Целлюлозный этанол - Cellulosic ethanol

Целлюлозный этанол является этиловый спирт (этиловый спирт) произведен из целлюлоза (волокнистое волокно растения), а не из растительного семена или же фрукты. Это биотопливо произведено из травы, дерево, водоросли, или другие растения. Волокнистые части растений в основном несъедобны для животных, в том числе для человека, за исключением Жвачные животные (пасущиеся, жующие жвачку животные, такие как коровы или овцы) и животные, которые полагаются на Ферментация задней кишки (как лошади, кролики и носороги).

Значительный интерес к целлюлозному этанолу существует из-за его важного экономического потенциала. Рост клетчатки растениями - это механизм, который улавливает и сохраняет солнечная энергия химически нетоксичным способом с получением расходных материалов, которые легко транспортировать и хранить. Кроме того, в любом случае транспорт может оказаться ненужным, потому что травы или деревья могут расти практически в любом месте с умеренным климатом. Вот почему коммерчески практичный целлюлозный этанол широко рассматривается как следующий уровень развития индустрии биотоплива, который может снизить спрос на бурение на нефть и газ способами, которые зерно -основан этанол топливо в одиночку не может. Существует потенциал для многих преимуществ углеродсодержащего жидкого топлива и нефтехимия (который сегодня уровень жизни зависит от) но в цикл углерода –Балансированный и возобновляемый способ (переработка поверхностного и атмосферного углерода вместо закачки в него подземного углерода и, таким образом, добавления к нему). Практичный с коммерческой точки зрения целлюлозный спирт может также избежать одной из проблем сегодняшнего обычного биотоплива (на основе зерна), заключающегося в том, что они создают конкуренцию за зерно с пищевыми целями, потенциально повышая цены на продукты питания. На сегодняшний день достижению этих целей препятствует то, что производство целлюлозного спирта еще недостаточно практично в промышленных масштабах.

Обзор

Целлюлозный этанол - это разновидность биотопливо произведено из лигноцеллюлоза, структурный материал, который составляет большую часть массы растений. Лигноцеллюлоза состоит в основном из целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин. Кукурузная солома, Panicum virgatum (просо), Мискантус виды трав, щепки а побочные продукты ухода за газонами и деревьями - одни из наиболее популярных целлюлозных материалов для этиловый спирт производство. Производство этанола из лигноцеллюлозы имеет преимущество обилия и разнообразия сырья по сравнению с такими источниками, как кукурузный и тростниковый сахар, но требует большей обработки, чтобы сделать мономеры сахара доступными для микроорганизмов, обычно используемых для производства этанола путем ферментации.

Просо и Мискантус являются основными материалами биомассы, изучаемыми сегодня, из-за их высокой урожайности на акр. Однако целлюлоза содержится почти в каждом естественном, свободнорастущем растении, дереве и кустарнике, на лугах, лесах и полях по всему миру без сельскохозяйственных усилий или затрат, необходимых для ее роста.

Одно из преимуществ целлюлозного этанола - он снижает парниковый газ выбросы (ПГ) на 85% по сравнению с реформулированным бензином.[1] Напротив, этанол крахмала (например, из кукурузы), который чаще всего использует натуральный газ для обеспечения энергией процесса может вообще не снизить выбросы парниковых газов в зависимости от того, как производится сырье на основе крахмала.[2] Согласно Национальная Академия Наук в 2011 году не существовало коммерчески жизнеспособных заводов по переработке лигноцеллюлозной биомассы в топливо.[3] Отсутствие производства целлюлозного этанола в количествах, требуемых регламентом, было основанием Апелляционный суд США по округу Колумбия решение, объявленное 25 января 2013 года, отменяет требование, наложенное на производителей топлива для легковых и грузовых автомобилей в Соединенных Штатах Агентством по охране окружающей среды, требующее добавления целлюлозного биотоплива в их продукцию.[4] Эти проблемы, а также многие другие сложные производственные проблемы привели к Университет Джорджа Вашингтона исследователи политики заявили, что «в краткосрочной перспективе [целлюлозный] этанол не сможет обеспечить энергетическую безопасность и экологические цели альтернативного бензина».[5]

История

Французский химик, Анри Браконно, был первым, кто обнаружил, что целлюлоза может быть гидролизована в сахара путем обработки серная кислота в 1819 г.[6] Затем гидролизованный сахар может быть переработан с образованием этанола путем ферментации. Первое коммерческое производство этанола началось в Германии в 1898 году, где кислота использовалась для гидролиза целлюлозы. В Соединенных Штатах Standard Alcohol Company открыла первый завод по производству целлюлозного этанола в Южной Каролине в 1910 году. Позже был открыт второй завод в Луизиане. Однако оба завода были закрыты после Первой мировой войны по экономическим причинам.[7]

Первая попытка коммерциализации процесса получения этанола из древесины была предпринята в Германии в 1898 году. При этом использовалась разбавленная кислота для гидролиза целлюлозы до глюкозы, и удалось произвести 7,6 литра этанола на 100 кг древесных отходов (18 долларов США). галлон (68 л) ​​на тонну). Вскоре немцы разработали промышленный процесс, оптимизированный для урожайности около 50 галлонов США (190 л) на тонну биомассы. Этот процесс вскоре нашел свое применение в США, кульминацией которого стали два коммерческих завода, работающих на юго-востоке во время Первой мировой войны. Эти заводы использовали так называемый «американский процесс» - одностадийный гидролиз разбавленной серной кислоты. Хотя выход был вдвое ниже, чем в оригинальном немецком процессе (25 галлонов США (95 л) этанола на тонну против 50), производительность американского процесса была намного выше. Падение производства пиломатериалов вынудило предприятия закрыться вскоре после окончания Первой мировой войны. Между тем, небольшое, но стабильное исследование гидролиза разбавленной кислотой продолжалось в USFS с Лаборатория лесных товаров.[8][9][10] Во время Второй мировой войны США снова обратились к целлюлозному этанолу, на этот раз для преобразования в бутадиен производить синтетический каучук. Компания Vulcan Copper and Supply Company получила контракт на строительство и эксплуатацию завода по переработке опилок в этанол. Завод был основан на модификациях оригинального немецкого процесса Scholler, разработанного Лабораторией лесных товаров. Этот завод достиг выхода этанола в размере 50 галлонов США (190 л) на тонну сухого вещества, но по-прежнему оставался нерентабельным и был закрыт после войны.[11]

