Войти
Целлюлозный этанол представляет собой этанол (этиловый спирт), полученный из целлюлозы ( волокнистые волокна растения), а не из семян или плодов растения. Это биотопливо, произведенное из трав, древесины, водорослей или других растений. Волокнистые части растений в основном несъедобны для животных, включая человека, за исключением жвачных (пасущиеся, жующие жвачку животные, такие как коровы или овцы) и животных, которые зависят от ферментации задней кишки (как лошади, кролики и носороги).
Существует значительный интерес к целлюлозному этанолу из-за его важного экономического потенциала. Выращивание целлюлозы растениями - это механизм, который улавливает и накапливает солнечную энергию химически нетоксичным образом с получением запасов, которые легко транспортировать и хранить. Кроме того, в любом случае транспорт может оказаться ненужным, потому что травы или деревья могут расти практически везде с умеренным климатом. Вот почему коммерчески практичный целлюлозный этанол широко рассматривается как следующий уровень развития индустрии биотоплива, который может снизить спрос на бурение нефтяных и газовых скважин так, как зерно только на основе этанольного топлива нельзя. Существует потенциал для многих преимуществ углеродсодержащего жидкого топлива и нефтехимии (от которых зависит сегодняшний уровень жизни ), но в углеродном цикле - сбалансированном и возобновляемый способ (переработка поверхностного и атмосферного углерода вместо закачки в него подземного углерода и, таким образом, добавления к нему). Практичный с коммерческой точки зрения целлюлозный спирт может также избежать одной из проблем сегодняшнего обычного биотоплива (на основе зерна), заключающейся в том, что они создают конкуренцию за зерно с пищевыми целями, потенциально повышая цены на продукты питания. На сегодняшний день достижению этих целей препятствует тот факт, что производство целлюлозного спирта еще недостаточно практично в промышленных масштабах.
Целлюлозный этанол - это тип биотоплива, производимого из лигноцеллюлозы, структурного материала, составляющего большую часть массы растений. Лигноцеллюлоза состоит в основном из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Кукурузная солома, Panicum virgatum (просо), мискантус виды трав, древесная щепа, а также побочные продукты ухода за газонами и деревьями. наиболее популярные целлюлозные материалы для производства этанола. 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.
Просовник 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.
Одно из преимуществ целлюлозного этанола заключается в том, что он снижает выбросы парниковых газов (ПГ) на 85% по сравнению с реформулированным бензином. 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. По данным Национальной академии наук в 2011 году, не существует коммерчески жизнеспособных биоперерабатывающих заводов для преобразования лигноцеллюлозной биомассы в топливо. Отсутствие производства целлюлозного этанола в количествах, требуемых постановлением, стало основанием для решения Апелляционного суда США по округу Колумбия, объявленного 25 января 2013 г., аннулирующего требование, наложенное на топливо для автомобилей и грузовиков Производители в Соединенных Штатах Агентством по охране окружающей среды требуют добавления целлюлозного биотоплива в свою продукцию. Эти проблемы, наряду со многими другими сложными производственными проблемами, побудили исследователей политики Университета Джорджа Вашингтона заявить, что «в краткосрочной перспективе [целлюлозный] этанол не сможет обеспечить энергетическую безопасность и экологические цели альтернативного бензина».
Французский химик Анри Браконно первым открыл, что целлюлозу можно гидролизовать до сахаров обработкой серной кислотой в 1819. Затем гидролизованный сахар может быть переработан 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 после Первой мировой войны оба завода были закрыты по экономическим причинам.
Первая попытка коммерциализации процесса производства этанола из древесины была предпринята в Германии в 1898 году. Она включала использование разбавленной кислоты для гидролиза целлюлозы. до глюкозы, и смог произвести 7,6 литров этанола на 100 кг древесных отходов (18 галлонов США (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. Тем временем небольшое, но стабильное исследование гидролиза разбавленной кислотой продолжалось в USFS Forest. Лаборатория продуктов. 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 модификации оригинального немецкого процесса Scholler, разработанного лабораторией лесных товаров. Этот завод обеспечил выход этанола в размере 50 галлонов США (190 л) на тонну сухого вещества, но все еще был нерентабельным и был закрыт после войны.
