимость программы ПКИ. Однако правила ГОС должны быть изменены, чтобы разрешить такое экономичное использование земли ГОС. [67]

Miscanthus × giganteus - еще одно жизнеспособное сырье для производства целлюлозного этанола. Этот вид травы произрастает в Азии и представляет собой бесплодный триплоидный гибрид Miscanthus sinensis и Miscanthus sacchariflorus . Он может вырасти до 12 футов (3,7 м) при небольшом количестве воды или удобрений. Мискантус похож на просо в отношении устойчивости к холоду и засухе, а также эффективности использования воды. Мискантус коммерчески выращивается в Европейском Союзе как горючий источник энергии. [ необходима цитата ]

Початки кукурузы и солома - самая популярная сельскохозяйственная биомасса. [ необходима цитата ]

Было высказано предположение, что кудзу может стать ценным источником биомассы. [68]

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Влияние производства топлива на окружающую среду является важным фактором при определении его целесообразности в качестве альтернативы ископаемому топливу. В долгосрочной перспективе небольшие различия в стоимости производства, экологических последствиях и выработке энергии могут иметь большие последствия. Было обнаружено, что целлюлозный этанол может давать положительный выход чистой энергии. [69] Сокращение выбросов парниковых газов (ПГ) от кукурузного этанола и целлюлозного этанола по сравнению с ископаемым топливом является резким. Кукурузный этанол может снизить общие выбросы парниковых газов примерно на 13%, в то время как для целлюлозного этанола этот показатель составляет около 88% или больше. [70] [71] Целлюлозный этанол также может снизить выбросы диоксида углерода почти до нуля. [72]

Пахотные земли [ править ]

Основное беспокойство по поводу жизнеспособности существующих альтернативных видов топлива - это пахотные земли, необходимые для производства необходимых материалов. Например, производство кукурузы в качестве топлива на основе этанола из кукурузы конкурирует с пахотными землями, которые могут использоваться для выращивания продовольствия и другого сырья. [73] Разница между этим и производством целлюлозного этанола заключается в том, что целлюлозный материал широко доступен и получен из большого количества материалов. Некоторые культуры, используемые для производства целлюлозного этанола, включают просо, кукурузную солому и гибридный тополь. [70]Эти культуры быстро растут и могут выращиваться на многих типах земель, что делает их более универсальными. Целлюлозный этанол также может быть получен из древесных остатков (щепа и опилки), твердых бытовых отходов, таких как мусор или мусор, бумаги и осадка сточных вод, соломы зерновых и травы. [72] В частности, для производства целлюлозного этанола используются непищевые части растительного материала. [74]

Эффективность выращивания сельскохозяйственных культур с целью получения биомассы может сильно различаться в зависимости от географического положения участка. Например, такие факторы, как осадки и воздействие солнечного света, могут сильно повлиять на энергозатраты, необходимые для поддержания урожая, и, следовательно, повлиять на общий выход энергии. [75] Исследование, проведенное за пять лет, показало, что выращивание проса и управление им исключительно в качестве энергетической культуры биомассы может производить 500% или больше возобновляемой энергии, чем потребляется во время производства. [75] Уровни выбросов парниковых газов и углекислого газа также резко снизились при использовании целлюлозного этанола по сравнению с традиционным бензином. [ необходима цитата ]

На основе кукурузы и травы [ править ]

См. Также: Экологические и социальные последствия использования этанолового топлива в США , Косвенные воздействия биотоплива на изменение землепользования и Стандарт низкоуглеродного топлива.
Резюме Searchinger et al.
сравнение выбросов парниковых газов из кукурузного этанола и бензина
с изменением землепользования и без него
(граммы CO 2, выделяемые на мегаджоуль энергии в топливе) [76] [77]
Тип топлива
(США)
Интенсивность углерода		Снижение
ПГ
Интенсивность углерода
+ ILUC		Снижение
ПГ
Бензин92-92-
Кукурузный этанол74-20%177+ 93%
Целлюлозный этанол28-70%138+ 50%
Примечания: Рассчитано с использованием допущений по умолчанию для сценария 2015 г. для этанола в E85 .
Бензин - это комбинация обычного бензина и бензина с измененной формулой . [77]

В 2008 г. для производства этанола использовалось лишь небольшое количество просаи проса. Для того чтобы выращивать его в крупном масштабе, он должен конкурировать с существующими видами использования сельскохозяйственных земель, в основном для производства сельскохозяйственных культур. Из 2,26 миллиарда акров (9,1 миллиона км 2 ) неподводной земли Соединенных Штатов [78]33% составляют лесные угодья, 26% пастбища и пастбища и 20% пахотные земли. В исследовании, проведенном министерством энергетики и сельского хозяйства США в 2005 году, было определено, достаточно ли имеющихся земельных ресурсов для поддержания производства более 1 миллиарда сухих тонн биомассы ежегодно, чтобы заменить 30% или более нынешнего использования в стране жидкого транспортного топлива. Исследование показало, что для использования этанола может быть доступно 1,3 миллиарда сухих тонн биомассы, если внести небольшие изменения в методы ведения сельского и лесного хозяйства и удовлетворить потребности в лесной продукции, продуктах питания и волокнах. [79] Недавнее исследование, проведенное Университетом Теннесси, показало, что целых 100 миллионов акров (400 000 км 2, или 154 000 квадратных миль) пахотных земель и пастбищ необходимо будет выделить для выращивания проса, чтобы компенсировать использование нефти на 25 процентов. [ необходима цитата ]

