קבוצת ברקלי אומרת כי תהליך יעיל הופך ביומסה עצית לדלק ביולוגי

צוותים מהמעבדה הלאומית של לורנס ברקלי (מעבדת ברקלי) והמעבדות הלאומיות של Sandia שיתפו פעולה כדי לפתח את מה שלטענתם הוא תהליך יעיל ויעיל להמרת חומר צמחי עץ (כגון צמיחת יתר של יער ופסולת חקלאית) לדלק ביולוגי נוזלי.

סוג זה של חומר עצי נשרף כיום בכוונה או שלא בכוונה, ומהווה גורם סיכון בשריפות יער. המחקר פורסם בכתב העת כימיה והנדסה בת קיימא של ACS.

המאמצים להמיר ביומסה עצית לדלק ביולוגי מונעים בדרך כלל על ידי התכונות הפנימיות של העץ שמקשות מאוד על פירוק כימי, על פי מדען המחקר אריק סונדסטרום, שעובד ביחידת פיתוח תהליכי ביו-דלק ומוצרים ביולוגיים מתקדמים של מעבדת ברקלי (ABPDU). לדבריו, שני המחקרים של קבוצתו "מפרטים מסלול המרה בעלות נמוכה למקורות ביומסה שאחרת היו נשרפים בשטח או בערימות חתיכות".

במחקר בראשות סנדסטרום וקרולינה ברסלוס, מהנדסת תהליכים בכירה ב-ABPDU, המדענים השתמשו בכימיקלים לא רעילים, אנזימים זמינים מסחרית וזן שמרים מהונדס במיוחד כדי להמיר עץ לאתנול בכור יחיד, או "סיר. ” יתרה מזאת, ניתוח טכנולוגי וכלכלי שלאחר מכן עזר לצוות לזהות את השיפורים הנדרשים כדי להגיע לייצור אתנול ב-$3 לכל שווה ליטר בנזין (GGE) דרך מסלול ההמרה הזה.

העבודה היא לכאורה התהליך הראשון אי פעם מקצה לקצה לייצור אתנול מביומסה עצית הכוללת גם יעילות המרה גבוהה וגם תצורה פשוטה של ​​סיר אחד. (כפי שכל טבח יודע, מתכונים לסיר אחד הם תמיד קלים יותר מאלה הדורשים סירים מרובים, ובמקרה זה, המשמעות היא גם שימוש נמוך יותר במים ובאנרגיה.)

במחקר משלים, בראשות ג'ון גלדן ו-Lalitendu Das ב-Joint BioEnergy Institute (JBEI), צוות כיוונן את תהליך הסיר האחד כך שיוכל להמיר ביומסה עצית מבוססת קליפורניה - כגון אורן, שקד, אגוז, ופסולת עצי אשוח - באותה רמת יעילות כמו השיטות הקיימות המשמשות להמרת ביומסה עשבונית, גם כאשר הקלט הוא שילוב של סוגי עצים שונים.

"הסרת ביומסה עצית מיערות, כמו האורנים המגודלים של הסיירה, ומאזורים חקלאיים כמו מטעי השקדים של העמק המרכזי של קליפורניה, נוכל לטפל במספר בעיות בו-זמנית: שריפות אסון במדינות מועדות לאש, סכנות זיהום אוויר כתוצאה משריפה מבוקרת. של שאריות יבול, והתלות שלנו בדלק מאובנים", אמר דאס, פוסט-דוקטורט ב-JBEI ובסנדיה. "בנוסף לכך, נפחית משמעותית את כמות הפחמן שנוסף לאטמוספירה וניצור מקומות עבודה חדשים בתעשיית הביו-אנרגיה".

אתנול כבר משמש כתוסף להפחתת פליטות בבנזין קונבנציונלי, המהווה בדרך כלל כ-10% מהגז שאנו מזרים למכוניות ולמשאיות שלנו. כמה כלי רכב מיוחדים מתוכננים לפעול על דלק עם הרכב אתנול גבוה יותר של עד 83%. בנוסף, האתנול המופק מביומסה צמחית יכול לשמש כמרכיב לייצור סולר ודלק סילוני מורכבים יותר, אשר מסייעים לשחרור פחמן של מגזרי התעופה והמשא הקשים לחשמול. נכון לעכשיו, המקור הנפוץ ביותר לאתנול על בסיס ביו הוא גרעיני תירס - חומר עמילני שקל הרבה יותר לפרק כימי, אך דורש אדמה, מים ומשאבים אחרים כדי לייצרו.

מחקרים אלו מצביעים על כך שניתן לפרק ביומסה עצית ביעילות ולהמירה לדלקים ביולוגיים מתקדמים בתהליך משולב המתחרה בעלות עם אתנול תירס על בסיס עמילן. ניתן להשתמש בטכנולוגיות אלו גם לייצור דלק ביולוגי "דרופ-אין" הזהה מבחינה כימית לתרכובות שכבר קיימות בבנזין ובסולר.

השלב הבא במאמץ זה הוא לפתח, לעצב ולפרוס את הטכנולוגיה בקנה מידה פיילוט, המוגדר כתהליך הממיר 1 טון ביומסה ביום. צוותי מעבדת ברקלי עובדים עם Aemetis, חברת דלקים מתחדשים וביוכימיקלים מתקדמים שבסיסה באזור המפרץ, כדי למסחר את הטכנולוגיה ולהשיק אותה בהיקפים גדולים יותר לאחר השלמת שלב הפיילוט.

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