С быстрым развитием ферментных технологий в последние два десятилетия процесс кислотного гидролиза постепенно был заменен ферментативным гидролизом. Химическая предварительная обработка сырья требуется для гидролиза (отделения) гемицеллюлозы, чтобы ее можно было более эффективно преобразовать в сахара. Предварительная обработка разбавленной кислотой разработана на основе первых работ по кислотному гидролизу древесины на заводе. USFS с Лаборатория лесных товаров. Недавно Лаборатория лесных товаров совместно с Университет Висконсина-Мэдисона разработала предварительную сульфитную обработку, чтобы преодолеть стойкость лигноцеллюлозы[12] для устойчивого ферментативного гидролиза древесной целлюлозы.

Президент США Джордж Буш, в его Состояние Союза В обращении 31 января 2006 г. предлагалось расширить использование целлюлозного этанола. В его Государственный адрес Союза 23 января 2007 г. президент Буш объявил о предлагаемом мандате на 35 миллиардов галлонов США (130 000 000 м3).3) этанола к 2017 году. Широко признано, что максимальное производство этанола из кукурузного крахмала составляет 15 миллиардов галлонов США (57000000 м3).3) в год, что подразумевает предложенный мандат на производство около 20 миллиардов галлонов США (76000000 м3) больше в год целлюлозного этанола к 2017. Предлагаемый план Буша включает финансирование в 2 миллиарда долларов (с 2007 по 2017?) для заводов по производству целлюлозного этанола с дополнительными 1,6 миллиарда долларов (с 2007 по 2017?), объявленными Министерством сельского хозяйства США 27 января 2007 года. .

В марте 2007 года правительство США выделило 385 миллионов долларов в виде грантов, направленных на ускорение производства этанола из нетрадиционных источников, таких как древесная щепа, просо и кожура цитрусовых. Половина из шести выбранных проектов будет использовать термохимические методы, а половина - методы целлюлозного этанола.[13]

Американская компания Диапазон топлива объявил в июле 2007 года, что он получил разрешение на строительство от штата Джорджия для постройки первого промышленного объекта стоимостью 100 миллионов галлонов США (380 000 м3) -в год на заводе по производству целлюлозного этанола в США.[14] Строительство началось в ноябре 2007 года.[15] Завод Range Fuels был построен в Сопертоне, штат Джорджия, но остановлен в январе 2011 года, так как этанол никогда не производился. Он получил грант в 76 миллионов долларов от Министерства энергетики США, плюс 6 миллионов долларов от штата Джорджия, а также кредит в размере 80 миллионов долларов, гарантированный Программой помощи США для биоперерабатывающих заводов.[16] Соединенные Штаты (США) и Бразилия были двумя ведущими производителями топливного этанола с 1970-х годов.[17]

Методы производства

Биореактор за целлюлозный этанол исследование.

Два способа производства этанола из целлюлоза находятся:

Как правило, для производства чистого этанола эти методы включают: дистилляция.

Целлюлолиз (биологический подход)

Этапы производства этанола с использованием биологического подхода:[12]

  1. Фаза «предварительной обработки», чтобы сделать лигноцеллюлозный материал, такой как древесина или солома, поддающимся гидролизу.
  2. Целлюлоза гидролиз (то есть, целлюлолиз ) с целлюлазы, чтобы расщепить молекулы на сахара
  3. Отделение сахарного раствора от остаточных материалов, особенно лигнин
  4. Микробное брожение сахарного раствора
  5. Дистилляция для получения примерно 95% чистого спирта
  6. Обезвоживание с помощью молекулярных сит для доведения концентрации этанола до более 99,5%

В 2010 году был разработан генно-инженерный штамм дрожжей для производства собственных ферментов, переваривающих целлюлозу.[18] Предполагая, что эта технология может быть расширена до промышленного уровня, она устранит один или несколько этапов целлюлолиза, сократив как время, так и затраты на производство.

Хотя лигноцеллюлоза является наиболее распространенным растительным материалом, ее удобство использования ограничивается ее жесткой структурой. В результате необходима эффективная предварительная обработка, чтобы высвободить целлюлозу из лигнинового уплотнения и ее кристаллической структуры, чтобы сделать ее доступной для последующей стадии гидролиза.[19] Безусловно, большая часть предварительной обработки проводится с помощью физических или химических средств. Для достижения более высокой эффективности требуется предварительная физическая и химическая обработка. Предварительную физическую обработку часто называют уменьшением размера для уменьшения физического размера биомассы. Предварительная химическая обработка предназначена для удаления химических барьеров, чтобы ферменты могли получить доступ к целлюлозе для микробных реакций.