С быстрым развитием ферментных технологий в последние два десятилетия процесс кислотного гидролиза постепенно заменяется ферментативным гидролизом. Химическая предварительная обработка сырья требуется для гидролиза (отделения) гемицеллюлозы, чтобы ее можно было более эффективно преобразовать в сахара. Предварительная обработка разбавленной кислотой разработана на основе ранних работ по кислотному гидролизу древесины в лаборатории лесных продуктов USFS. Недавно Лаборатория лесных продуктов вместе с Университетом Висконсина-Мэдисона разработала предварительную сульфитную обработку, чтобы преодолеть стойкость лигноцеллюлозы к устойчивому ферментативному гидролизу древесной целлюлозы.
Президент США Джордж Буш в своем обращении к штату, произнесенном 31 января 2006 года, предложил расширить использование целлюлозного этанола. В своем Послании о положении страны от 23 января 2007 г. президент Буш объявил о предлагаемом мандате на поставку 35 миллиардов галлонов США (130 000 000 м3) этанола к 2017 г. Широко признано, что максимальное производство этанола из кукурузный крахмал составляет 15 миллиардов галлонов США (57000000 м3) в год, что подразумевает предложенный мандат на производство примерно на 20 миллиардов галлонов США (76000000 м3) целлюлозного этанола в год к 2017 году. Предлагаемый план Буша включает финансирование в размере 2 млрд долл. США (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.
В марте 2007 года правительство США выделило 385 миллионов долларов в виде грантов, направленных на быстрое начало производства этанола из нетрадиционных источников, таких как древесная щепа, просо и кожура цитрусовых. Половина из шести выбранных проектов будет использовать термохимические методы, а половина будет использовать методы целлюлозного этанола.
Американская компания Range Fuels объявила в июле 2007 года, что она получила разрешение на строительство от штата Джорджия построит первый в США завод по производству целлюлозного этанола производительностью 100 миллионов галлонов США (380 000 м3) в год. Строительство началось в ноябре 2007 года. Завод Range Fuels был построен в Сопертоне, штат Джорджия, но был закрыт в январе 2011 года, так как на нем не производился этанол. Он получил грант в 76 миллионов долларов от Министерства энергетики США, плюс 6 миллионов долларов от штата Джорджия, плюс кредит в размере 80 миллионов долларов, гарантированный Программой помощи США по биопереработке. Соединенные Штаты (США) и Бразилия являются двумя ведущими производителями топливного этанола с 1970-х годов.
Биореактор для исследований целлюлозного этанола. Двумя способами производства этанола из целлюлозы являются:
Как обычно для получения чистого этанола, эти методы включают дистилляцию.
Этапы производят этанол с использованием биологического подхода:
В 2010 году был разработан генно-инженерный штамм дрожжей для производства собственные ферменты, переваривающие целлюлозу. 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.
Хотя лигноцеллюлоза является наиболее распространенным растительным материалом, ее удобство использования ограничено 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. 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.
На сегодняшний день доступные методы предварительной обработки включают кислотный гидролиз, паровой взрыв, расширение аммиачных волокон, органосольв, предварительную обработку сульфитом, AVAP® ( SO2-этанол-вода) фракционирование, щелочное мокрое окисление и предварительная обработка озоном. Помимо эффективного высвобождения целлюлозы, идеальная предварительная обработка должна минимизировать образование продуктов разложения из-за их ингибирующего действия на последующие процессы гидролиза и ферментации. Присутствие ингибиторов не только еще больше усложнит производство этанола, но также увеличит стоимость производства из-за необходимых этапов детоксикации. Несмотря на то, что предварительная обработка кислотным гидролизом, вероятно, является старейшим 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. Расширение волокна аммиака (AFEX) - многообещающая предварительная обработка, не оказывающая ингибирующего действия на образующийся гидролизат.
Большинство процессов предварительной обработки неэффективны при применении в отношении сырья с высоким содержанием лигнина, такого как лесная биомасса. Organosolv, 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 хвойные породы. SPORL - это наиболее энергоэффективный (производство сахара на единицу потребления энергии при предварительной обработке) и надежный процесс предварительной обработки лесной биомассы с очень низким производством ингибиторов ферментации. Варка целлюлозы из органосольвии особенно эффективна для твердых пород древесины и обеспечивает легкое извлечение гидрофобного лигнинового продукта путем разбавления и осаждения. Процесс AVAP® эффективно фракционирует все типы лигноцеллюлозы на чистую хорошо усваиваемую целлюлозу, неразложившиеся сахара гемицеллюлозы, реактивный лигнин и лигносульфонаты и характеризуется эффективным восстановлением химических веществ.