В настоящее время кукурузу легче и дешевле перерабатывать в этанол по сравнению с целлюлозным этанолом. По оценкам Министерства энергетики, производство целлюлозного этанола стоит около 2,20 доллара за галлон, что в два раза больше, чем этанол из кукурузы. Ферменты, разрушающие ткань клеточной стенки растений, стоят от 30 до 50 центов за галлон этанола по сравнению с 3 центами за галлон кукурузы. [ необходима цитата ]Министерство энергетики надеется снизить себестоимость производства до 1,07 доллара за галлон к 2012 году, чтобы добиться эффективности. Однако производство целлюлозной биомассы дешевле, чем кукурузы, поскольку она требует меньших затрат, таких как энергия, удобрения, гербициды, и сопровождается меньшей эрозией почвы и повышенным плодородием почвы. Кроме того, неферментируемые и непревращенные твердые вещества, оставшиеся после производства этанола, можно сжигать для получения топлива, необходимого для работы конверсионной установки и производства электроэнергии. Энергия, используемая для работы заводов по производству этанола на основе кукурузы, получается из угля и природного газа. Институт местного самоуправления RelianceПо оценкам, стоимость целлюлозного этанола на промышленных предприятиях первого поколения будет в диапазоне от 1,90 до 2,25 доллара за галлон, без учета льгот. Для сравнения: текущая стоимость этанола из кукурузы составляет 1,20–1,50 доллара за галлон, а текущая розничная цена превышает 4 доллара за галлон обычного бензина (который субсидируется и облагается налогом). [80]

Одна из основных причин увеличения использования биотоплива - сокращение выбросов парниковых газов. [81] По сравнению с бензином, этанол горит чище, поэтому в воздух попадает меньше углекислого газа и общего загрязнения [ необходима цитата ] . Кроме того, при горении образуется лишь небольшой смог. [82] По данным Министерства энергетики США, этанол из целлюлозы снижает выбросы парниковых газов на 86 процентов по сравнению с бензином и этанолом на основе кукурузы, что снижает выбросы на 52 процента. [83] Показано, что выбросы углекислого газа на 85% ниже, чем выбросы бензина. Целлюлозный этанол мало способствует парниковому эффекту и имеет в пять раз лучший баланс чистой энергии, чем этанол на основе кукурузы. [82] При использовании в качестве топлива целлюлозный этанол выделяет меньше серы, оксида углерода, твердых частиц и парниковых газов. Целлюлозный этанол должен приносить производителям кредиты на сокращение выбросов углерода, более высокие, чем те, которые предоставляются производителям, выращивающим кукурузу для производства этанола, которые составляют от 3 до 20 центов за галлон. [84]

Для производства этанола из кукурузы на 1 Дж требуется 0,76 Дж энергии из ископаемого топлива. [85] Эта сумма включает использование ископаемого топлива, используемого для удобрений, топлива для тракторов, работы завода по производству этанола и т. Д. Исследования показали, что ископаемое топливо может производить более чем в пять раз больше этанола из степных трав, по словам Терри Райли, президента политика в Theodore Roosevelt Conservation Partnership. Министерство энергетики США пришло к выводу, что этанол на основе кукурузы обеспечивает на 26 процентов больше энергии, чем требуется для производства, в то время как целлюлозный этанол обеспечивает на 80 процентов больше энергии. [86] Целлюлозный этанол дает на 80 процентов больше энергии, чем требуется для его выращивания и преобразования. [87] Процесс превращения кукурузы в этанол требует примерно в 1700 раз (по объему) больше воды, чем произведенный этанол. [ сомнительно - обсудить ] Кроме того, он оставляет 12-кратный объем отходов. [88] Зерновой этанол использует только съедобную часть растений.

Агентство по охране окружающей среды США
Проект результатов сокращения выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла для различных временных горизонтов и подходов к ставкам дисконтирования [89] (включая косвенные эффекты изменения землепользования )

Топливный путь100 лет + ставка
дисконтирования 2%
30 лет + ставка
дисконтирования 0%
Кукурузный этанол ( мельница для сухой очистки природного газа ) (1)-16%+ 5%
Кукурузный этанол (Best case NG DM) (2)-39%-18%
Кукурузный этанол ( угольная мельница)+ 13%+ 34%
Кукурузный этанол ( мельница для сухой биомассы )-39%-18%
Кукурузный этанол (мельница для сухой биомассы с
комбинированной выработкой тепла и электроэнергии)		-47%-26%
Бразильский этанол сахарного тростника-44%-26%
Целлюлозный этанол из проса проса-128%-124%
Целлюлозный этанол из кукурузной соломы-115%-116%
Примечания: (1) Установки сухого измельчения (DM) измельчают все ядро ​​и обычно производят
только один первичный побочный продукт: дистилляционные зерна с растворимыми веществами (DGS).
(2) В лучшем случае заводы производят побочный продукт зерновых установок мокрой дистилляции.