На сегодняшний день доступные методы предварительной обработки включают: кислотный гидролиз, паровой взрыв, расширение аммиачных волокон, органосольв, предварительная обработка сульфитом,[12] AVAP® (SO2-этанол-вода) фракционирование,[20] щелочное мокрое окисление и предварительная обработка озоном.[21] Помимо эффективного высвобождения целлюлозы, идеальная предварительная обработка должна минимизировать образование продуктов разложения из-за их ингибирующего действия на последующие процессы гидролиза и ферментации.[22] Присутствие ингибиторов не только еще больше усложнит производство этанола, но также увеличит стоимость производства из-за необходимых этапов детоксикации. Несмотря на то, что предварительная обработка кислотным гидролизом, вероятно, является самым старым и наиболее изученным методом предварительной обработки, она дает несколько мощных ингибиторов, включая фурфурол и гидроксиметилфурфурол (HMF), которые до сих пор считаются наиболее токсичными ингибиторами, присутствующими в лигноцеллюлозном гидролизате.[23] Расширение волокон аммиака (AFEX) - многообещающая предварительная обработка, не оказывающая ингибирующего действия на образующийся гидролизат.[24]

Большинство процессов предварительной обработки неэффективны при использовании в сырье с высоким содержанием лигнина, таком как лесная биомасса. Органосольв Процессы SPORL («предварительная сульфитная обработка для преодоления стойкости лигноцеллюлозы») и SO2-этанол-вода (AVAP®) - это три процесса, которые могут обеспечить конверсию целлюлозы более 90% для лесной биомассы, особенно из хвойных пород. SPORL - это наиболее энергоэффективный (производство сахара на единицу потребления энергии при предварительной обработке) и надежный процесс предварительной обработки лесной биомассы с очень низким образованием ингибиторов ферментации. Варка целлюлозы из органосольвии особенно эффективна для твердых пород древесины и обеспечивает легкое извлечение гидрофобного лигнинового продукта путем разбавления и осаждения.[25] Процесс AVAP® эффективно фракционирует все типы лигноцеллюлозы на чистую легкоусвояемую целлюлозу, неразложенные сахара гемицеллюлозы, реактивный лигнин и лигносульфонаты и характеризуется эффективным извлечением химических веществ.[26][27]

Существует два основных процесса гидролиза (целлюлолиза) целлюлозы: химическая реакция с использованием кислот или ферментативный реакция использование целлюлазы.

Целлюлолитические процессы

В целлюлоза молекулы состоят из длинных цепочек молекул сахара. в гидролиз целлюлозы (то есть целлюлолиз ), эти цепи расщепляются, чтобы высвободить сахар перед его ферментацией для производства спирта.

Химический гидролиз

В традиционных методах, разработанных в 19 веке и в начале 20 века, гидролиз осуществляется путем воздействия на целлюлозу кислотой.[28] Разбавленная кислота может использоваться при высокой температуре и высоком давлении, или более концентрированная кислота может использоваться при более низких температурах и атмосферном давлении. Декристаллизованная целлюлозная смесь кислоты и сахаров вступает в реакцию в присутствии воды с образованием отдельных молекул сахара (гидролиз). Затем продукт этого гидролиза нейтрализуется, и дрожжевое брожение используется для производства этанола. Как уже упоминалось, существенным препятствием для процесса с разбавленной кислотой является то, что гидролиз настолько резок, что образуются токсичные продукты разложения, которые могут мешать ферментации. BlueFire Renewables использует концентрированную кислоту, потому что она не производит столько же ингибиторов ферментации, но должна быть отделена от потока сахара для рециркуляции [например, хроматографическое разделение с имитацией движущегося слоя], чтобы быть коммерчески привлекательной.

Служба сельскохозяйственных исследований ученые обнаружили, что они могут получить доступ и сбродить почти все оставшиеся сахара в пшеница солома. Сахара находятся в клеточных стенках растений, которые, как известно, трудно расщепить. Чтобы получить доступ к этим сахарам, ученые предварительно обработали пшеничную солому щелочной перекисью, а затем использовали специальные ферменты для разрушения клеточных стенок. Этот метод производил 93 галлона США (350 л) этанола на тонну пшеничной соломы.[29]

Ферментативный гидролиз

Цепи целлюлозы могут быть разбиты на глюкоза молекулы целлюлаза ферменты.

Эта реакция возникает при температуре тела в желудке жвачные животные например, крупный рогатый скот и овцы, где ферменты производятся микробами. Этот процесс использует несколько ферментов на разных стадиях этого преобразования. Используя аналогичную ферментативную систему, лигноцеллюлозные материалы могут быть ферментативно гидролизованы в относительно мягких условиях (50 ° C и pH 5), что обеспечивает эффективное разложение целлюлозы без образования побочных продуктов, которые в противном случае ингибировали бы активность фермента. Все основные методы предварительной обработки, включая разбавленную кислоту, требуют стадии ферментативного гидролиза для достижения высокого выхода сахара для ферментации этанола.[24]В настоящее время большинство исследований предварительной обработки проводились в лабораторных условиях, но компании изучают способы перехода от лабораторных к пилотным или производственным масштабам.

Различные ферментные компании также внесли значительный технологический прорыв в целлюлозный этанол за счет массового производства ферментов для гидролиза по конкурентоспособным ценам.

В грибок Trichoderma reesei используется Iogen Corporation выделять «специально сконструированные ферменты» для ферментативного гидролиз процесс.[30] Их сырье (дерево или солома) необходимо предварительно обработать, чтобы оно могло подвергнуться гидролизу.

Другая канадская компания SunOpta использует паровой взрыв предварительной обработки, предоставив свою технологию предприятию Verenium (ранее Celunol Corporation) в Дженнингс, Луизиана, Предприятие Abengoa в г. Саламанка, Испания, и Китайская корпорация по производству алкогольных напитков в Чжаодун. На производстве CRAC используется кукурузная солома как сырье.[31]

Genencor и Новозаймы получили финансирование от Министерства энергетики США на исследования по снижению стоимости целлюлаз, ключевых ферментов в производстве целлюлозного этанола путем ферментативного гидролиза. Недавним прорывом в этом отношении стало открытие и включение литические полисахаридные монооксигеназы. Эти ферменты способны значительно усиливать действие других целлюлаз за счет окислительного воздействия на полисахаридный субстрат.[32]

Другие ферментные компании, такие как Dyadic International,[33] разрабатывают генно-инженерные грибы который будет производить большие объемы целлюлаза, ксиланаза и гемицеллюлаза ферменты, которые можно использовать для переработки сельскохозяйственных остатков, таких как кукурузная солома, дистилляционные зерна, пшеничная солома и сахарный тростник. жмых и энергетические культуры Такие как просо в ферментируемые сахара, которые можно использовать для производства целлюлозного этанола.