Существует два основных процесса гидролиза (целлюлолиза) целлюлозы: химическая реакция с использованием кислот или ферментативная реакция с использованием целлюлаз.
Молекулы целлюлозы состоят из длинных цепочек молекул сахара. При гидролизе целлюлозы (то есть целлюлолизе ) эти цепи разрушаются, чтобы высвободить сахар перед его ферментацией для производства спирта.
В традиционных методах, разработанных в 19 веке и в начале 20 века, гидролиз осуществляется путем воздействия на целлюлозу кислотой. 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, серьезным препятствием для процесса с разбавленной кислотой является то, что гидролиз настолько резок, что образуются токсичные продукты разложения, которые могут мешать ферментации. BlueFire Renewables использует концентрированную кислоту, потому что она не производит столько ингибиторов ферментации, но должна быть отделена от потока сахара для рециркуляции [например, хроматографическое разделение с имитацией движущегося слоя], чтобы быть коммерчески привлекательной.
Ученые Службы сельскохозяйственных исследований обнаружили, что они могут получить доступ и сбродить 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 дает 93 галлона США (350 л) этанола на тонну пшеничной соломы.
Цепи целлюлозы могут быть разбиты на молекулы глюкозы с помощью целлюлаза ферменты.
Эта реакция происходит при температуре тела в желудках жвачных, таких как крупный рогатый скот и овцы, где ферменты производятся 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. В настоящее время большинство исследований предварительной обработки проводились в лабораторных условиях, но компании изучают способы перехода от лабораторных к пилотным или производственным масштабам.
Различные производители ферментов также внесли значительный вклад в технологический прорыв в области целлюлозного этанола за счет массового производства ферментов для гидролиза по конкурентоспособным ценам.
гриб Trichoderma reesei используется Iogen Corporation для выделения «специально сконструированных ферментов» для ферментативного гидролиза процесс. Их сырье (дерево или солома) необходимо предварительно обработать, чтобы оно могло подвергнуться гидролизу.
Другая канадская компания, SunOpta, использует предварительную обработку паровым взрывом, предоставляя свою технологию предприятию Verenium (бывшая Celunol Corporation) в Дженнингс, Луизиана, предприятию Abengoa в Саламанка, Испания, и China Resources Alcohol Corporation в Чжаодун. На производственном предприятии CRAC в качестве сырья используется кукурузная солома.
Genencor и Novozymes получили финансирование Министерства энергетики США на исследования по снижению стоимости целлюлаз, ключевой ферменты при производстве целлюлозного этанола ферментативным гидролизом. Недавним прорывом в этом отношении стало открытие и включение литических полисахаридных монооксигеназ. Эти ферменты способны значительно усиливать действие других целлюлаз путем окислительной атаки на полисахаридный субстрат.
Другие ферментные компании, такие как, разрабатывают генно-инженерные грибы, которые будут производить большие объемы ферменты целлюлаза, ксиланаза и гемицеллюлаза, которые можно использовать для преобразования сельскохозяйственных остатков, таких как кукурузная солома, дистилляционные зерна, пшеничная солома и сахарный тростник жмых и энергетические культуры, такие как просо, в ферментируемые сахара, которые можно использовать для производства целлюлозного этанола.
В 2010 году BP Biofuels выкупила долю предприятия Verenium, созданного в результате слияния Diversa и Celunol, по производству целлюлозного этанола. совместно владел и управлял демонстрационным заводом объемом 1,4 миллиона галлонов США (5300 м3) в год в Дженнингсе, штат Луизиана, а также лабораторными помещениями и персоналом в Сан-Диего, Калифорния. BP Biofuels продолжает эксплуатировать эти объекты и приступила к первым этапам строительства коммерческих объектов. Этанол, произведенный на заводе в Дженнингсе, был отправлен в Лондон и смешан с бензином, чтобы обеспечить топливо для Олимпийских игр.
