Войти
Коммерциализация целлюлозного этанола - это процесс создания отрасли, в которой используются методы переработки целлюлозы - содержащие органические вещества в целлюлозный этанол для использования в качестве биотоплива. Такие компании, как Iogen, POET, DuPont и Abengoa, строят нефтеперерабатывающие заводы, которые могут перерабатывать биомассу и превратить его в биоэтанол. Такие компании, как Diversa, Novozymes и, производят ферменты, которые могут обеспечить будущее целлюлозного этанола. 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.
По состоянию на 2013 год появились первые предприятия промышленного масштаба. по производству целлюлозного биотоплива. Используются различные способы конверсии различных видов сырья для биотоплива. В ближайшие несколько лет станут доступны данные о стоимости этих технологий, работающих в коммерческих масштабах, и их относительной производительности. Извлеченные уроки снизят затраты на производственные процессы.
Целлюлозный этанол можно производить из разнообразного сырья, такого как древесная масса деревьев или любые растительные вещества. Вместо того чтобы брать зерно из пшеницы и измельчать его, чтобы получить крахмал и глютен, а затем брать крахмал, производство целлюлозного этанола предполагает использование всего урожая. Такой подход должен повысить урожайность и сократить углеродный след, потому что количество энергоемких удобрений и фунгицидов останется прежним, для более высокого выхода годного для использования материала.
Ethtec строит пилотный завод в Харвуде, Новый Южный Уэльс, который использует древесные отходы в качестве сырья.
GranBio (ранее известная как GraalBio) строит предприятие, рассчитанное на производство 82 миллионов литров целлюлозного этанола в год.
В Канаде Iogen Corporation является разработчиком технологии производства целлюлозного этанола.. Компания Iogen разработала собственный процесс и управляет демонстрационным заводом в Онтарио. Завод был спроектирован и спроектирован для переработки 40 тонн пшеничной соломы в день в этанол с использованием ферментов, произведенных на соседнем предприятии по производству ферментов. В 2004 году Iogen начала поставлять на рынок свои первые партии целлюлозного этанола. В ближайшем будущем компания намеревается коммерциализировать процесс производства этанола из целлюлозы путем широкого лицензирования своей технологии через партнерские отношения по строительству заводов «под ключ». В настоящее время компания оценивает участки в США и Канаде для своего первого промышленного предприятия.
имеет пилотный завод, который использует древесину в качестве сырья, в Ванкувере.
В марте 2009 г., Южная Дакота и Альберта объявили о своем намерении построить завод по производству целлюлозного этанола около Гудзонова залива, Саскачеван. Завод возобновляемых источников энергии в Северо-Восточном Саскачеване будет использовать современные разработки и технологии KL Energy для производства этанола из древесных отходов.
Производство целлюлозного этанола в настоящее время существует в «пилотных» и «коммерческих демонстрационных» масштабах, включая завод в Китае, спроектированный SunOpta Inc. и принадлежит и управляется China Resources Alcohol Corporation, которая в настоящее время производит целлюлозный этанол из кукурузной соломы (стебли и листья) на непрерывной 24-часовой основе.
Завод по производству биоэтанола Inbicon в Калундборге, мощностью 5,4 миллиона литров (1,4 миллиона галлонов) в год, был открыт в 2009 году. крупнейший завод по производству целлюлозного этанола по состоянию на начало 2011 года, производственный объем составляет около 30 000 метрических тонн (33 000 тонн) соломы в год, и на заводе работает около 30 человек. Завод также производит 13000 метрических тонн гранул лигнина в год, которые используются в качестве топлива на ТЭЦ, и 11 100 метрических тонн C5 мелассы, которая в настоящее время используется для производство биометана путем анаэробного переваривания, и был протестирован в качестве добавки к корму для животных с высоким содержанием углеводов и потенциального сырья на биологической основе для производства многочисленных товарных химических веществ, включая диолы, гликоли, органические кислоты, а также предшественники и промежуточные продукты биополимеров.
