211service.com
Wird Zellulose-Ethanol abheben?
Zellulose-Ethanol, ein Kraftstoff, der aus Stängeln und Stängeln von Pflanzen hergestellt wird (und nicht nur aus Zucker und Stärke, wie bei Maisethanol), beginnt in den Vereinigten Staaten Fuß zu fassen. In diesem Monat hat Celunol mit Sitz in Cambridge, MA, den Spatenstich für eine Ethanolanlage in Louisiana gemacht, die ab 2008 jährlich 1,4 Millionen Gallonen des Kraftstoffs produzieren kann. Auch andere Unternehmen schreiten mit Plänen zum Bau von Anlagen voran.
Alkohol Kraftstoff: Celunol mit Sitz in Cambridge, MA, testet in dieser Pilotanlage seinen Zellulose-Ethanol-Prozess, der Biomasse wie Switchgrass in Ethanol umwandelt. Im Gebäude rechts wird Biomasse gelagert und gehandhabt. Von dort wird es in die vier schwarzen Tanks in der Mitte geleitet, die Enzyme zum Abbau von Zellulose und anderen komplexen Kohlenhydraten zu Einfachzuckern enthalten, die im darunter liegenden Biertank fermentiert werden können. Dort hat die produzierte Flüssigkeit die gleiche Alkoholkonzentration wie Bier. Als nächstes wird das Bier in der hohen Kolonne links von der Mitte destilliert, bevor es links in Ethanoltanks gelagert wird. Celunol hat diesen Monat mit dem Bau einer viel größeren Zellulose-Ethanol-Anlage begonnen.
Experten von Industrie- und Umweltgruppen sagen jedoch, dass die aufstrebende Industrie ohne Kreditgarantien und andere Anreize aus der aktuellen Demonstrationsphase nicht hervorgehen wird, um Ethanol in kommerziellen Mengen zu produzieren. Und ohne dies ist es möglicherweise unmöglich, das ehrgeizige Ziel von Präsident Bush zu erreichen, bis 2017 jährlich 35 Milliarden Gallonen erneuerbare Kraftstoffe zu produzieren.
Multimedia
Sehen Sie sich eine Diashow des Celunol-Prozesses an.
Zellulose-Ethanol ist attraktiv, weil der Rohstoff, der Weizenstroh, Maisstroh, Gras und Holzschnitzel umfasst, billig und reichlich vorhanden ist. Die Umwandlung in Ethanol erfordert weniger fossile Brennstoffe, sodass es einen größeren Einfluss auf die Reduzierung der Treibhausgasemissionen haben kann als Maisethanol. Außerdem könnte ein Hektar Gräser oder andere Pflanzen, die speziell zur Herstellung von Ethanol angebaut werden, mehr als das Doppelte von Gallonen Ethanol als ein Hektar Mais produzieren, zum Teil, weil die ganze Pflanze anstelle des Getreides verwendet werden kann. Das sind gute Nachrichten, denn viele Experten gehen davon aus, dass den Mais-Ethanol-Herstellern das Land ausgehen wird, teilweise aufgrund der konkurrierenden Nachfrage nach Nahrungsmitteln auf Maisbasis, wodurch die Gesamtproduktion auf etwa 15 Milliarden Gallonen Kraftstoff begrenzt wird. (Bereits bestehende und geplante Mais-Ethanol-Anlagen haben zusammen eine Kapazität von etwa 11 Milliarden Gallonen.) Die höhere Produktivität von Zellulosequellen sollte es ihnen schließlich ermöglichen, bis 2050 bis zu 150 Milliarden Gallonen Ethanol zu produzieren, so a Bericht des National Resources Defense Council (NRDC). Das entspricht mehr als zwei Drittel des aktuellen Benzinverbrauchs in den USA.
Es wird jedoch einige Zeit dauern, bis diese Produktionsniveaus erreicht sind. Selbst die Herstellung von genügend Zellulose-Ethanol, um das 35-Milliarden-Gallonen-Ziel des Präsidenten zu erreichen, wird schwierig sein. Das erfordert, dass etwa 15 Milliarden Gallonen aus Nicht-Mais-Getreide-Quellen wie Zellulose-Ethanol stammen (etwa 5 Milliarden Gallonen könnten aus Biodiesel stammen, der aus Ölen in Pflanzen wie Sojabohnen gewonnen wird). Und bis 2017 15 Milliarden Gallonen zu erreichen, wird eine Herausforderung sein. Derzeit stammt laut der Liste der Hersteller der Ethanolindustrie in den Vereinigten Staaten kein Ethanol aus zellulosehaltiger Biomasse.
Zellulose-Ethanol-Unternehmen hoffen, dass sie dieses Ziel erreichen können. Colin South, der Präsident der Mascoma Corporation mit Sitz in Cambridge, sagt, dass Zellulose-Ethanol, wenn alles gut läuft, bis 2017 die Hälfte des 35-Milliarden-Gallonen-Ziels decken könnte. Bisher hat Mascoma jedoch nur Pläne zum Bau einer Demonstrationsanlage angekündigt mit einer Kapazität von etwa einer halben Million Gallonen Kraftstoff pro Jahr. Diese Anlage sollte in 18 Monaten fertig sein, sagt South. Aber wie bei der neuen Celunol-Anlage soll der Hauptzweck der Anlage darin bestehen, zu zeigen, dass die Technologie des Unternehmens im großen Maßstab funktionieren kann; es wird nicht immer mit voller Kapazität arbeiten, da das System verwendet wird, um neue kostensparende Technologien zu testen.