В 2010 году BP Biofuels выкупила долю предприятия по производству целлюлозного этанола. Верениум, который был образован в результате слияния Diversa и Celunol, и с которыми она совместно владела и эксплуатировала 1,4 миллиона галлонов США (5300 м3) в год демонстрационный завод в Дженнингсе, штат Луизиана, а также лабораторные помещения и персонал в Сан-Диего, штат Калифорния. BP Biofuels продолжает эксплуатировать эти объекты и приступила к первым этапам строительства коммерческих объектов. Этанол, произведенный на заводе в Дженнингсе, был отправлен в Лондон и смешан с бензином, чтобы обеспечить топливо для Олимпийских игр.

KL Energy Corporation,[34] бывшая KL Process Design Group, начала коммерческую эксплуатацию установки на 1,5 миллиона галлонов США (5700 м3) в год на заводе по производству целлюлозного этанола в Аптоне, штат Вайоминг, в последнем квартале 2007 года. Завод Western Biomass Energy в настоящее время достигает урожайности 40–45 галлонов США (150–170 л) на тонну сухого вещества. Это первое действующее предприятие по производству целлюлозного этанола в стране. В процессе KL Energy используется процесс термомеханического разложения и ферментативного преобразования. Основным сырьем является мягкая древесина, но лабораторные испытания уже доказали, что процесс KL Energy применяется на винных выжимках, жмыхе сахарного тростника, твердых бытовых отходах и просеях проса.

Микробная ферментация

Основная статья: Ферментация этанола

Традиционно дрожжи пекарские (Saccharomyces cerevisiae ), давно используется в пивоваренной промышленности для производства этанола из гексозы (шестиуглеродные сахара). Из-за сложного характера углеводы присутствует в лигноцеллюлозная биомасса, значительное количество ксилоза и арабиноза (пятиуглеродные сахара, полученные из гемицеллюлозной части лигноцеллюлозы) также присутствуют в гидролизате. Например, в гидролизате кукурузная солома примерно 30% всех сбраживаемых сахаров составляет ксилоза. В результате способность ферментирующих микроорганизмов использовать весь спектр сахаров, доступных из гидролизата, имеет жизненно важное значение для повышения экономической конкурентоспособности целлюлозного этанола и потенциально биологических белков.

В былые времена, метаболическая инженерия для микроорганизмов, используемых в производстве топливного этанола, продемонстрировал значительный прогресс.[35] Помимо Saccharomyces cerevisiae, микроорганизмы, такие как Zymomonas mobilis и кишечная палочка были нацелены на метаболическую инженерию для производства целлюлозного этанола. Интерес к альтернативному ферментационному организму заключается в его способности сбраживать пять углеродных сахаров, улучшая выход сырья. Эта способность часто встречается у бактерий. [36] основанные организмы.

Недавно были описаны модифицированные дрожжи, эффективно ферментирующие ксилозу,[37][38] и арабиноза,[39] и даже оба вместе.[40] Дрожжевые клетки особенно привлекательны для процессов получения целлюлозного этанола, поскольку они используются в биотехнологии в течение сотен лет, устойчивы к высоким концентрациям этанола и ингибитора и могут расти при низких значениях pH, чтобы уменьшить бактериальное загрязнение.

Комбинированный гидролиз и ферментация

Было обнаружено, что некоторые виды бактерий способны напрямую превращать целлюлозный субстрат в этанол. Одним из примеров является Clostridium thermocellum, который использует сложный целлюлосома расщепить целлюлозу и синтезировать этанол. Тем не мение, C. термоцелл также производит другие продукты во время метаболизма целлюлозы, в том числе ацетат и лактат, помимо этанола, снижая эффективность процесса. Некоторые исследовательские усилия направлены на оптимизацию производства этанола за счет генная инженерия бактерии, которые сосредотачиваются на пути производства этанола.[41]

Процесс газификации (термохимический подход)

Газификатор с псевдоожиженным слоем в Гюссинг Бургенланд Австрия

Процесс газификации не основан на химическом разложении цепочки целлюлозы (целлюлозе). Вместо того, чтобы расщеплять целлюлозу на молекулы сахара, углерод в сырье превращается в синтез-газ, используя то, что составляет частичное сгорание. Окись углерода, двуокись углерода и водород затем могут подаваться в специальный тип ферментер. Вместо сахарного брожения дрожжами, этот процесс использует Clostridium ljungdahlii бактерии.[42] Этот микроорганизм поглощает окись углерода, двуокись углерода и водород и производит этанол и воду. Таким образом, процесс можно разбить на три этапа:

  1. Газификация - Сложные молекулы на основе углерода расщепляются, чтобы получить доступ к углероду в виде оксида углерода, диоксида углерода и водорода.
  2. Ферментация - преобразование окиси углерода, двуокиси углерода и водорода в этанол с помощью Clostridium ljungdahlii организм
  3. Дистилляция - этанол отделяется от воды

Недавнее исследование нашло еще одно Clostridium бактерия, которая, кажется, в два раза эффективнее производит этанол из окиси углерода, чем упомянутая выше.[43]