С октября 2010 года смесь E5, состоящая из 95% бензина и 5% целлюлозного этанола, доступна на 100 заправочных станциях по всей Дании. Распространяемая Statoil, смесь Bio95 2G использует этанол, полученный из пшеничной соломы, собранной на датских полях после сбора урожая и производимой Inbicon (подразделение DONG Energy ) с использованием ферментной технологии от Novozymes.
| Компания | Местоположение | Сырье | Годовое количество | Эксплуатация |
|---|---|---|---|---|
| Борнхольм | Пшеничная солома | 5 мегалитров | 2012 | |
| Aabenraa | Пшеничная солома | ? мегалитр | 2013 | |
| Inbicon принадлежит Dong Energy | Kalundborg, Зеландия | Пшеничная солома | 5,4 мегалитра | 2009 |
| принадлежит Dong Energy | Пшеничная солома | 50-70 мегалитров | Отменено 2016 |
Биотопливная компания Butalco недавно подписала исследование и контракт на разработку с Университетом Хоэнхайма. Институт технологии ферментации при факультете пищевых наук и биотехнологии Университета Хоэнхайма уже почти 30 лет занимается вопросами производства биоэтанола. В последние годы основное внимание уделялось совершенствованию оценки материалов, энергии и жизненного цикла производства этанола. Особый интерес для BUTALCO представляет использование недавно построенной экспериментальной установки, которая оборудована бродильным помещением, одобренным для класса безопасности 1, с ферментерами 4 x 1,5 м³. Концепция завода позволяет перерабатывать сырье на основе как крахмала, так и лигноцеллюлозы. Сотрудничество позволит BUTALCO оптимизировать ферментацию сахара C5 и производство бутанола штаммов дрожжей в техническом масштабе и произвести первые количества биоэтанола из лигноцеллюлозы. Весь процесс производства биотоплива от выбора исходного сырья целлюлозной биомассы до преобразования в сахара и ферментации до очистки будет оптимизирован в промышленных условиях... В Штраубинге работает специализированная химическая компания Clariant. предкоммерческий завод, основанный на технологии солнечной жидкости с 2012 года. Завод способен производить до 1000 тонн целлюлозного этанола из сельскохозяйственных остатков, таких как пшеничная солома, кукурузная солома или жом сахарного тростника. В технологическом процессе используется ферментативный гидролиз с последующей ферментацией сахаров C5 и C6 в этанол. Компания планирует лицензировать эту технологию по всему миру.
Производство целлюлозного этанола в настоящее время существует в «пилотном» масштабе, при этом предпринимаются усилия по утилизации отходов лигноцеллюлозной биомассы для производства этанола. Экспериментальные исследования по использованию хвои сосны и сорняков лантана, проведенные в отделе целлюлозы и бумаги Института лесных исследований, Дехрадун, Индия.
12 апреля 2011 года итальянское предприятие начало строительство завода по производству целлюлозного этанола, производящего 13 миллионов галлонов США (49 000 м3) в год, в Кресентино на северо-западе Италии. Этот проект будет самым крупным. проект по производству целлюлозного этанола в мире в 10 раз больше, чем любой из действующих в настоящее время демонстрационных объектов. Предполагается, что завод «заработает в 2012 году и будет использовать различные виды сырья местного производства, начиная с пшеничной соломы и Arundo donax, многолетнего гигантского тростника». В 2018 году компания обанкротилась, и завод пришлось продать с аукциона.
Nippon Oil Corporation и другие японские производители, включая Toyota Motor Corporation, планируют создать исследовательский центр для разработки биотоплива на основе целлюлозы. Консорциум планирует производить 250 000 килолитров (1,6 миллиона баррелей) биоэтанола в год к марту 2014 года и производить биоэтанол по цене 40 иен (0,437 доллара США) за литр (около 70 долларов США за баррель) к 2015 году.
В марте 2009 года, Honda Motor объявила о соглашении о строительстве нового исследовательского центра по исследованию целлюлозного этанола в Японии. Новый филиал в Казуса Центра фундаментальных технологических исследований Honda будет построен в Кисаразу, Чиба. Строительство планируется начать в апреле 2009 года с целью начать работу в ноябре 2009 года.