Целлюлоза не используется в пищу, и ее можно выращивать во всех частях света. Вся установка может быть использована при производстве целлюлозного этанола. Просовник дает вдвое больше этанола на акр, чем кукуруза. [86] Следовательно, для производства требуется меньше земли и, следовательно, меньше фрагментации среды обитания. Материалы биомассы требуют меньшего количества вводимых ресурсов, таких как удобрения, гербициды и другие химические вещества, которые могут представлять опасность для дикой природы. Их обширные корни улучшают качество почвы, уменьшают эрозию и увеличивают улавливание питательных веществ. Травянистые энергетические культуры снижают эрозию почвы более чем на 90% по сравнению с выращиванием традиционных товарных культур. Это может привести к улучшению качества воды для сельских общин. Кроме того, травяные энергетические культуры добавляют органический материал в истощенные почвы и могут увеличивать содержание углерода в почве, что может иметь прямое влияние на изменение климата, поскольку углерод почвы может поглощать двуокись углерода из воздуха. [90] [91] По сравнению с производством товарных культур биомасса снижает поверхностный сток и перенос азота. Просо обеспечивает среду обитания разнообразных диких животных, в основном насекомых и наземных птиц. Земля в рамках Программы природоохранных резервов (ПКИ) состоит из многолетних трав, которые используются для производства целлюлозного этанола, и могут быть доступны для использования.

В течение многих лет американские фермеры занимались выращиванием пропашных культур, таких как сорго и кукуруза. Из-за этого многое известно о влиянии этих практик на дикую природу. Наиболее значительным эффектом от увеличения количества этанола из кукурузы будет дополнительная земля, которую необходимо будет преобразовать для использования в сельском хозяйстве, а также усиление эрозии почвы и использования удобрений, сопровождающих сельскохозяйственное производство. Увеличение производства этанола за счет использования кукурузы может оказать негативное воздействие на дикую природу, величина которого будет зависеть от масштабов производства и от того, была ли земля, используемая для этого увеличенного производства, ранее простаивала, в естественном состоянии или засажена другими рядами. посевы. Еще одно соображение заключается в том, следует ли высаживать монокультуру просо просо или использовать различные травы и другую растительность.В то время как смесь типов растительности, вероятно, обеспечит лучшую среду обитания для диких животных, технология еще не разработана, чтобы позволить переработку смеси различных видов трав или типов растительности в биоэтанол. Конечно, производство целлюлозного этанола все еще находится в зачаточном состоянии, и возможность использования разнообразных насаждений вместо монокультур заслуживает дальнейшего изучения по мере продолжения исследований.[92]

Исследование, проведенное лауреатом Нобелевской премии Полом Крутценом, показало, что этанол, произведенный из кукурузы, имеет «чистый эффект потепления климата» по сравнению с маслом, когда оценка полного жизненного цикла должным образом учитывает выбросы закиси азота (N20), которые происходят при производстве этанола из кукурузы . Крутцен обнаружил, что культуры с меньшей потребностью в азоте , такие как травы и древесные поросли, оказывают более благоприятное воздействие на климат. [93]

Коммерциализация целлюлозного этанола [ править ]

Основная статья: коммерциализация целлюлозного этанола

Коммерциализация целлюлозного этанола - это процесс создания отрасли, в которой используются методы превращения целлюлозосодержащих органических веществ в топливо. Такие компании, как Iogen , POET и Abengoa , строят нефтеперерабатывающие заводы, которые могут перерабатывать биомассу и превращать ее в этанол, в то время как такие компании, как DuPont , Diversa , Novozymes и Dyadic , производят ферменты, которые могут обеспечить будущее целлюлозного этанола. Переход от исходного сырья для пищевых культур к отходам и естественным травам открывает широкие возможности для целого ряда игроков, от фермеров до биотехнологических фирм и от разработчиков проектов до инвесторов. [94]

В промышленности целлюлозного этанола в 2008 году было создано несколько новых заводов промышленного масштаба. В Соединенных Штатах действовали заводы общей мощностью 12 миллионов литров (3,17 миллиона галлонов) в год и дополнительно 80 миллионов литров (21,1 миллиона галлонов) в год. - на 26 новых заводах - строилось. В Канаде действовала мощность 6 миллионов литров в год. В Европе действовало несколько заводов в Германии, Испании и Швеции, и они строились мощностью 10 миллионов литров в год. [95]

Итальянская компания Mossi & Ghisolfi Group начала строительство завода по производству целлюлозного этанола мощностью 13 млн г / г на северо-западе Италии 12 апреля 2011 года. Этот проект станет крупнейшим в мире проектом по производству целлюлозного этанола, в 10 раз больше, чем любой из действующих в настоящее время демонстрационных масштабов удобства. [96]

Xyleco Независимая инжиниринговая компания провела сравнительную оценку жизненного цикла (LCA) запатентованного процесса Xyleco в соответствии с ISO на основе «от колыбели до могилы» и пришла к выводу, что потенциал глобального потепления этанола Xyleco на 83% ниже, чем у бензина, на 77% ниже чем этанол из кукурузы и на 40% ниже, чем этанол из сахарного тростника. ( https://www.cbsnews.com/video/marshall-medoff-the-unlikely-eccentric-inventor-turning-inedible-plant-life-into-fuel-60- минут / )