В качестве альтернативы синтез-газ от газификации можно подавать в каталитический реактор, где он используется для получения этанола и других высших спиртов посредством термохимического процесса.[44] Этот процесс может также генерировать другие типы жидкого топлива, альтернативная концепция, успешно продемонстрированная компанией из Монреаля. Enerkem на их предприятии в Вестбери, Квебек.[45]

Гемицеллюлоза в этанол

Интенсивно проводятся исследования по разработке экономических методов преобразования целлюлозы и гемицеллюлоза к этанолу. Ферментация глюкозы, основного продукта гидролизата целлюлозы, до этанола - это уже отработанный и эффективный метод. Однако превращение ксилозы, пентозного сахара гидролизата гемицеллюлозы, является ограничивающим фактором, особенно в присутствии глюкозы. Более того, это нельзя игнорировать, поскольку гемицеллюлоза повысит эффективность и рентабельность производства целлюлозного этанола.[46]

Сакамото (2012) и др. демонстрируют способность микробов генной инженерии экспрессировать ферменты гемицеллюлазы. Исследователи создали рекомбинантный штамм Saccharomyces cerevisiae, который смог:

  1. гидролизуют гемицеллюлазу за счет кодирования эндоксиланазы на ее клеточной поверхности,
  2. ассимилировать ксилозу за счет экспрессии ксилозоредуктазы и ксилитолдегидрогеназы.

Штамм был способен превращать гидролизат рисовой соломы в этанол, содержащий гемицеллюлозные компоненты. Более того, он смог произвести в 2,5 раза больше этанола, чем контрольный штамм, что демонстрирует высокоэффективный процесс инженерии клеточной поверхности для производства этанола.[46]

Экономика

Переход к возобновляемым топливным ресурсам был целью уже много лет. Однако большая часть его производства осуществляется с использованием кукурузный этанол. В 2000 году в Соединенных Штатах было произведено всего 6,2 миллиарда литров, но это число увеличилось более чем на 800% до 50 миллиардов литров всего за десять лет (2010).[47] Давление со стороны правительства по переходу на возобновляемые топливные ресурсы стало очевидным после того, как Агентство по охране окружающей среды США внедрило Стандарт возобновляемого топлива (RFS) 2007 года, который требовал, чтобы определенный процент возобновляемого топлива был включен в топливные продукты. Правительство США решительно поддерживает переход на производство целлюлозного этанола из кукурузного этанола.[48] Даже с учетом такой политики и попыток правительства создать рынок для этанола из целлюлозы, в 2010 и 2011 годах это топливо не производилось в промышленных масштабах.[49] Закон об энергетической независимости и безопасности изначально устанавливал цели в 100 миллионов, 250 миллионов и 500 миллионов галлонов на 2010, 2011 и 2012 годы соответственно. Однако по состоянию на 2012 год прогнозировалось, что производство целлюлозного этанола составит примерно 10,5 миллионов галлонов, что далеко от запланированного показателя.[49] Только в 2007 году правительство США выделило 1 миллиард долларов США на проекты по производству целлюлозного этанола, в то время как Китай инвестировал 500 миллионов долларов США в исследования целлюлозного этанола.[50]

Из-за отсутствия имеющихся данных о промышленных предприятиях трудно определить точный метод производства, который будет использоваться чаще всего. Модельные системы пытаются сравнить затраты различных технологий, но эти модели не могут быть применены к затратам на коммерческое предприятие. В настоящее время открыто много экспериментальных и демонстрационных объектов, демонстрирующих производство целлюлозы в меньших масштабах. Эти основные объекты кратко описаны в Таблица ниже.

Затраты на запуск пилотных заводов по производству лигноцеллюлозного этанола высоки. 28 февраля 2007 г. Министерство энергетики США объявила о выделении 385 миллионов долларов грантового финансирования шести заводам по производству целлюлозного этанола.[51] Это грантовое финансирование составляет 40% инвестиционных затрат. Остальные 60% поступают от промоутеров этих заведений. Таким образом, в общей сложности будет инвестировано 1 миллиард долларов США примерно в 140 миллионов галлонов США (530 000 м3).3) емкость. Это означает капитальные вложения в размере 7 долларов США на галлон в год для пилотных заводов; будущие капитальные затраты будут ниже. Кукуруза в этанол стоимость растений составляет примерно 1–3 доллара за галлон мощности в год, хотя стоимость самой кукурузы значительно выше, чем просо или отходы биомассы.[52][53]

По состоянию на 2007 год этанол производится в основном из сахаров или крахмалов, полученных из фруктов и зерна. Напротив, целлюлозный этанол получают из целлюлозы, основного компонента древесины, соломы и большей части структуры растений. Поскольку целлюлоза не может быть усвоена людьми, производство целлюлозы не конкурирует с производством продуктов питания, за исключением преобразования земли из производства продуктов питания в производство целлюлозы (что недавно стало проблемой из-за роста цен на пшеницу). Таким образом, цена за тонну сырья намного ниже, чем у зерна или фруктов. Более того, поскольку целлюлоза является основным компонентом растений, можно собирать все растение. Это приводит к гораздо более высокой урожайности - до 10 коротких тонн с акра (22 т / га) вместо 4-5 коротких тонн с акра (9–11 т / га) для лучших зерновых культур.[нужна цитата ]

Сырье в изобилии. По оценкам, только в США ежегодно выбрасывается 323 миллиона тонн целлюлозосодержащего сырья, которое может быть использовано для производства этанола. Сюда входят 36,8 млн. Сухих тонн городских древесных отходов, 90,5 млн. Сухих тонн первичных древесных отходов, 45 млн. Сухих тонн лесных остатков и 150,7 млн. Сухих тонн кукурузной соломы и пшеничной соломы.[54]Преобразование их в этанол с использованием эффективных и экономичных ферментов гемицеллюлазы или других процессов может обеспечить до 30% текущего потребления топлива в Соединенных Штатах.[нужна цитата ] Более того, даже малопригодные для сельского хозяйства земли могут быть засеяны культурами, производящими целлюлозу, такими как просо, в результате чего будет произведено достаточно урожая, чтобы заменить весь текущий импорт нефти в США.[55]

