Sujuv protsess muudab puitbiomassi biokütuseks, ütleb Berkeley grupp

Lawrence Berkeley riikliku labori (Berkeley Lab) ja Sandia National Laboratories meeskonnad on teinud koostööd, et arendada välja nende väitel sujuv ja tõhus protsess puittaimede (nagu metsade võsastumine ja põllumajandusjäätmed) vedelaks biokütuseks muundamiseks.

Sellist puitmaterjali põletatakse praegu kas tahtlikult või tahtmatult ning see on metsatulekahjude ohutegur. Uuring on avaldatud ajakirjas ACS säästev keemia ja tehnika.

Berkeley Labi täiustatud biokütuste ja biotoodete protsesside arendusüksuses (ABPDU) töötava teadlase Eric Sundstromi sõnul takistavad puidu biomassi biokütuseks muundamise püüdlusi tavaliselt puidu olemuslikud omadused, mis muudavad selle keemilise lagunemise väga keeruliseks. Ta ütles, et tema grupi kaks uuringut "kavad üksikasjalikult biomassi allikate odavat muundamisviisi, mis muidu põletataks põllul või kaldkuhjades".

Sundstromi ja ABPDU vanemprotsessiinsener Carolina Barcelose juhitud uuringus kasutasid teadlased mittetoksilisi kemikaale, kaubanduslikult saadavaid ensüüme ja spetsiaalselt konstrueeritud pärmitüve, et muuta puit ühes reaktoris etanooliks. ” Lisaks aitas järgnev tehnoloogiline ja majanduslik analüüs meeskonnal kindlaks teha vajalikud täiustused, mis on vajalikud etanooli tootmiseks 3 dollariga bensiini galloni ekvivalendi (GGE) kohta selle konversioonitee kaudu.

Näib, et see töö on puitbiomassist etanooli tootmise esimene täielik protsess, millel on nii kõrge konversioonitõhusus kui ka lihtne ühe poti konfiguratsioon. (Nagu iga kokk teab, on ühe poti retseptid alati lihtsamad kui need, mis nõuavad mitut potti, ja antud juhul tähendab see ka väiksemat vee- ja energiakulu.)

Täiendavas uuringus, mida juhtisid John Gladden ja Lalitendu Das Ühises BioEnergia Instituudist (JBEI), täpsustas meeskond ühe poti protsessi nii, et see saaks muundada Californias asuva puitbiomassi, nagu mänd, mandel, pähkel, ja kuusejäätmed – sama tõhususega kui olemasolevad meetodid, mida kasutatakse rohtse biomassi muundamiseks, isegi kui sisendiks on segu erinevatest puiduliikidest.

"Puitbiomassi eemaldamine metsadest, nagu Sierra võsastunud männid, ja põllumajandusaladelt, nagu California Central Valley mandlipuuaed, saame lahendada korraga mitu probleemi: katastroofilised metsatulekahjud tuleohtlikes osariikides, kontrollitud põletamisest tulenevad õhusaasteohud. põllukultuuride jääkidest ja meie sõltuvusest fossiilkütustest, ”ütles JBEI ja Sandia järeldoktor Das. "Lisaks sellele vähendaksime oluliselt atmosfääri lisatava süsiniku hulka ja looks uusi töökohti bioenergiatööstuses."

Etanooli kasutatakse juba tavalises bensiinis heitkoguseid vähendava lisandina, mis moodustab tavaliselt umbes 10% gaasist, mida me oma autodesse ja veoautodesse pumpame. Mõned erisõidukid on ette nähtud töötama kütusel, mille etanoolisisaldus on kuni 83%. Lisaks saab taimsest biomassist toodetud etanooli kasutada koostisosana keerukamate diisli- ja lennukikütuste valmistamisel, mis aitavad dekarboniseerida raskesti elektrifitseeritavat lennu- ja kaubaveosektorit. Praegu on kõige levinum biopõhise etanooli allikas maisiterad – tärkliserikas materjal, mida on palju lihtsam keemiliselt lagundada, kuid mille tootmiseks on vaja maad, vett ja muid ressursse.

Need uuringud näitavad, et puitbiomassi saab tõhusalt lagundada ja muuta täiustatud biokütusteks integreeritud protsessis, mis on tärklisepõhise maisi etanooliga konkurentsivõimeline. Neid tehnoloogiaid saab kasutada ka selliste biokütuste tootmiseks, mis on keemiliselt identsed bensiinis ja diislikütuses juba leiduvate ühenditega.

Selle jõupingutuse järgmine samm on tehnoloogia väljatöötamine, kavandamine ja kasutuselevõtt katseskaalal, mis on määratletud kui protsess, mis muundab 1 tonni biomassi päevas. Berkeley Labi meeskonnad teevad koostööd Bay Areas asuva täiustatud taastuvkütuste ja biokeemiatööstuse ettevõttega Aemetis, et viia tehnoloogia turule ja käivitada see pärast pilootfaasi lõppemist suuremas mahus.

Allikas: https://envirotecmagazine.com/2021/04/16/streamlined-process-converts-woody-biomass-into-biofuel-says-berkeley-group/