, ранее KL Process Design Group, начала коммерческую эксплуатацию завода по производству целлюлозного этанола производительностью 1,5 млн. Галлонов США (5700 м3) в год в Аптоне, штат Вайоминг, в последнем квартале 2007 г. Завод Western Biomass Energy в настоящее время достигает урожайности 40–45 галлонов США (150–170 л) на тонну сухого вещества. Это первое действующее предприятие по производству целлюлозного этанола в стране. В процессе KL Energy используется процесс термомеханического разложения и ферментативного преобразования. Основным сырьем является мягкая древесина, но лабораторные испытания уже подтвердили, что процесс KL Energy применяется на винных выжимках, жмыхе сахарного тростника, твердых бытовых отходах и просе.
Традиционно пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae ) долгое время использовались в пивоваренной промышленности для производства этанола из гексоз (шесть -углеродные сахара). Из-за сложной природы углеводов, присутствующих в лигноцеллюлозной биомассе, значительное количество ксилозы и арабинозы (пятиуглеродные сахара, производные из гемицеллюлозной части лигноцеллюлозы) также присутствует в гидролизате. Например, в гидролизате кукурузной соломы примерно 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.
В последние годы метаболическая инженерия для микроорганизмов, используемых в производстве топливного этанола, продемонстрировала значительный прогресс. Помимо Saccharomyces cerevisiae, микроорганизмы, такие как Zymomonas mobilis и Escherichia coli, стали мишенью с помощью метаболической инженерии 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 на основе бактерий.
Недавно были описаны сконструированные дрожжи, эффективно ферментирующие ксилозу и арабинозу, и даже то и другое вместе. Дрожжевые клетки особенно привлекательны для процессов получения целлюлозного этанола, поскольку они используются в биотехнологии в течение сотен лет, устойчивы к высоким концентрациям этанола и ингибитора и могут расти при низких значениях pH, чтобы уменьшить бактериальное загрязнение.
Было обнаружено, что некоторые виды бактерий способны напрямую превращать целлюлозный субстрат в этанол. Одним из примеров является Clostridium thermocellum, в котором используется сложная целлюлосома для разложения целлюлозы и синтеза этанола. Однако C. thermocellum также производит другие продукты во время метаболизма целлюлозы, включая ацетат и лактат, помимо этанола, что снижает эффективность процесса. Некоторые исследовательские усилия направлены на оптимизацию производства этанола генно-инженерными бактериями, которые сосредоточены на пути производства этанола.
Газификатор с псевдоожиженным слоем в Гюссинг Бургенланд Австрия Процесс газификации не основан на химическом разложении цепочки целлюлозы (целлюлолизе). Вместо того, чтобы расщеплять целлюлозу на молекулы сахара, углерод в исходном материале превращается в синтез-газ, используя то, что составляет частичное сгорание. Затем монооксид углерода, диоксид углерода и водород можно подавать в особый тип ферментера. Вместо ферментации сахара с помощью дрожжей в этом процессе используются бактерии Clostridium ljungdahlii. Этот микроорганизм будет поглощать окись углерода, двуокись углерода и водород и производить этанол и воду. Таким образом, процесс можно разбить на три этапа:
Недавнее исследование обнаружило другую бактерию Clostridium, которая, по-видимому, в два раза эффективнее производит этанол из монооксида углерода, чем упомянутый выше.
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. Этот процесс может также производить другие виды жидкого топлива, альтернативная концепция, успешно продемонстрированная монреальской компанией Enerkem на своем предприятии в Вестбери, Квебек.
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 увеличит эффективность и рентабельность производства целлюлозного этанола.
Sakamoto (2012) et al. демонстрируют способность микробов генной инженерии экспрессировать ферменты гемицеллюлазы. Исследователи создали рекомбинантный штамм Saccharomyces cerevisiae, который был способен:
Штамм был способен преобразовать гидролизат рисовой соломы в этанол, содержащий гемицеллюлозные компоненты. Более того, он смог произвести в 2,5 раза больше этанола, чем контрольный штамм, что свидетельствует об высокоэффективном процессе инженерии клеточной поверхности для производства этанола.