Промышленные заводы по производству целлюлозного этанола в США [97] [98]
(Действующие или строящиеся)
КомпанияМесто расположенияСырье
Abengoa BioenergyHugoton, KSСолома пшеничная
BlueFire этанолИрвин, КалифорнияМножественные источники
Colusa Biomass Energy CorporationСакраменто, КалифорнияОтходы рисовой соломы
CoskataУорренвилл, ИллинойсБиомасса, сельскохозяйственные и коммунальные отходы
DuPontВоноре, TNПочатки кукурузы, просо
DuPontНевада, ИАКукурузная солома
Fulcrum BioEnergyРино, НевадаТвердые бытовые отходы
Энергия побережья Мексиканского заливаМшистая голова, ФлоридаДревесные отходы
KL Energy Corp.Аптон, ВайомингДерево
МаскомаЛансинг, МичиганДерево
POET-DSM Современное биотопливоЭмметсбург, ИАКукурузные початки, шелуха и солома [99]
Ассортимент топлива [100]Округ Трейтлен, ДжорджияДревесные отходы
SunOptaЛитл-Фолс, МиннесотаЩепки
SweetWater EnergyРочестер, штат Нью-ЙоркНесколько источников
США EnvirofuelsОкруг Хайлендс, ФлоридаСладкое сорго
КсэтанолОберндейл, ФлоридаЦедра цитрусовых

| xyleco || Уэйкфилд, Массачусетс || биомасса

См. Также [ править ]