Бумага, картон и упаковка составляют значительную часть твердых отходов, отправляемых в свалки в США каждый день 41,26% всех органических твердые бытовые отходы (ТБО) согласно Калифорнийский совет по интегрированному управлению отходами Профили города.[нужна цитата ] Эти городские профили учитывают накопление 612,3 коротких тонн (555,5 т) ежедневно на свалке, где сохраняется средняя плотность населения 2413 на квадратную милю. Все они, кроме гипсокартона, содержат целлюлозу, которая превращается в целлюлозный этанол.[54] Это может иметь дополнительные экологические преимущества, поскольку при разложении этих продуктов образуются метан, мощный парниковый газ.[56]

Сокращение утилизации твердых отходов путем конверсии целлюлозного этанола снизило бы затраты на утилизацию твердых отходов местными органами власти и правительствами штата. Подсчитано, что каждый человек в США выбрасывает 4,4 фунта (2,0 кг) мусора каждый день, из которых 37% содержат макулатуру, которая в основном состоит из целлюлозы. Это составляет 244 тысячи тонн выбрасываемой макулатуры, содержащей целлюлозу, в день.[57] Сырье для производства целлюлозного этанола не только бесплатное, но и имеет отрицательную стоимость, т. Е. Производители этанола могут получить деньги за его отбор.[58]

В июне 2006 г. на слушаниях в Сенате США было сказано, что текущая стоимость производства целлюлозного этанола составляет 2,25 доллара США за галлон (0,59 доллара США / литр), в первую очередь из-за низкой эффективности преобразования.[нужна цитата ] При этой цене замена барреля нефти (42 галлона США (160 л)) будет стоить около 120 долларов, учитывая более низкую энергоемкость нефти. этиловый спирт. Тем не менее, Министерство энергетики настроено оптимистично и потребовало удвоить финансирование исследований. На том же слушании в Сенате было сказано, что цель исследования - снизить стоимость производства до 1,07 доллара США за галлон США (0,28 доллара США за литр) к 2012 году. «Производство целлюлозного этанола представляет собой не только шаг к истинному энергетическому разнообразию для страны, но это очень экономичная альтернатива ископаемому топливу. Это современное оружие в войне с нефтью », - сказал Винод Хосла, управляющий партнер Khosla Ventures, который недавно сказал на саммите Reuters Global Biofuels, что он может увидеть, как цены на целлюлозное топливо упадут до 1 доллара за галлон в течение десяти лет.

В сентябре 2010 г. Bloomberg проанализировал Европейский инфраструктура биомассы и будущее развитие НПЗ. Ориентировочные цены на литр этанола в августе 2010 года составляют 0,51 евро за 1 г и 0,71 евро за 2 г.[требуется разъяснение ] В отчете предлагается, чтобы Европа скопировала нынешние субсидии США в размере до 50 долларов за тонну сухого вещества.[59]

Недавно, 25 октября 2012 года, компания BP, один из лидеров в области производства топливных продуктов, объявила об отмене предлагаемого им завода промышленного масштаба стоимостью 350 миллионов долларов. Было подсчитано, что завод будет производить 36 миллионов галлонов в год на своем месте в округе Хайлендс во Флориде. BP по-прежнему предоставила 500 миллионов долларов США на исследования биотоплива в Energy Biosciences Institute.[60] General Motors (GM) также инвестировала в целлюлозные компании, в частности Mascoma и Coskata.[50] Есть много других компаний, которые строят или движутся в этом направлении. Абенгоа[61] строит завод мощностью 25 миллионов галлонов в год на технологической платформе на основе грибка Myceliophthora thermophila превращать лигноцеллюлозу в сбраживаемый сахар. Поэт также производит 200 миллионов долларов 25 миллионов галлонов в год в Эмметсбурге, штат Айова. Mascoma, ставшая партнером Валеро, заявила о своем намерении строить в Кинроссе, штат Мичиган, строительство завода объемом 20 миллионов галлонов в год.[60] China Alcohol Resource Corporation разработала установку для производства целлюлозного этанола объемом 6,4 млн литров, работающую в непрерывном режиме.[60]

Также с 2013 года бразильская компания GranBio работает над тем, чтобы стать производителем биотоплива и биохимических продуктов. Семейная компания вводит в эксплуатацию завод по производству целлюлозного этанола (2G этанол) мощностью 82 млн литров в год (22 млн г / год) в штате Алагоас, Бразилия, который станет первым промышленным предприятием группы.[62] Завод по производству этанола второго поколения GranBio интегрирован с заводом по производству этанола первого поколения, управляемым Grupo Carlos Lyra, с использованием технологических процессов от Beta Renewables, ферментов от Novozymes и дрожжей от DSM. Вступив в строй в январе 2013 года, завод находится в окончательном вводе в эксплуатацию. Согласно Годовым финансовым отчетам GranBio, общий объем инвестиций составил 208 миллионов долларов США.[63]