Переход на возобновляемые источники топлива уже много лет является целью. Однако большая часть его производства осуществляется 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). Давление со стороны правительства по переходу на возобновляемые топливные ресурсы стало очевидным после того, как Агентство по охране окружающей среды США ввело в 2007 г. Стандарт возобновляемого топлива (RFS), который требовал, чтобы определенный процент возобновляемого топлива был включен в топливные продукты. Правительство США решительно поддерживает переход на производство целлюлозного этанола из кукурузного этанола. 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. В Законе об энергетической независимости и безопасности первоначально были поставлены цели в 100 миллионов, 250 миллионов и 500 миллионов. галлонов за 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 запланированного показателя. 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.
Из-за отсутствия имеющихся данных о промышленных предприятиях трудно определить точный метод производства, который будет применяться 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 меньшем масштабе. Эти основные объекты приведены в таблице ниже.
Пусковые затраты на пилотные установки по производству лигноцеллюлозного этанола высоки. 28 февраля 2007 г. США Министерство энергетики объявило о выделении 385 миллионов долларов гранта на шесть заводов по производству целлюлозного этанола. Это грантовое финансирование составляет 40% инвестиционных затрат. Остальные 60% поступают от промоутеров этих заведений. Таким образом, будет инвестировано в общей сложности 1 миллиард долларов в строительство мощностей объемом около 140 миллионов галлонов США (530 000 м3). Это означает капитальные вложения в размере 7 долларов США на галлон в год для пилотных заводов; будущие капитальные затраты будут ниже. Производство кукурузы в этанол стоит примерно 1–3 доллара на галлон в год, хотя стоимость самой кукурузы значительно выше, чем для проса или биомассы из отходов.
По состоянию на 2007 год этанол производился 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 в последнее время 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.
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 миллионов сухих тонн лесных остатков и 150,7 млн. Сухих тонн кукурузной соломы и пшеничной соломы. Преобразование их в этанол с использованием эффективных и экономичных ферментов гемицеллюлазы или других процессов может обеспечить до 30% текущего потребления топлива в Соединенных Штатах. Более того, даже малопригодные для сельского хозяйства земли могут быть засеяны культурами, производящими целлюлозу, такими как просо, в результате чего будет произведено достаточно продукции, чтобы заменить весь текущий импорт нефти в Соединенные Штаты.
Бумага, картон и упаковка включают значительная часть твердых отходов отправляется на свалки в США каждый день, 41,26% всех органических твердых бытовых отходов (ТБО) по данным California Integrated Waste Management Board Профили города. Эти городские профили учитывают накопление 612,3 коротких тонн (555,5 т) ежедневно на свалке, где сохраняется средняя плотность населения 2413 человек на квадратную милю. Все они, кроме гипсокартона, содержат целлюлозу, которая превращается в целлюлозный этанол. Это может иметь дополнительные экологические преимущества, поскольку при разложении этих продуктов образуется метан, мощный парниковый газ.
Сокращение удаления твердых отходов за счет конверсии целлюлозного этанола снизит затраты на утилизацию твердых отходов местными властями. и правительства штатов. Подсчитано, что каждый человек в США выбрасывает 4,4 фунта (2,0 кг) мусора каждый день, из которых 37% содержат макулатуру, которая в основном состоит из целлюлозы. Это составляет 244 тысячи тонн выбрасываемой макулатуры, содержащей целлюлозу, в день. Сырье для производства целлюлозного этанола не только бесплатное, но и имеет отрицательную стоимость - т. Е. Производители этанола могут получить деньги, чтобы забрать его.
В июне 2006 г. на слушаниях в Сенате США была объявлена текущая стоимость производство целлюлозного этанола стоит 2,25 доллара США за галлон (0,59 доллара США за литр), в первую очередь из-за низкой эффективности преобразования в настоящее время. При такой цене замена барреля нефти (42 галлона США (160 л)) будет стоить около 120 долларов, учитывая более низкую энергоемкость этанола. Тем не менее, Министерство энергетики настроено оптимистично и запросило удвоение финансирования исследований. На том же слушании в Сенате было сказано, что целью исследования является снижение стоимости 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 экономичная альтернатива ископаемому топливу. Это современное оружие в войне с нефтью », - сказал Винод Хосла, управляющий партнер Khosla Ventures, который недавно сообщил агентству Reuters Global Biofuels Summit показал, что в течение десяти лет цены на целлюлозное топливо упадут до 1 доллара за галлон.
