กระบวนการที่คล่องตัวแปลงชีวมวลจากไม้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ Berkeley group . กล่าว

ทีมงานจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) และห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Sandia ได้ร่วมมือกันพัฒนาสิ่งที่พวกเขาอ้างว่าเป็นกระบวนการที่มีความคล่องตัวและมีประสิทธิภาพในการแปลงเนื้อไม้ (เช่น พื้นที่ป่าไม้และของเสียทางการเกษตร) ให้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพเหลว

ปัจจุบันวัสดุไม้ประเภทนี้ถูกเผาทั้งโดยตั้งใจหรือไม่ตั้งใจ และเป็นปัจจัยเสี่ยงในการเกิดไฟป่า งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร ACS เคมีและวิศวกรรมที่ยั่งยืน.

นักวิทยาศาสตร์การวิจัย Eric Sundstrom ซึ่งทำงานในหน่วยพัฒนากระบวนการเชื้อเพลิงชีวภาพและผลิตภัณฑ์ชีวภาพขั้นสูง (ABPDU) ของ Berkeley Lab กล่าวว่าความพยายามในการแปลงชีวมวลไม้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพมักถูกขัดขวางโดยคุณสมบัติภายในของไม้ซึ่งทำให้การย่อยสลายทางเคมีเป็นเรื่องยากมาก เขากล่าวว่าการศึกษาทั้งสองของกลุ่มของเขา "ให้รายละเอียดเกี่ยวกับเส้นทางการแปลงที่มีต้นทุนต่ำสำหรับแหล่งชีวมวลที่อาจถูกเผาในสนามหรือในกองเฉือน"

ในการศึกษาที่นำโดย Sundstrom และ Carolina Barcelos วิศวกรกระบวนการอาวุโสของ ABPDU นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้สารเคมีปลอดสารพิษ เอนไซม์ที่มีจำหน่ายทั่วไป และยีสต์สายพันธุ์ที่ออกแบบเป็นพิเศษเพื่อเปลี่ยนไม้ให้เป็นเอธานอลในเครื่องปฏิกรณ์เดี่ยวหรือ "หม้อ" ” นอกจากนี้ การวิเคราะห์ทางเทคโนโลยีและเศรษฐศาสตร์ในเวลาต่อมาช่วยให้ทีมระบุการปรับปรุงที่จำเป็นที่จำเป็นเพื่อให้ได้การผลิตเอธานอลที่ 3 ดอลลาร์ต่อแกลลอนน้ำมันเบนซินเทียบเท่า (GGE) ผ่านเส้นทางการแปลงนี้

งานนี้ดูเหมือนเป็นกระบวนการแบบ end-to-end ครั้งแรกสำหรับการผลิตเอทานอลจากชีวมวลไม้ ซึ่งมีทั้งประสิทธิภาพการแปลงสูงและการกำหนดค่าแบบหม้อเดียวที่เรียบง่าย (ดังที่พ่อครัวทุกคนรู้ดีว่าการทำอาหารหม้อเดียวจะง่ายกว่าการทำอาหารหลายหม้อเสมอ และในกรณีนี้ ยังหมายถึงการใช้น้ำและพลังงานที่ลดลงด้วย)

ในการศึกษาเสริมที่นำโดย John Gladden และ Lalitendu Das จาก Joint BioEnergy Institute (JBEI) ทีมงานได้ปรับแต่งกระบวนการแบบหม้อเดียวเพื่อให้สามารถแปลงชีวมวลไม้ในแคลิฟอร์เนีย เช่น สน อัลมอนด์ วอลนัท และเศษต้นสน – ด้วยประสิทธิภาพในระดับเดียวกับวิธีการที่มีอยู่เดิมที่ใช้ในการแปลงชีวมวลสมุนไพร แม้ว่าอินพุตจะเป็นไม้ประเภทต่างๆ ผสมกันก็ตาม

“การกำจัดชีวมวลไม้ออกจากป่า เช่น ต้นสนรกในเทือกเขาเซียร์รา และจากพื้นที่เกษตรกรรม เช่น สวนอัลมอนด์ในหุบเขากลางของรัฐแคลิฟอร์เนีย เราสามารถแก้ไขปัญหาต่างๆ มากมายได้ในคราวเดียว เช่น ไฟป่าร้ายแรงในรัฐที่เสี่ยงต่อการเกิดเพลิงไหม้ อันตรายจากมลพิษทางอากาศจากการเผาไหม้ที่ควบคุมได้ ของเศษพืชผล และการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลของเรา” ดาส นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ JBEI และ Sandia กล่าว “ยิ่งไปกว่านั้น เราจะลดปริมาณคาร์บอนที่เพิ่มเข้าไปในชั้นบรรยากาศลงอย่างมาก และสร้างงานใหม่ในอุตสาหกรรมพลังงานชีวภาพ”

เอทานอลถูกใช้เป็นสารเติมแต่งในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในน้ำมันเบนซินธรรมดาอยู่แล้ว ซึ่งโดยทั่วไปจะมีส่วนประกอบประมาณ 10% ของก๊าซที่เราสูบเข้าสู่รถยนต์และรถบรรทุกของเรา ยานพาหนะพิเศษบางคันได้รับการออกแบบมาให้ทำงานด้วยเชื้อเพลิงที่มีองค์ประกอบเอทานอลสูงกว่าถึง 83% นอกจากนี้ เอทานอลที่สร้างจากชีวมวลของพืชยังสามารถใช้เป็นส่วนผสมในการผลิตน้ำมันดีเซลและเชื้อเพลิงเครื่องบินที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งช่วยลดการปล่อยคาร์บอนในภาคการบินและการขนส่งสินค้าที่ใช้พลังงานไฟฟ้าได้ยาก ปัจจุบัน แหล่งที่มาของเอธานอลชีวภาพที่พบมากที่สุดคือเมล็ดข้าวโพด ซึ่งเป็นวัสดุประเภทแป้งที่ย่อยสลายได้ง่ายกว่ามาก แต่ต้องใช้ดิน น้ำ และทรัพยากรอื่นๆ ในการผลิต

การศึกษาเหล่านี้บ่งชี้ว่าชีวมวลไม้สามารถย่อยสลายและแปลงเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพขั้นสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพในกระบวนการบูรณาการที่สามารถแข่งขันด้านต้นทุนกับเอธานอลข้าวโพดที่ทำจากแป้ง เทคโนโลยีเหล่านี้ยังสามารถใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพแบบ "หยด" ซึ่งมีสารเคมีเหมือนกันกับสารประกอบที่มีอยู่ในน้ำมันเบนซินและดีเซลอยู่แล้ว

ขั้นตอนต่อไปในความพยายามนี้คือการพัฒนา ออกแบบ และปรับใช้เทคโนโลยีในระดับนำร่อง ซึ่งหมายถึงกระบวนการที่แปลงชีวมวล 1 ตันต่อวัน ทีมงาน Berkeley Lab กำลังทำงานร่วมกับ Aemetis ซึ่งเป็นบริษัทเชื้อเพลิงหมุนเวียนและเคมีชีวภาพขั้นสูงที่ตั้งอยู่ใน Bay Area เพื่อนำเทคโนโลยีดังกล่าวไปใช้ในเชิงพาณิชย์และเปิดตัวในขนาดที่ใหญ่ขึ้นเมื่อระยะนำร่องเสร็จสิ้น

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