Ферментный барьер

Целлюлазы и гемицеллюлазы, используемые в производстве целлюлозного этанола, более дороги по сравнению с их аналогами первого поколения. Стоимость ферментов, необходимых для производства этанола из зерна кукурузы, составляет 2,64-5,28 долларов США за кубометр производимого этанола. Предполагается, что ферменты для производства целлюлозного этанола будут стоить 79,25 доллара США, то есть в 20-40 раз дороже.[50] Разница в стоимости относится к требуемому количеству. Семейство ферментов целлюлаз имеет на один-два порядка меньшую эффективность. Следовательно, для его производства требуется в 40-100 раз больше фермента. На каждую тонну биомассы требуется 15-25 килограммов фермента.[64] Более свежие оценки[65] ниже, что предполагает 1 кг фермента на тонну сухой биомассы. Также существуют относительно высокие капитальные затраты, связанные с длительным временем инкубации сосуда, в котором выполняется ферментативный гидролиз. В целом, ферменты составляют значительную часть 20-40% для производства целлюлозного этанола. Недавняя статья[65] оценивает диапазон в 13-36% денежных затрат, при этом ключевым фактором является то, как производится фермент целлюлаза. Для целлюлазы, производимой за пределами предприятия, производство ферментов составляет 36% денежных затрат. Для фермента, производимого на месте на отдельной установке, доля составляет 29%; для комплексного производства ферментов фракция составляет 13%. Одним из ключевых преимуществ интегрированного производства является то, что биомасса вместо глюкозы является средой для выращивания ферментов. Биомасса стоит меньше, и она делает полученный целлюлозный этанол на 100% биотопливом второго поколения, то есть в нем не используется «пища в качестве топлива».

Сырье

В целом существует два типа исходного сырья: лесная (древесная) биомасса и сельскохозяйственная биомасса. В США ежегодно можно устойчиво производить около 1,4 миллиарда сухих тонн биомассы. Около 370 миллионов тонн или 30% приходится на лесную биомассу.[66] Лесная биомасса имеет более высокое содержание целлюлозы и лигнина и более низкое содержание гемицеллюлозы и золы, чем сельскохозяйственная биомасса. Из-за трудностей и низкого выхода этанола при ферментации гидролизата предварительной обработки, особенно с очень высоким содержанием 5 углеродных сахаров гемицеллюлозы, таких как ксилоза, лесная биомасса имеет значительные преимущества перед сельскохозяйственной биомассой. Лесная биомасса также имеет высокую плотность, что значительно снижает транспортные расходы. Его можно собирать круглый год, что исключает длительное хранение. Близкая к нулю зольность лесной биомассы значительно снижает статическую нагрузку при транспортировке и переработке. Для удовлетворения потребностей в биоразнообразии лесная биомасса станет важным источником сырья для биомассы в будущей экономике, основанной на биоразнообразии. Однако лесная биомасса намного устойчивее, чем сельскохозяйственная биомасса. Недавно Лаборатория лесных товаров Министерства сельского хозяйства США вместе с Университет Висконсина-Мэдисона разработаны эффективные технологии[12][67] которые могут преодолеть сильную сопротивляемость лесной (древесной) биомассы, включая биомассу хвойных пород с низким содержанием ксилана. Интенсивное культивирование с коротким оборотом или выращивание деревьев может предложить практически неограниченные возможности для производства лесной биомассы.[68]

Щепки от косых черт и верхушек деревьев и опилки с лесопильных заводов и макулатура являются обычным сырьем лесной биомассы для производства целлюлозного этанола.[69]

Ниже приведены несколько примеров сельскохозяйственной биомассы:

Просо (Panicum virgatum ) является родным высокотрава прерии трава. Этот многолетник, известный своей выносливостью и быстрым ростом, вырастает в теплые месяцы до высоты 2–6 футов. Просо можно выращивать на большей части территории Соединенных Штатов, включая болота, равнины, ручьи, а также вдоль берегов и автомагистрали между штатами. это самосев (без трактора для посева, только для кошения), устойчивый ко многим болезням и вредителям, и может давать высокие урожаи при небольшом внесении удобрений и других химикатов. Он также устойчив к бедным почвам, наводнениям и засухе; улучшает качество почвы и предотвращает эрозию благодаря типу корневой системы.[70]

Просо - одобренная покровная культура для земель, находящихся под федеральной охраной Программа сохранения заповедника (CRP). CRP - это государственная программа, которая платит производителям плату за то, что они не выращивают зерновые на земле, на которой они недавно росли. Эта программа снижает эрозию почвы, улучшает качество воды и увеличивает среду обитания диких животных. Земля CRP служит средой обитания для высокогорной дичи, такой как фазаны и утки, а также ряда насекомых. Рассматривается возможность использования проса для производства биотоплива на землях Программы природоохранных резервов (ПСО), что может повысить экологическую устойчивость и снизить стоимость программы ПКИ. Однако правила ГОС должны быть изменены, чтобы разрешить такое экономичное использование земли ГОС.[70]

Мискантус × гигантский является еще одним жизнеспособным сырьем для производства целлюлозного этанола. Этот вид травы произрастает в Азии и является бесплодным триплоидным гибридом Мискантус китайский и Мискантус сахарифлорус. Он может вырасти до 12 футов (3,7 м) при небольшом количестве воды или удобрений. Мискантус похож на просо в отношении устойчивости к холоду и засухе, а также эффективности использования воды. Мискантус коммерчески выращивается в Европейском Союзе как горючий источник энергии.

Початки кукурузы и кукурузная солома являются наиболее популярной сельскохозяйственной биомассой.