В сентябре 2010 г. в отчете Bloomberg была проанализирована европейская инфраструктура биомассы и будущее развитие 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. В отчете предлагалось, чтобы Европе следовало скопировать нынешние субсидии США в размере до 50 долларов за тонну сухого вещества.
Недавно, 25 октября 2012 года, BP, один из лидеров в области топливных продуктов, объявила об отмене предложенного им коммерческого предложения на 350 миллионов долларов. масштабное растение. 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. General Motors (GM) также инвестировала в целлюлозные компании, в частности Mascoma и Coskata. Есть много других компаний, которые строят или движутся в этом направлении. Abengoa строит завод мощностью 25 миллионов галлонов в год на \ технологической платформе на основе гриба Myceliophthora thermophila для преобразования лигноцеллюлозы в ферментируемые сахара. Поэт также производит 200 миллионов долларов 25 миллионов галлонов в год в Эмметсбурге, штат Айова. Mascoma, ставшая партнером Валеро, объявила о своем намерении построить в Кинроссе, штат Мичиган, строительство завода объемом 20 миллионов галлонов в год. China Alcohol Resource Corporation разработала завод по производству целлюлозного этанола объемом 6,4 млн литров в непрерывном режиме.
Кроме того, 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 этанола) мощностью 82 миллиона литров в год (22 млн. Г / год) в штате Алагоас, Бразилия, который станет первым промышленным предприятием группы. 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 Ежегодным финансовым отчетам GranBio, общий объем инвестиций составил 208 миллионов долларов США.
Целлюлазы и гемицеллюлазы, используемые при производстве целлюлозного этанола, дороже по сравнению с их первым поколением аналоги. Стоимость ферментов, необходимых для производства этанола из зерна кукурузы, составляет 2,64-5,28 долларов США за кубический метр произведенного этанола. Предполагается, что ферменты для производства целлюлозного этанола будут стоить 79,25 доллара США, то есть в 20-40 раз дороже. 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. Более поздние оценки ниже и предполагают 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. Недавний paper 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, то есть в нем не используется «пища в качестве топлива».
В целом 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. 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. Недавно Лаборатория лесных товаров Министерства сельского хозяйства США вместе с Университетом Висконсин-Мэдисон разработали эффективные технологии, которые могут преодолеть сильную сопротивляемость лесной (древесной) биомассы, включая биомассу хвойных пород с низким содержание ксилана. Интенсивное культивирование с коротким оборотом или выращивание деревьев может предложить практически неограниченные возможности для производства лесной биомассы.
Щепа с обрезков и верхушек деревьев и опилки с лесопильных заводов и макулатура целлюлоза является обычным сырьем лесной биомассы для производства целлюлозного этанола.
Ниже приведены несколько примеров сельскохозяйственной биомассы:
просо (Panicum virgatum ) является местным высокая трава прерии трава. Этот многолетник, известный своей выносливостью и быстрым ростом, в теплые месяцы вырастает до высоты 2–6 футов. Просо можно выращивать в большинстве частей 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.
Просовник - одобренная покровная культура для земель, охраняемых в рамках федеральной Программы сохранения заповедников (CRP). CRP - это государственная программа, которая платит 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. Просмотрено использование проса для производства биотоплива на землях Программы природоохранных резервов (ПСО), что может повысить экологическую устойчивость и снизить стоимость программы ПСО. Однако правила ПКИ должны быть изменены, чтобы разрешить такое экономичное использование земель ПКИ.
Мискантус × гигантский - 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.
Початки кукурузы и солома кукурузы являются наиболее популярной сельскохозяйственной биомассой.
Было высказано предположение, что Кудзу может стать ценным источником биомассы.
Влияние на окружающую среду от производства топлива важный фактор в 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. 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. Кроме того, целлюлозный этанол может снизить выбросы углекислого газа почти до нуля.