Целлюлоза

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Обновленные результаты энергии и выбросов парниковых газов топливного этанола» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) на 2013-02-16 . Проверено 2 марта 2013 .
  2. ^ «Чистые автомобили, крутое топливо» . 5 (2). Окружающая среда Калифорнии. 2007. Архивировано из оригинала на 2007-11-03 . Проверено 28 ноября 2007 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  3. ^ Национальный исследовательский совет национальных академий (2011), Стандарт возобновляемого топлива: потенциальные экономические и экологические последствия политики США в области биотоплива , Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press, стр. 3 из "Резюме", DOI : 10,17226 / 13105 , ISBN 978-0-309-18751-0
  4. ↑ Мэтью Л. Уолд (25 января 2013 г.). «Суд отменяет мандат EPA на биотопливо» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 26 января 2013 года . желаемое за действительное, а не реалистичные оценки
  5. Перейти ↑ Somma D, Lobkowicz H, Deason JP (2010). «Растущее топливо Америки: анализ возможности использования кукурузы и целлюлозного этанола в Соединенных Штатах» (PDF) . Политика экологически чистых технологий . 12 (4): 373–380. DOI : 10.1007 / s10098-009-0234-3 . S2CID 111303200 .  
  6. ^ Браконно H (1819). "Verwandlungen des Holzstoffs mittelst Schwefelsäure в Гумми, Zucker und eine eigne Säure, und mittelst Kali в Ульмине" . Annalen der Physik . 63 (12): 348. Полномочный код : 1819AnP .... 63..347B . DOI : 10.1002 / andp.18190631202 .
  7. ^ Соломон, Барри Д .; Барнс, Джастин Р .; Халворсен, Кэтлин Э. (июнь 2007 г.). «Зерновой и целлюлозный этанол: история, экономика, энергетическая политика». Биомасса и биоэнергетика . 31 (6): 416–425. DOI : 10.1016 / j.biombioe.2007.01.023 .
  8. ^ Saeman JF (1945). «Кинетика осахаривания древесины: гидролиз целлюлозы и разложение сахаров в разбавленной кислоте при высокой температуре». Промышленная и инженерная химия . 37 (1): 43–52. DOI : 10.1021 / ie50421a009 .
  9. ^ Harris EE, Beglinger E, Hajný GJ, Sherrard EC (1945). «Гидролиз древесины: обработка серной кислотой в стационарном варочном котле». Промышленная и инженерная химия . 37 (1): 12–23. DOI : 10.1021 / ie50421a005 .
  10. ^ Conner AH, Лоренц LF (1986). «Кинетическое моделирование предварительного гидролиза древесины твердых пород. Часть III. Вода и разбавленная уксусная кислота. Предварительный гидролиз южного красного дуба». Древесина и волокно . 18 (2): 248–263.
  11. ^ Катцен, Р. и Шелл, Д. Дж., «Биоперерабатывающий завод лигноцеллюлозного сырья: история и развитие растений для гидролиза биомассы», стр. 129-138 в «Биоперерабатывающие заводы - Промышленные процессы и продукты», Том 1, Камм Б., Грубер, ПР и Камм , М., ред. Wiley-VCH, Weinheim, 2006.
  12. ^ а б в г Чжу Дж.Й., Пан XJ, Ван Г.С., Глейснер Р. (2009). «Предварительная сульфитная обработка (SPORL) для надежного ферментативного осахаривания ели и красной сосны» . Биоресурсные технологии . 100 (8): 2411–2418. DOI : 10.1016 / j.biortech.2008.10.057 . PMID 19119005 . 
  13. ^ Дирк Ламмерс (2007-03-04). «Газификация может стать ключом к созданию этанола в США» . CBS News . Архивировано из оригинала на 2007-11-22 . Проверено 28 ноября 2007 .
  14. ^ «Range Fuels получила разрешение на строительство первого в стране промышленного завода по производству целлюлозного этанола» . Диапазон топлива. 2007-07-02. Архивировано из оригинала на 2007-10-12 . Проверено 28 ноября 2007 .
  15. ^ Кэтлин Шалч (2007-11-05). «Завод в Джорджии - первый завод по производству этанола из отходов» . NPR . Проверено 28 ноября 2007 .
  16. ^ «Завод по производству зеленой энергии поглощает субсидии, а затем разоряется» . Архивировано из оригинала на 2011-03-08 . Проверено 20 марта 2011 .
  17. ^ Соломон, Барри D; Барнс, Джастин Р. Халворсен, Кэтлин Э (июнь 2007 г.). «Зерновой и целлюлозный этанол: история, экономика, энергетическая политика». Биомасса и биоэнергетика . 31 (6): 416–425. DOI : 10.1016 / j.biombioe.2007.01.023 .
  18. ^ Галазка, Дж .; Tian, ​​C .; Beeson, W .; Martinez, B .; Glass, N .; Кейт, Дж. (2010). «Транспорт целлодекстрина в дрожжах для улучшения производства биотоплива». Наука . 330 (6000): 84–86. Bibcode : 2010Sci ... 330 ... 84G . DOI : 10.1126 / science.1192838 . PMID 20829451 . S2CID 20444539 .  
  19. ^ Мосьер N, Вимэн С, Дейл BE, Elander R, Ли ГГ, Holtzapple М, Ladisch М (2005). «Особенности перспективных технологий предварительной обработки лигноцеллюлозной биомассы». Биоресур Технол . 96 (6): 673–686. DOI : 10.1016 / j.biortech.2004.06.025 . PMID 15588770 . 
  20. ^ Яковлева M, ван Heiningen A (2012). «Эффективное фракционирование ели с помощью обработки SO2-этанол-вода (SEW): закрытые массовые балансы по углеводам и сере». ChemSusChem . 5 (8): 1625–1637. DOI : 10.1002 / cssc.201100600 . PMID 22740146 . 
  21. ^ Klinke HB, Томсен AB, Ahring BK (2004). «Ингибирование дрожжей и бактерий, продуцирующих этанол, продуктами разложения, образующимися во время предварительной обработки биомассы». Appl Microbiol Biotechnol . 66 (1): 10–26. DOI : 10.1007 / s00253-004-1642-2 . PMID 15300416 . S2CID 41941145 .  
  22. ^ Олссон л, Хан-Hägerdal В (1996). «Ферментация лигноцеллюлозных гидролизатов для ферментации этанола». Enzyme Microb Technol . 18 : 312–331. DOI : 10.1016 / 0141-0229 (95) 00157-3 .
  23. ^ Palmqvist Е, Хан-Hägerdal В (2000). «Ферментация лигноцеллюлозных гидролизатов. I. Ингибирование и раскисление». Биоресур Технол . 74 : 17–24. DOI : 10.1016 / s0960-8524 (99) 00160-1 .
  24. ^ а б Линд Л. Р. (1996). «Обзор и оценка топливного этанола из целлюлозной биомассы: технология, экономика, окружающая среда и политика» . Ежегодный обзор энергетики и окружающей среды . 21 : 403–465. DOI : 10.1146 / annurev.energy.21.1.403 .
  25. ^ Organosolv делигнификация ивы (2010), AL Macfarlane, MM Farid, JJJ Chen, Lambert Academic Press, ISBN 978-3-8383-9155-7 
  26. ^ Яковлев М. SO2-этанол-вода фракционирование лигноцеллюлоз. Докторская диссертация, Университет Аалто, Финляндия, 2011 г. http://lib.tkk.fi/Diss/2011/isbn9789526043142/isbn9789526043142.pdf
  27. ^ Рецина Т., Пилкканен В. US 8030039 B1, Способ производства сбраживаемых сахаров и целлюлозы из лигноцеллюлозного материала
  28. ^ Древесный спирт . Перевод из Э. Булланже: Distillerie Agricole et Industrielle (Париж: Ballière, 1924).
  29. ^ «Целлюлозный этанол: расширение возможностей, выявление препятствий: USDA ARS» .
