Procesul simplificat transformă biomasa lemnoasă în biocombustibil, spune grupul Berkeley

Echipe de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) și Laboratoarele Naționale Sandia au colaborat pentru a dezvolta ceea ce susțin că este un proces eficientizat și eficient pentru transformarea materiei vegetale lemnoase (cum ar fi excesul de pădure și deșeurile agricole) în biocombustibil lichid.

Acest tip de material lemnos este ars în mod intenționat sau neintenționat și este un factor de risc în caz de incendii forestiere. Cercetarea a fost publicată în jurnal ACS Chimie și Inginerie Durabile.

Eforturile de a transforma biomasa lemnoasă în biocombustibil sunt în mod obișnuit împiedicate de proprietățile intrinseci ale lemnului care fac foarte dificilă descompunerea chimică, potrivit cercetătorului Eric Sundstrom, care lucrează la Unitatea de dezvoltare a proceselor de biocombustibili și bioproducte avansate (ABPDU) din Berkeley Lab. El a spus că cele două studii ale grupului său „detaliază o cale de conversie low-cost pentru sursele de biomasă care altfel ar fi arse în câmp sau în grămezi slash”.

Într-un studiu condus de Sundstrom și Carolina Barcelos, inginer senior de proces la ABPDU, oamenii de știință au folosit substanțe chimice netoxice, enzime disponibile în comerț și o tulpină special concepută de drojdie pentru a transforma lemnul în etanol într-un singur reactor sau „oală”. ” În plus, o analiză tehnologică și economică ulterioară a ajutat echipa să identifice îmbunătățirile necesare pentru a atinge producția de etanol la 3 USD pe echivalent galon benzină (GGE) prin această cale de conversie.

Lucrarea este aparent primul proces end-to-end pentru producția de etanol din biomasă lemnoasă, având atât o eficiență ridicată a conversiei, cât și o configurație simplă cu un singur vas. (După cum știe orice bucătar, rețetele cu o oală sunt întotdeauna mai ușoare decât cele care necesită mai multe oale și, în acest caz, înseamnă și consum mai mic de apă și energie.)

Într-un studiu complementar, condus de John Gladden și Lalitendu Das de la Joint BioEnergy Institute (JBEI), o echipă a reglat procesul de un singur vas, astfel încât să poată converti biomasa lemnoasă din California - cum ar fi pinul, migdalul, nucul, și resturi de brad - cu același nivel de eficiență ca metodele existente utilizate pentru conversia biomasei erbacee, chiar și atunci când intrarea este un amestec de diferite tipuri de lemn.

„Îndepărtând biomasa lemnoasă din păduri, cum ar fi pinii crescuți din Sierra și din zonele agricole precum livezile de migdale din Valea Centrală a Californiei, putem aborda simultan mai multe probleme: incendii dezastruoase în statele predispuse la incendiu, pericole de poluare a aerului cauzate de arderea controlată de reziduuri de culturi și dependența noastră de combustibilii fosili ", a spus Das, un coleg postdoctoral la JBEI și Sandia. „În plus, am reduce semnificativ cantitatea de carbon adăugată în atmosferă și am crea noi locuri de muncă în industria bioenergică”.

Etanolul este deja utilizat ca aditiv de reducere a emisiilor în benzina convențională, constituind de obicei aproximativ 10% din gazul pe care îl pompăm în mașinile și camioanele noastre. Unele vehicule de specialitate sunt proiectate să funcționeze pe combustibil cu compoziții mai mari de etanol de până la 83%. În plus, etanolul generat din biomasa plantelor poate fi utilizat ca ingredient pentru fabricarea combustibililor diesel și a avioanelor mai complexe, care contribuie la decarbonizarea sectoarelor aeronautice și de marfă dificil de electrificat. În prezent, cea mai comună sursă de etanol bio-bazat este boabele de porumb - un material amidon care este mult mai ușor de descompus chimic, dar necesită producerea de pământ, apă și alte resurse.

Aceste studii indică faptul că biomasa lemnoasă poate fi descompusă în mod eficient și transformată în biocombustibili avansați într-un proces integrat care este competitiv din punct de vedere al costurilor cu etanolul de porumb pe bază de amidon. Aceste tehnologii pot fi, de asemenea, folosite pentru a produce biocombustibili „înregistrați” care sunt identici chimic compușilor deja prezenți în benzină și motorină.

Următorul pas al acestui efort este dezvoltarea, proiectarea și implementarea tehnologiei la scară pilot, care este definită ca un proces care convertește 1 tonă de biomasă pe zi. Echipele Berkeley Lab colaborează cu Aemetis, o companie avansată de combustibili regenerabili și produse biochimice cu sediul în zona Bay, pentru a comercializa tehnologia și a o lansa la scări mai mari, odată cu finalizarea fazei pilot.

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