Andere Firmen planen den Bau von Anlagen, aber auch diese sind relativ klein. Range Fuels (ehemals Kergy) mit Sitz in Broomfield, Colorado, plant, in diesem Jahr mit dem Bau einer Anlage in Georgia mit einer Jahresproduktion von 10 Millionen Gallonen zu beginnen, sagt CEO Mitch Mandich. Ein großes Maiskorn-Ethanol-Unternehmen, Abengoa Bioenergy aus St. Louis, baut in Spanien eine 1,3 Millionen Gallonen-Biomasse-Ethanol-Anlage. Aber selbst zusammengenommen werden diese Pflanzen nur einen winzigen Bruchteil des 15-Milliarden-Gallonen-Ziels liefern.
Das ist ein riesiges Ziel, sagt John Howe, Vice President of Public Affairs bei Celunol. Das geht weit über das hinaus, was ein einzelnes Unternehmen oder eine große Anzahl von Unternehmen tun [können]. Um diesem Ziel näher zu kommen, bedarf es massiver nationaler Anstrengungen.
Mit nationalen Anstrengungen meint er zum Teil Geld für Kreditbürgschaften, die Finanziers ermutigen sollen, den Bau großer kommerzieller Anlagen zu finanzieren. Unternehmensführungskräfte und Zellulose-Ethanol-Befürworter sind sich einig, dass eine solche staatliche Hilfe erforderlich ist. Ein Beispiel dafür ist die Iogen Corporation in Ottawa, Kanada. Das Unternehmen produziert seit 2004 Zellulose-Ethanol und verfügt bereits über eine Demonstrationsanlage mit fast 700.000 Gallonen pro Jahr. Aber Iogens Pläne für eine 20-Millionen-Gallonen-Anlage im kommerziellen Maßstab liegen jetzt auf Eis, da das Unternehmen auf die Verabschiedung von Gesetzen in Kanada, den Vereinigten Staaten oder Deutschland wartet, die die finanziellen Anreize bieten, die Iogen für den Aufbau eines so großen Unternehmens benötigt.
Doch die Finanzierung ist möglicherweise nicht die einzige Hürde: Selbst wenn kommerzielle Anlagen gebaut werden können, kann sich das Verfahren als zu teuer erweisen, um mit Maisethanol zu konkurrieren, sodass möglicherweise weitere Laborarbeiten erforderlich sind. (Siehe Neugestaltung des Lebens, um Ethanol herzustellen.)
Tatsächlich beschäftigen sich Forscher von Zellulose-Ethanol-Unternehmen, nationalen Labors und akademischen Labors mit fortwährender Forschung und Entwicklung sowohl bei der Umwandlung von Biomasse in Ethanol als auch beim Züchten produktiverer Biomassestämme. Derzeit ist die Umwandlung ein teurer und wasserintensiver mehrstufiger Prozess. Einige Gruppen hoffen, einen einzigen Organismus gentechnisch so zu verändern, dass er sowohl Cellulose in einfachere Zucker zerlegt als auch Alkohole fermentiert, wodurch der Prozess vereinfacht wird. Andere arbeiten daran, die Methoden zur Umwandlung von Biomasse in Ethanol mithilfe von Wärme und Katalysatoren zu verbessern – die Methode, die von Range Fuels verwendet wird. Und Unternehmen wie Celunol untersuchen bessere Pflanzen, wie die Vorfahren des heutigen Zuckerrohrs, die mehr Ethanol pro Hektar produzieren können.
Einige Forscher haben sogar die Idee von Zellulose-Ethanol aufgegeben und sich stattdessen Quellen wie Algen für Biokraftstoffe zugewandt. (Siehe Algenbasierte Brennstoffe sollen blühen.) Aber Nathanael Greene, ein Spezialist für Energiepolitik beim NRDC, bleibt optimistisch. Obwohl er es für unwahrscheinlich hält, dass Zellulose-Ethanol-Anlagen bis 2017 mehr als ein paar Milliarden Gallonen Kraftstoff produzieren werden, würde uns dies in die Lage versetzen, dass die Zelluloseindustrie wirklich bereit ist, exponentiell zu wachsen, sagt er. Sobald wir diesen ersten Buckel überwunden haben, wird die Zelluloseindustrie meiner Meinung nach recht schnell wachsen und [sie] hat ein viel größeres längerfristiges Wachstumspotenzial [als Maisethanol].
Greene nennt als Beispiel die mittlerweile stark wachsende Mais-Ethanol-Industrie. Es dauerte 10 Jahre, um die erste Milliarde Gallonen zu bekommen und 10 Jahre, um die zweite Milliarde zu bekommen, sagt er. Und jetzt werden wir in 18 Monaten von 6 auf etwa 12 Milliarden steigen.