  30. ^ «Технология Iogen делает это возможным (обзор процесса)» . Iogen Corp . 2005. Архивировано из оригинала на 2006-02-03 . Проверено 28 ноября 2007 .
  31. ^ «Sunopta обновляет текущие проекты по производству целлюлозного этанола» . Пресс-релиз Sunopta, 2007 г.
  32. ^ Джеффрис TW, Джин YS (2004). «Метаболическая инженерия для улучшения ферментации пентоз дрожжами». Appl Microbiol Biotechnol . 63 (5): 495–509. DOI : 10.1007 / s00253-003-1450-0 . PMID 14595523 . S2CID 26069067 .  
  33. ^ «Обзор ферментации ксилозы в этанол» (PDF) .
  34. Перейти ↑ Brat D, Boles E, Wiedemann B (2009). «Функциональная экспрессия бактериальной изомеразы ксилозы в Saccharomyces cerevisie» . Appl. Environ. Microbiol . 75 (8): 2304–2311. DOI : 10,1128 / AEM.02522-08 . PMC 2675233 . PMID 19218403 .  
  35. ^ Ohgren К, Бенгтссону О, Gorwa-Grauslund М.Ф., Galbe М, Хан-Hagerdal В, Zacchi G (2006). «Одновременное осахаривание и коферментация глюкозы и ксилозы в предварительно обработанной паром кукурузной соломе при высоком содержании клетчатки с Saccharomyces cerevisiae TMB3400». J Biotechnol . 126 (4): 488–98. DOI : 10.1016 / j.jbiotec.2006.05.001 . PMID 16828190 . 
  36. Перейти ↑ Becker J, Boles E (2003). «Модифицированный штамм Saccharomyces cerevisiae, который потребляет L-арабинозу и производит этанол» . Appl Environ Microbiol . 69 (7): 4144–50. DOI : 10,1128 / AEM.69.7.4144-4150.2003 . PMC 165137 . PMID 12839792 .  
  37. ^ Karhumaa K, Wiedemann B, Hahn-Hagerdal B, Boles E, Gorwa-Grauslund MF (2006) Совместное использование L-арабинозы и D-ксилозы лабораторными и промышленнымиштаммами Saccharomyces cerevisiae . Факт о микробной клетке. 10; 5:18.
  38. ^ Пресс-релиз Университета Рочестера: Секвенирование генома раскрывает ключ к жизнеспособному производству этанола
  39. ^ «Обеспечение устойчивого энергетического будущего за счет производства чистой возобновляемой жидкой энергии и зеленой энергии» . Биоинженерия Resources Inc. Архивировано из оригинала на 2006-04-21 . Проверено 28 ноября 2007 .
  40. ^ Rajagopalan S, Datar R, Льюис RS (2002). «Образование этанола из окиси углерода с помощью нового микробного катализатора». Биомасса и энергия . 23 (6): 487–493. DOI : 10.1016 / s0961-9534 (02) 00071-5 .
  41. ^ "Домашняя страница энергетического топлива" . Топлива питания Energy, Inc. Архивировано из оригинала на 2007-12-12 . Проверено 28 ноября 2007 .
  42. ^ "Вестбери, Квебек" . Архивировано из оригинала на 2011-08-06 . Проверено 27 июля 2011 .
  43. ^ a b Сакамото, Т .; Hasunuma, T .; Hori, Y .; Yamada, R .; Кондо, А. Прямое производство этанола из гемицеллюлозных материалов рисовой соломы с использованием сконструированного штамма дрожжей, кодирующего три типа гемицеллюлолитических ферментов на поверхности утилизирующих ксилозу клеток Saccharomyces cerevisiae. J. Biotechnol. 2012, 158, 203-210.
  44. ^ Дипак, К., и Ганти, М. Влияние технологий предварительной обработки и последующей обработки на экономику и энергию в производстве целлюлозного этанола. Биотехнологии для биотоплива, 4
  45. ^ Уолд, Мэтью Л. (2012-01-09). «Компаниям грозит штраф за неиспользование недоступного биотоплива» . Нью-Йорк Таймс .
  46. ^ a b США будут вынуждены выполнить свои требования по биотопливу | Обзор технологий MIT
  47. ^ a b c Сайнс, МБ (2011). Промышленный целлюлозный этанол: роль ферментов, экспрессируемых растениями. Биотопливо, 237-264.
  48. ^ «Министерство энергетики выбирает шесть заводов по производству целлюлозного этанола на сумму до 385 миллионов долларов федерального финансирования» . Министерство энергетики США . 2007-02-28. Архивировано из оригинала на 2007-03-04.
  49. ^ «Технико-экономическое обоснование для совместного размещения и интеграции заводов по производству этанола из кукурузного крахмала и лигноцеллюлозного сырья» (PDF) . Министерство энергетики США. Январь 2005. Архивировано из оригинального (PDF) 15 июля 2007 года.
  50. ^ «Определение стоимости производства этанола из кукурузного крахмала и лигноцеллюлозного сырья» (PDF) . Министерство сельского хозяйства США и Министерство энергетики США. Октябрь 2000. Архивировано из оригинального (PDF) 01.07.2007 . Проверено 2 марта 2007 .
  51. ^ a b «Оценка ресурсов биомассы» . Архивировано из оригинала на 2008-02-09.
  52. ^ "Пыльник дает изобилие энергии: исследование" . Рейтер . 10 января 2008 . Проверено 12 февраля 2008 .
  53. ↑ National Geographic Magazine , 'Carbon's New Math', октябрь 2007 г.
  54. ^ [300 миллионов человек × 4,4 фунта (2,0 кг) на человека × 37% - бумага / 2000 фунтов на тонну]
  55. ^ «Образование твердых отходов» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 10 сентября 2008 года . Проверено 7 января 2008 .
  56. ^ Бойл, Гарри и др. Этанол и биохимические продукты нового поколения [ постоянная мертвая ссылка ] стр. 16, Bloomberg New Energy Finance , 14 сентября 2010 г. Дата обращения: 14 сентября 2010 г.
  57. ^ a b c Отмененный завод BP ставит под сомнение экономику целлюлозного этанола | Обзор технологий MIT
  58. ^ "Abengoa Bioenergy :: Новые технологии :: Технологические разработки :: Биохимический путь :: Ферментативный гидролиз" . Архивировано из оригинала на 2013-06-09.
  59. ^ «Генеральный директор Granbio подтвердил, что инвестиции в новый этанол в размере 450 миллионов реалов…» . 2014-06-20.
  60. ^ «Гранбио - 2013 - Финансовый отчет» . 2014-06-20.
  61. Перейти ↑ Yang B, Wyman CE (2007). «Предварительная обработка: ключ к открытию доступа к недорогому целлюлозному этанолу». Биотопливо, биопродукты и биопереработка . 2 (1): 26–40. DOI : 10.1002 / bbb.49 .
  62. ^ a b Эрик Джонсон (18 февраля 2016 г.). «Комплексное производство ферментов снижает стоимость целлюлозного этанола» . Биотопливо, биопродукты и биопереработка . 10 (2): 164–174. DOI : 10.1002 / bbb.1634 .
  63. ^ Перлак и др. 2005. Биомасса как сырье для биоэнергетики и индустрии биопродуктов: техническая осуществимость годового предложения миллиарда тонн. Отчет Национальной лаборатории Оар-Ридж ORNL / TM-2005/66, Департамент энергетики США, Ок-Ридж, Теннесси
  64. ^ Ван GS, Пан XJ, Чжу JY, Глейзнер R (2009). «Предварительная сульфитная обработка для преодоления сопротивляемости лигноцеллюлозы (SPORL) для надежного ферментативного осахаривания древесины лиственных пород». Прогресс биотехнологии . 25 (4): 1086–1093. DOI : 10.1002 / btpr.206 . PMID 19551888 . S2CID 18328577 .  
  65. ^ Foody, BE, Foody, KJ, 1991. Разработка интегрированной системы для производства этанола из биомассы. В: Класс, DL (ред.), Энергия из биомассы и отходов. Институт газовых технологий, Чикаго, стр. 1225-1243.
