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Energieministerium unterstützt neuen Weg zur Herstellung von Diesel aus Maisstängeln
Innerhalb eines Jahres wird eine Pilotanlage in Indiana damit beginnen, Stängel und Blätter von Maispflanzen in Diesel und Kerosin umzuwandeln. Die Anlage wird einen neuartigen Ansatz verwenden, bei dem Säure sowie Prozesse aus der Öl- und Chemieindustrie verwendet werden, von denen die Entwickler hoffen, dass sie Kraftstoff zu Preisen herstellen, die so günstig sind, dass sie mit Erdöl konkurrieren können.
Die Anlage mit einer Kapazität von etwa 10 Tonnen Biomasse pro Tag – genug für etwa 800 Gallonen (3.000 Liter) Kraftstoff pro Tag – wird gebaut von Quecksilber-Biokraftstoffe von Ferndale, Washington, mit Hilfe eines Zuschusses des US-Energieministeriums in Höhe von bis zu 4,3 Millionen US-Dollar.
Zellulose-Biomasse – Maisstängel und andere Stoffe wie Holzhackschnitzel und Gras – sind reichlich vorhanden und erfordern weniger Energie und Dünger zur Herstellung als Zucker oder Maiskorn, die heute die Hauptquellen für Biokraftstoffe sind. Aus diesem Grund ist die Produktion von Cellulose-Biomasse billiger und führt zu weniger Kohlendioxid-Emissionen.
Bisher hat es sich jedoch als schwierig erwiesen, aus diesen Quellen Kraftstoff wirtschaftlich herzustellen (siehe Zellulose-Ethanol-Zoll-Vorwärts). Ein großes Problem sind die Transportkosten für Rohbiomasse. Eine Lösung besteht darin, kleine Bioraffinerien zu bauen, die in der Nähe der benötigten Rohstoffe sind, aber kleinere Anlagen sind in der Regel teurer pro produziertem Liter Kraftstoff.
Mit dem neuen Verfahren von Mercurius kann Biomasse in kleinen quellennahen Anlagen in eine flüssige Zwischenchemikalie umgewandelt werden. Diese Flüssigkeit nimmt viel weniger Volumen ein als die ursprüngliche Biomasse, was den Transport zu einer großen zentralen Anlage zur Umwandlung in Kraftstoff wirtschaftlicher macht.
Mercurius verwendet Säuren, um Zellulose abzubauen und eine Chemikalie namens Chlormethylfurfural herzustellen; Der Prozess basiert auf einem Ansatz, der von . entwickelt wurde Mark Mascal , Professor für Chemie an der University of California in Davis.
Die Umwandlung von Zellulose in diese Chemikalie nutzt den Kohlenstoff in Zellulose effizienter als einer der gängigsten Ansätze zur Kraftstoffherstellung aus Zellulose: Zellulose in Zucker umzuwandeln und zu Ethanol zu fermentieren. Bei der Fermentation wird ein Drittel des Kohlenstoffs als Kohlendioxid ausgeblasen, sagt Mascal. [Unser Verfahren] fängt den gesamten verfügbaren Kohlenstoff in Biomasse ein.
Das Chlormethylfurfural wiederum kann mit industriellen Verfahren ähnlich denen in der chemischen Industrie und in Erdölraffinerien zu Diesel oder Kerosin umgewandelt werden. Wir haben Prozesse, die den Prozessen der Erdölraffination sehr ähneln, also skalierbar und potenziell schneller auf den Markt zu bringen, sagt CEO Karl Seck .
Die Verwendung von Säuren kann teuer sein, daher ist ein Schlüssel zum Verfahren die Tatsache, dass die verwendeten Säuren leicht recycelt werden können. Im Gegensatz zu Zucker ist Chlormethylfurfural nicht wasserlöslich, sodass es leicht von der Säure getrennt werden kann, damit die Säure wieder verwendet werden kann, sagt Seck (siehe Reinventing Cellulosic Ethanol Production ). Er sagt, dass das Verfahren auch billiger sein wird als der Einsatz von Enzymen zum Abbau von Zellulose, ein gängiger Ansatz, der derzeit entwickelt wird.
Andere Unternehmen und akademische Gruppen entwickeln Verfahren zur Herstellung von Biokraftstoffen aus Zellulose. Viele von ihnen verwandeln Biomasse in Gase, bevor sie diese Gase in Kraftstoffe umwandeln. Im Gegensatz dazu macht der Ansatz von Mercurius Flüssigkeiten billiger in der Handhabung und erfordert kleinere und billigere Geräte.
Die neue Technologie befindet sich noch in einem frühen Stadium. Jeder Teil des Prozesses wurde demonstriert, einschließlich der letzten Schritte zur Herstellung von Diesel und Kerosin, die den Spezifikationen für die Verwendung in Fahrzeugen entsprechen. Aber alles ist nur in kleinem Maßstab gemacht worden, und der gesamte Prozess ist noch nicht miteinander verknüpft. Einige andere Alternativen sind weiter entfernt.
Kior , verwendet beispielsweise einen katalytischen Prozess, um Zellulose zu einer Art Rohöl aufzuspalten, das wie bei der Technologie von Mercurius zu Diesel und anderen Kraftstoffen verarbeitet werden kann (siehe Kior ‚Biocrude‘ Plant a Step Toward Advanced Biofuels ).