Главной проблемой для жизнеспособности существующих альтернативных видов топлива являются 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. Разница между этим и производством целлюлозного этанола состоит в том, что целлюлозный материал широко доступен и извлекается из большого количества материалов. Некоторые культуры, используемые для производства целлюлозного этанола, включают просо, кукурузную солому и гибридный тополь. Эти культуры быстрорастут и могут выращиваться на многих типах земель, что делает их более универсальными. Целлюлозный этанол также может быть получен из древесных отходов (щепа и опилки), твердых бытовых отходов, таких как мусор или мусор, бумаги и осадка сточных вод, соломы зерновых и травы. В частности, непищевые части растительного материала используются для производства целлюлозного этанола, что также сводит к минимуму потенциальные затраты на использование производства продуктов питания
в производстве.
Эффективность выращивания сельскохозяйственных культур для назначение 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. Исследование, проведенное в течение пяти 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. Уровни выбросов парниковых газов и диоксида углерода также резко снизились при использовании целлюлозного этанола по сравнению с традиционным бензином.
| Резюме Searchinger et al.. сравнение выбросов этанола из кукурузы и бензина GHG. с изменением землепользования и без него. (Граммы CO2высвобождены на мегаджоуль энергии в топливе) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Тип топлива. (США) | Углерод. интенсивность | Сокращение. ПГ | Углерод. интенсивность. + ILUC | Снижение. ПГ |
| Бензин | 92 | - | 92 | - |
| Кукурузный этанол | 74 | -20% | 177 | + 93% |
| Целлюлозный этанол | 28 | -70% | 138 | + 50% |
| Примечания: Рассчитано с использованием допущений по умолчанию для сценария 2015 года для этанола в E85.. Бензин представляет собой комбинацию обычного и реформулированный бензин. | ||||
В 2008 году для производства этанола использовалось лишь небольшое количество 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) незатопленных земель в Соединенных Штатах 33% составляют леса, 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 в год, чтобы заменить 30% или более текущего 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. Недавнее исследование, проведенное Университетом Теннесси, показало, что целых 100 миллионов акров (400 000 км или 154 000 кв. Миль) пахотных земель и пастбищ необходимо будет выделить для выращивания проса, чтобы компенсировать использование нефти на 25 процентов.
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 этанола 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. 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 самообеспечения оценивает стоимость целлюлозного этанола на промышленных предприятиях первого поколения в диапазоне 1,90–2,25 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).
Одна из основных причин повышения использование биотоплива заключается в сокращении выбросов парниковых газов. По сравнению с бензином, этанол горит чище, поэтому в воздух попадает меньше углекислого газа и общего загрязнения. Кроме того, при сгорании образуется лишь небольшой смог. 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. 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. 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, больше, чем те, которые предоставляются производителям, выращивающим кукурузу для получения этанола, которые составляют от 3 до 20 центов за галлон.
Для производства 1 Дж требуется 0,76 Дж энергии из ископаемого топлива. стоит этанол из кукурузы. 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 по политике в Партнерство Теодора Рузвельта по охране природы. Министерство энергетики США пришло к выводу, что этанол на основе кукурузы обеспечивает на 26 процентов больше энергии, чем требуется для производства, а целлюлозный этанол обеспечивает на 80 процентов больше энергии. Целлюлозный этанол дает на 80 процентов больше энергии, чем требуется для его выращивания и преобразования. Процесс превращения кукурузы в этанол требует примерно в 1700 раз (по объему) больше воды, чем произведенный этанол. Кроме того, он оставляет 12-кратный объем отходов. Зерновой этанол использует только съедобную часть растения.
| США Агентство по охране окружающей среды. Проект жизненный цикл выбросы парниковых газов результаты сокращения. для разных временных горизонтов и подходы к ставке дисконтирования. (включает косвенные эффекты изменения землепользования ) | ||
|---|---|---|
| Fuel Pathway | 100 лет +. скидка 2%. ставка | 30 лет +. скидка 0%. коэффициент |
| Кукурузный этанол (природный газ сухая мельница) | -16% | + 5% |
| Кукурузный этанол (в лучшем случае NG DM) | -39% | -18% |
| Кукурузный этанол (уголь сухая мельница) | + 13% | + 34% |
| Кукурузный этанол (сухая мельница для биомассы ) | -39% | -18% |
| Кукурузный этанол (сухая мельница для биомассы с. объединена тепло и мощность) | -47% | -26% |
| этанол из бразильского сахарного тростника | -44% | -26% |
| Целлюлозный этанол из проса | -128% | -124% |
| Целлюлозный этанол из кукурузной соломы | -115% | -116% |
| Примечания: ( 1) Установки сухого измельчения (DM) измельчают все ядро и обычно производят. только одно первичный побочный продукт: зерно дистилляторов с растворимыми веществами (DGS).. (2) В лучшем случае заводы производят побочный продукт зерен влажных дистилляторов. | ||
Целлюлоза не используется в пищу и может выращиваться в во всех частях света. Вся установка может быть использована при производстве целлюлозного этанола. Просовник дает вдвое больше этанола на акр, чем кукуруза. 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 увеличить содержание углерода в почве, что может иметь прямое влияние на изменение климата, поскольку углерод почвы может поглощать двуокись углерода из воздуха. 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 сажать монокультуру проса проса 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 различных насаждений вместо монокультур заслуживает дальнейшего изучения по мере продолжения исследований.