  66. ^ Лучшая ошибка для производства целлюлозного этанола | Обзор технологий MIT
  67. ^ a b Райнхарт, Л. (2006). «Просо как биоэнергетическая культура. Национальная информационная служба по устойчивому сельскому хозяйству» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 15 июля 2007 года . Проверено 10 декабря 2007 .
  68. Перейти ↑ Lugar RG, Woolsey RJ (1999). «Новая Петролеум». Иностранные дела . 78 (1): 88–102. DOI : 10.2307 / 20020241 . JSTOR 20020241 . 
  69. ^ Farrell AE, Plevin RJ, Turner BT, Джонс Д., О'Хара M, Кэммен DM (2006). «Этанол может способствовать достижению энергетических и экологических целей». Наука . 311 (5760): 506–508. Bibcode : 2006Sci ... 311..506F . DOI : 10.1126 / science.1121416 . PMID 16439656 . S2CID 16061891 .  
  70. ^ a b Хуанга Х., Рамасвамья С., Аль-Даджания В., Чирнера У., Кэрнкросс, РА (2009). «Влияние видов биомассы и размера растений на целлюлозный этанол: сравнительный процесс и экономический анализ». Биомасса Биоэнергетика . 33 (2): 234–246. DOI : 10.1016 / j.biombioe.2008.05.007 .
  71. ^ Ванг MQ, Хан Дж, Хак Z, Тинер Мы, Вуы М, Elgowainy А (2011). «Эффекты выбросов энергии и парниковых газов кукурузы и целлюлозного этанола с улучшением технологий и изменениями в землепользовании» . Биомасса Биоэнергетика . 35 (5): 1885–1896. DOI : 10.1016 / j.biombioe.2011.01.028 .
  72. ^ a b Соломон Б.Д., Барнс-младший, Халворсон К.Э. (2007). «История, экономика и энергетическая политика». Биомасса Биоэнергетика . 31 (6): 416–425. DOI : 10.1016 / j.biombioe.2007.01.023 .
  73. ^ Браун, Л. Р. План B 2.0: спасение растения в условиях стресса и цивилизации в беде. Нью-Йорк, США: WW Norton & Company; 2006 г.
  74. ^ Vasudevan PT, Gagnon MD, Briggs MS. «Экологически устойчивое биотопливо - случай для биодизеля, биобутанола и целлюлозного этанола». Устойчивая биотехнология . 2010 : 43–62.
  75. ^ a b Schmer MR, Vogel KP, Mitchell RB, Perrin RK (2008). «Чистая энергия целлюлозного этанола из проса проса» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 105 (2): 464–469. Bibcode : 2008PNAS..105..464S . DOI : 10.1073 / pnas.0704767105 . PMC 2206559 . PMID 18180449 .  
  76. ^ Тимоти Сёрчингер; и другие. (2008-02-29). «Использование пахотных земель в США для производства биотоплива увеличивает парниковые газы за счет выбросов в результате изменения землепользования». Наука . 319 (5867): 1238–1240. Bibcode : 2008Sci ... 319.1238S . DOI : 10.1126 / science.1151861 . PMID 18258860 . S2CID 52810681 .  Первоначально опубликовано в Интернете в Science Express 7 февраля 2008 г. См. «Письма в науку » Ванга и Хака. Эти выводы критикуют за наихудший сценарий.
  77. ^ a b Searchinger; и другие. (2008). «Вспомогательные материалы по использованию пахотных земель в США для производства биотоплива, увеличивающие выбросы парниковых газов в результате изменения землепользования» (PDF) . Принстонский университет . Архивировано из оригинального (PDF) 10.10.2011 . Проверено 11 июня 2009 . Данные взяты из таблицы 1B, стр. 21 .
  78. ^ Всемирная книга фактов, www.cia.org, 1 мая 2008
  79. ^ «Целлюлозный этанол: преимущества и проблемы. Геномика: GTL» . Управление науки Министерства энергетики США. 2007. Архивировано из оригинала на 2007-12-21 . Проверено 9 декабря 2007 .
  80. ^ "Целлюлозный этанол: топливо будущего?" (PDF) . ILSR Daily. 2007. Архивировано из оригинального (PDF) 27 сентября 2006 года.
  81. ^ "Целлюлозный этанол: топливо будущего?" . Science Daily . 2007 . Проверено 10 декабря 2007 .
  82. ^ a b Demain A, Newcomb M, Wu D (март 2005 г.). «Целлюлаза, клостридии и этанол. Микробиология» . Обзоры молекулярной биологии . 69 (1): 124–154. DOI : 10.1128 / MMBR.69.1.124-154.2005 . PMC 1082790 . PMID 15755956 .  
  83. ^ Центр данных по альтернативным видам топлива: преимущества и соображения этанола
  84. Перейти ↑ Weeks, J (2006). «Мы еще там? Не совсем, но целлюлозный этанол может появиться раньше, чем вы думаете» . Журнал Grist . Проверено 8 декабря 2007 .
  85. ^ Фаррелл AE; Плевин Р.Ж.; Тернер БТ; Джонс А.Д.; О'Хара М; Каммен Д.М. (27.01.2006). «Этанол может способствовать достижению энергетических и экологических целей». Наука . 311 (5760): 506–508. Bibcode : 2006Sci ... 311..506F . DOI : 10.1126 / science.1121416 . PMID 16439656 . S2CID 16061891 .  
  86. ^ a b Цифры, стоящие за этанолом, целлюлозным этанолом и биодизелем в США | Засыпка
  87. Перейти ↑ Ratliff E (2007). «Одна молекула может вылечить нашу зависимость от масла». Проводной журнал . 15 (10).
  88. ↑ Marshall B (октябрь 2007 г.). «Газ из травы». Поле и Ручей : 40–42.
  89. ^ «Анализ жизненного цикла EPA выбросов парниковых газов из возобновляемых видов топлива - Основные технические характеристики» (PDF) . Проверено 7 июня 2009 . См. Таблицу 1 .
  90. Перейти ↑ Nelson R (2007). «Целлюлозный этанол: биоэтанол в Канзасе» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 10 сентября 2008 года . Проверено 9 декабря 2007 .
  91. ^ Чарльз У. Райс (2002). «Сохранение углерода в почве: почему и как?» . Проверено 10 ноября 2008 .
  92. ^ BIES L (2006) Взрыв биотоплива: полезна ли зеленая энергия для дикой природы? Бюллетень Общества дикой природы: Vol. 34, № 4, с. 1203–1205
  93. ^ Крутцен П.Дж., Мозиер А.Р., Смит К.А., Винивартер В. «Выброс закиси азота при производстве агробиотоплива сводит на нет снижение глобального потепления за счет замены ископаемого топлива», Атмосферная химия и физика , 8 (2): 389-395 (2008).
  94. ^ Перник, Рон и Уайлдер, Клинт (2007). Революция чистых технологий с. 96.
  95. ^ REN21 (2009). Отчет о глобальном состоянии возобновляемых источников энергии: обновление за 2009 г., архивировано 12 июня 2009 г. на Wayback Machine стр. 16.
  96. ^ Kris Bevill (12 апреля 2011). «Крупнейший в мире завод по производству целлюлозного этанола открывает землю в Италии» . Журнал производителей этанола .
  97. ^ Декер, Джефф. Идем против зерна: этанол из лигноцеллюлозы , Renewable Energy World , 22 января 2009 г. Источник 1 февраля 2009 г.
  98. ^ Строительная целлюлоза
  99. ↑ Мэтью Л. Уолд (6 июля 2011 г.). «США поддерживают проект по производству топлива из кукурузных отходов» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 7 июля 2011 года . Министерство энергетики планирует предоставить гарантию по кредиту в размере 105 миллионов долларов на расширение завода по производству этанола в Эмметсбурге, штат Айова, который намеревается производить моторное топливо из кукурузных початков, листьев и шелухи.
  100. ^ Range Fuels получает ссуду в размере 80 миллионов долларов