В октябре 2010 года норвежский разработчик технологии производства целлюлозного этанола Weyland начал производство на 200 000 литров. (приблизительно 53 000 галлонов) пилотная установка в Бергене, Норвегия. Завод продемонстрирует производственный процесс компании по кислотному гидролизу, подготовив почву для реализации проекта коммерческого масштаба. Компания также планирует продавать свою технологию по всему миру.
Коммерческий завод по переработке древесины (50% хвойных пород + 50% лиственных пород) в этанол действует на севере России, в городе Киров., с 1972 года и до сих пор прибыльна. В качестве побочных продуктов компания «Кировский биохимический завод» предлагает сухие кормовые дрожжи (20 т / мес.) И лигнин. Для установки оборудования для сушки и сжигания лигнина, как свежего, так и накопленного на полигоне, для производства пара и электричества, недавно был получен банковский кредит в размере 200 миллионов долларов.
Абенгоа продолжает инвестировать значительные средства в необходимой технологии для вывода целлюлозного этанола на рынок. Используя технологический процесс и технологию предварительной обработки от SunOpta Inc., Abengoa строит завод по производству целлюлозного этанола на 5 миллионов галлонов США (19000 м) в Испании и недавно заключил соглашение о стратегических исследованиях и разработках с Inc. (AMEX: DIL) для создания новых и более совершенных смесей ферментов, которые можно использовать для улучшения как эффективности, так и структуры затрат при производстве целлюлозного этанола.
разработала промышленный процесс производства этанола из сырья биомассы, включая древесную стружку и жом сахарного тростника. Опытно-конструкторские работы проводятся на опытном заводе в Орншельдсвике и вызвали международный интерес. В период с 2013 по 2015 год технология будет постепенно расширяться до коммерческого производства на новом типе биоперерабатывающих заводов.
Правительство США активно поддерживает разработку и коммерциализацию целлюлозного этанола посредством разнообразные механизмы. В первое десятилетие 21 века многие компании объявили о планах строительства промышленных заводов по производству целлюлозного этанола, но большинство из этих планов в конечном итоге рухнули, и многие небольшие компании обанкротились. В настоящее время (2016 г.) здесь много демонстрационных заводов по всей стране, а также несколько промышленных предприятий, которые работают или находятся рядом с ней. Учитывая, что рынок целлюлозного этанола в Соединенных Штатах будет продолжать расти в ближайшие годы, перспективы для этой отрасли хорошие.
Федеральное правительство США активно продвигает разработку этанола из целлюлозного сырья в качестве альтернативы традиционным видам топлива для транспортировки нефти. Например, программы, спонсируемые США. Министерство энергетики (DOE) включает исследования по разработке более совершенных ферментов гидролиза целлюлозы и организмов, ферментирующих этанол, инженерные исследования потенциальных процессов, совместное финансирование начального этанола с демонстрационных и производственных объектов целлюлозной биомассы. Это исследование проводится различными национальными лабораториями, включая Национальную лабораторию возобновляемых источников энергии (NREL), Национальную лабораторию Ок-Ридж (ORNL) и Национальную лабораторию Айдахо (INL), а также университетами и частным сектором. Инженерные и строительные компании и операционные компании обычно проводят инженерные работы.
В мае 2008 года Конгресс принял новый закон о сельскохозяйственных предприятиях, который ускорит коммерциализацию передовых видов биотоплива, включая целлюлозный этанол. Закон о пищевых продуктах, сбережениях и энергии от 2008 года предусматривает гранты, покрывающие до 30% затрат на разработку и строительство демонстрационных биоперерабатывающих заводов для производства «современного биотоплива», которое по существу включает все виды топлива, которые не производятся из кукурузного крахмала. Он также позволяет предоставлять гарантии по ссудам на сумму до 250 миллионов долларов на строительство биоперерабатывающих заводов в промышленных масштабах для производства современного биотоплива.
Использование недавно разработанного инструмента, известного как «Модель развертывания биотоплива», Sandia исследователи определили, что к 2022 году можно производить 21 миллиард галлонов США (79 000 000 м3) целлюлозного этанола в год без вытеснения нынешних культур. Стандарт возобновляемого топлива, являющийся частью Закона об энергетической независимости и безопасности 2007 года, призывает к увеличению производства биотоплива до 36 миллиардов галлонов США (140 000 000 м3) в год к 2022 году.