Исследование лауреата Нобелевской премии Пола Крутцена было обнаружено, что этанол, произведенный из кукурузы, имел «чистый эффект потепления климата» по сравнению с нефтью, когда полная оценка жизненного цикла должным образом учитывает выбросы закиси азота (N20), которые происходят во время кукурузный этанол производство. Крутцен обнаружил, что культуры с меньшей потребностью в азоте, такие как травы и древесные поросли, оказывают более благоприятное воздействие на климат.
Коммерциализация целлюлозного этанола - это процесс создания индустрии методов 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 производят ферменты, которые могут сделать будущее целлюлозным этанолом. Переход от 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.
Индустрия целлюлозного этанола разработала несколько новых коммерческих масштабов. заводов в 2008 году. В Соединенных Штатах действовали заводы общей мощностью 12 миллионов литров (3,17 миллиона галлонов) в год, а еще на 26 новых заводах производилось строительство дополнительных 80 миллионов литров (21,1 миллиона галлонов) в год. В Канаде действовала мощность 6 миллионов литров в год. В Европе несколько заводов работали в Германии, Испании и Швеции, и их производственная мощность составляла 10 млн литров в год.
В апреле итальянское предприятие по производству целлюлозного этанола мощностью 13 млн г / год на северо-западе Италии начало работу. 12, 2011. Этот проект станет крупнейшим в мире проектом по производству целлюлозного этанола, в 10 раз больше, чем любое из действующих в настоящее время демонстрационных предприятий.
Xyleco Независимая инженерная компания провела сравнительную оценку жизненного цикла в соответствии с ISO. (LCA) запатентованного процесса Xyleco по принципу «от колыбели до могилы» и пришел к выводу, что потенциал глобального потепления этанола Xyleco на 83% ниже, чем у бензина, на 77% ниже, чем у этанола из кукурузы, и на 40% ниже, чем у этанола из сахарного тростника. (https://www.cbsnews.com/video/marshall-medoff-the-unlikely-eccentric-inventor-turning-inedible-plant-life-into-fuel-60-minutes/ )
| Компания | Lo катион | Сырье |
|---|---|---|
| Абенгоа Биоэнергетика | Hugoton, KS | Пшеничная солома |
| Этанол BlueFire | Ирвин, Калифорния | Множественные источники |
| Сакраменто, Калифорния | Отходы рисовой соломы | |
| Коската | Уорренвилл, Иллинойс | Биомасса, сельскохозяйственные и муниципальные отходы |
| DuPont | Воноре, Теннесси | Кукурузные початки, просо |
| DuPont | Невада, ИА | Кукурузная солома |
| Рино, Невада | Твердые бытовые отходы | |
| Мосси-Хед, Флорида | Древесные отходы | |
| Аптон, Вайоминг | Вуд | |
| Маскома | Лансинг, Мичиган | Вуд |
| POET-DSM Advanced Biofuels | Эмметсбург, ИА | Кукурузные кочерыжки, шелуха и солома |
| Range Fuels | Treutlen County, GA | Древесные отходы |
| SunOpta | Little Falls, MN | Древесная щепа |
| Рочестер, Нью-Йорк | Множественные источники | |
| Хайлендс Каунти, Флорида | Сладкое сорго | |
| Кэтанол | Обурндейл, Флорида | Цедра цитрусовых |
| xyleco || Уэйкфилд, Массачусетс || биомасса
Портал возобновляемых источников энергии 
Портал энергии Целлюлоза