Внешние ссылки [ править ]

  • Г.А. Мансури, Н. Энаяти, Л. Б. Агиарко (2016), Энергия: источники, использование, законодательство, устойчивость, Иллинойс как модельное государство , World Sci. Паб. Co., ISBN 978-981-4704-00-7 
  • Genera Energy Inc. - Менеджер крупнейшей программы выращивания проса в США с более чем 5000 акров земли за последние 6 лет.
  • К 2030 году производство этанола может достичь 90 миллиардов галлонов | при поддержке Sandia National Laboratories и GM Corp.
  • Национальные лаборатории Сандии и исследование GM: формат PDF с сайта hitectransportation.org
  • Топливо просо проса дает обильную энергию .
  • Этанол из целлюлозы: общий обзор - PC Badger, 2002 г.
  • Управление биологических и экологических исследований Министерства энергетики США (OBER) .
  • Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, научно-исследовательские достижения - целлюлозный этанол.
  • Лаборатория лесных товаров Министерства сельского хозяйства США
  • reuters.com, Новое биотопливо будет поступать из многих источников: конференция, пт, 13 февраля 2009 г., 14:50 EST
  • reuters.com, недельная маржа этанола в США выросла до уровня безубыточности, пятница, 13 февраля 2009 г., 16:01 EST
  • wired.com, Одна молекула может вылечить нашу зависимость от нефти, 24.09.07