В январе 2011 года Министерство сельского хозяйства США утвердило 405 долларов США в год. миллионов в виде гарантий по кредитам в рамках Закона о сельском хозяйстве 2008 года для поддержки коммерциализации целлюлозного этанола на трех предприятиях, принадлежащих Coskata, Enerkem и. Общая производственная мощность проектов составляет 73 миллиона галлонов США (280 000 м3) в год. Производство целлюлозного этанола начнется в 2012 году. Министерство сельского хозяйства США также опубликовало список передовых производителей биотоплива, которые получат платежи за расширение производства передового биотоплива. В июле 2011 года Министерство энергетики США предоставило POET гарантии по займам на 105 миллионов долларов для строительства завода промышленного масштаба Эмметсбург, Айова.
В промышленности целлюлозного этанола в Соединенных Штатах в 2008 году было создано несколько новых промышленных предприятий. Производственные мощности производились на 12 миллионов литров (3,17 миллиона галлонов) в год, и дополнительно 80 миллионов литров (21,13 миллиона галлонов) в год производились. в 26 новых заводах - в стадии строительства. (Для сравнения, расчетное потребление нефти в США для всех видов использования составляло около 816 миллионов галлонов в день в 2008 году.)
| Компания | Местоположение | Питание | Производительность (млн галлонов / год) | Эксплуатация | Тип |
|---|---|---|---|---|---|
| Abengoa Bioenergy | Hugoton, KS | Пшеничная солома | 25-30 | 2013-2016 (банкрот) | Коммерческий |
| Алпена, Мичиган | Древесная щепа | 1.0 | 2012 - | Демонстрация | |
| BlueFire Ethanol | Fulton, MS | Несколько источников | 19 | Строительство остановлено 2011 | Коммерческий |
| Coskata, Inc. | Мэдисон, Пенсильвания | Множественные источники | 0,04 | 2009-2015 гг. | Полукоммерческий |
| Невада, ИА | Кукурузная солома | 30 | 2018 (приобретение) | Полукоммерческий | |
| Рино, Невада | Твердые бытовые отходы | 10 | оценка конец 2013 | Коммерческие | |
| Ливингстон, AL | Древесные отходы | 0,3 | до 2008 г. | Демонстрация | |
| Аптон, WY | Древесные отходы | ||||
| Mascoma | Kinross, MI | Древесные отходы | 20 | Коммерческие | |
| POET LLC | Эмметсбург, IA | Кукуруза Stover | 20-25 | сен. 2014 | Коммерческая |
| POET LLC | Шотландия, SD | Кукурузная солома | 0,03 | 2008 | Пилот |
| Xyleco | Уоберн, Массачусетс | Демонстрация |
Целлюлозный этанол и этанол на основе зерна, по сути, являются одним и тем же продуктом, но многие ученые считают, что производство целлюлозного этанола имеет явные экологические преимущества перед производством этанола на основе зерна. На основе жизненного цикла этанол, произведенный из сельскохозяйственных остатков или целлюлозных культур, имеет значительно более низкие выбросы парниковых газов и более высокий рейтинг устойчивости, чем этанол, произведенный из зерна.
Согласно Исследования Министерства энергетики США, проведенные Аргоннской национальной лабораторией Чикагского университета, показали, что целлюлозный этанол сокращает выбросы парниковых газов (ПГ) на 85% по сравнению с реформулированным бензином. Напротив, крахмальный этанол (например, из кукурузы), который обычно использует природный газ для обеспечения энергии для процесса, сокращает выбросы парниковых газов на 18–29% по сравнению с бензином.
Критики например, профессор экологии и сельского хозяйства Корнельского университета Дэвид Пиментел и инженер Калифорнийского университета в Беркли Тэд Пацек подвергают сомнению вероятность экологических, энергетических или экономических выгод от технологии целлюлозного этанола за счет не отходы.
Портал возобновляемой энергии 