Было высказано предположение, что Кудзу может стать ценным источником биомассы.[71]

Экологические последствия

Влияние производства топлива на окружающую среду является важным фактором при определении его целесообразности в качестве альтернативы ископаемому топливу. В долгосрочной перспективе небольшие различия в стоимости производства, экологических последствиях и выработке энергии могут иметь большие последствия. Было обнаружено, что целлюлозный этанол может давать положительный выход чистой энергии.[72] Сокращение выбросов парниковых газов (ПГ) от кукурузного этанола и целлюлозного этанола по сравнению с ископаемым топливом является резким. Кукурузный этанол может снизить общие выбросы парниковых газов примерно на 13%, в то время как для целлюлозного этанола этот показатель составляет около 88% или больше.[73][74] Кроме того, целлюлозный этанол может снизить выбросы диоксида углерода почти до нуля.[75]

Пахотные земли

Основное беспокойство по поводу жизнеспособности существующих альтернативных видов топлива - это пахотные земли, необходимые для производства необходимых материалов. Например, производство кукурузы в качестве топлива на основе этанола из кукурузы конкурирует с пахотными землями, которые могут использоваться для выращивания продовольствия и другого сырья.[76] Разница между этим и производством целлюлозного этанола состоит в том, что целлюлозный материал широко доступен и извлекается из большого количества материалов. Некоторые культуры, используемые для производства целлюлозного этанола, включают просо, кукурузную солому и гибридный тополь.[73] Эти культуры быстро растут и могут выращиваться на многих типах земель, что делает их более универсальными. Целлюлозный этанол также может быть получен из древесных остатков (щепа и опилки), твердых бытовых отходов, таких как мусор или мусор, бумаги и осадка сточных вод, соломы зерновых и травы.[75] В частности, для производства целлюлозного этанола используются несъедобные части растительного материала, что также сводит к минимуму потенциальные затраты на использование производства продуктов питания.

в производстве.[77]

Эффективность выращивания сельскохозяйственных культур с целью получения биомассы может сильно различаться в зависимости от географического положения участка. Например, такие факторы, как осадки и воздействие солнечного света, могут сильно повлиять на энергозатраты, необходимые для поддержания урожая, и, следовательно, повлиять на общий выход энергии.[78] Исследование, проведенное в течение пяти лет, показало, что выращивание проса и управление им исключительно в качестве энергетической культуры биомассы может производить 500% или больше возобновляемой энергии, чем потребляется во время производства.[78] Уровни выбросов парниковых газов и двуокиси углерода также резко снизились при использовании целлюлозного этанола по сравнению с традиционным бензином.

На основе кукурузы и травы

Смотрите также: Экологические и социальные последствия использования этанола в США., Косвенное воздействие биотоплива на изменение землепользования, и Стандарт низкоуглеродного топлива
Резюме Searchinger et al.
сравнение кукурузного этанола и бензина ПГ выбросы
с изменением землепользования и без него
(Грамм CO2вышел на мегаджоуль энергии в топливе)[79][80]
Тип топлива
(НАС.)		Углерод
интенсивность		Снижение
ПГ		Углерод
интенсивность
+ ILUC		Снижение
ПГ
Бензин92-92-
Кукурузный этанол74-20%177+93%
Целлюлозный этанол28-70%138+50%
Примечания: рассчитано с использованием допущений по умолчанию для сценария 2015 г. для этанола в E85.
Бензин - это сочетание обычного и реформулированный бензин.[80]

В 2008 г. для производства этанола использовалось лишь небольшое количество просаи проса. Для того чтобы выращивать его в крупном масштабе, он должен конкурировать с существующими видами использования сельскохозяйственных земель, в основном для производства сельскохозяйственных культур. Из 2,26 млрд акров США (9,1 млн км2) незатопленной земли,[81] 33% составляют лесные угодья, 26% пастбища и пастбища и 20% пахотные земли. В исследовании, проведенном Министерством энергетики и сельского хозяйства США в 2005 году, было определено, достаточно ли имеющихся земельных ресурсов для поддержания производства более 1 миллиарда сухих тонн биомассы ежегодно, чтобы заменить 30% или более нынешнего использования в стране жидкого транспортного топлива. Исследование показало, что для использования этанола может быть доступно 1,3 миллиарда сухих тонн биомассы, если внести небольшие изменения в методы ведения сельского и лесного хозяйства и удовлетворить потребности в лесной продукции, продуктах питания и волокнах.[82] Недавнее исследование, проведенное Университетом Теннесси, показало, что целых 100 миллионов акров (400000 км2, или 154 000 квадратных миль) пахотных земель и пастбищ необходимо будет выделить для выращивания проса, чтобы компенсировать использование нефти на 25 процентов.[нужна цитата ]

В настоящее время кукурузу легче и дешевле перерабатывать в этанол по сравнению с целлюлозным этанолом. По оценкам Министерства энергетики, производство целлюлозного этанола стоит около 2,20 доллара за галлон, что в два раза больше, чем этанол из кукурузы. Ферменты, разрушающие ткань клеточной стенки растений, стоят от 30 до 50 центов за галлон этанола по сравнению с 3 центами за галлон кукурузы.[нужна цитата ] Министерство энергетики надеется снизить себестоимость производства до 1,07 доллара за галлон к 2012 году, чтобы добиться эффективности. Однако производство целлюлозной биомассы дешевле, чем кукурузы, поскольку она требует меньших затрат, таких как энергия, удобрения, гербициды, и сопровождается меньшей эрозией почвы и повышенным плодородием почвы. Кроме того, неферментируемые и непревращенные твердые вещества, оставшиеся после производства этанола, можно сжигать для получения топлива, необходимого для работы конверсионной установки и производства электроэнергии. Энергия, используемая для работы заводов по производству этанола на основе кукурузы, получается из угля и природного газа. В Институт местной самообеспеченности По оценкам, стоимость целлюлозного этанола на промышленных предприятиях первого поколения будет в диапазоне от 1,90 до 2,25 доллара за галлон, без учета льгот. Для сравнения: текущая стоимость этанола из кукурузы составляет 1,20–1,50 доллара за галлон, а текущая розничная цена превышает 4 доллара за галлон обычного бензина (который субсидируется и облагается налогом).[83]

Одна из основных причин увеличения использования биотоплива - сокращение выбросов парниковых газов.[84] По сравнению с бензином, этанол горит чище, поэтому в воздух попадает меньше углекислого газа и общего загрязнения.[нужна цитата ]. Кроме того, при горении образуется лишь небольшой смог.[85] По данным Министерства энергетики США, этанол из целлюлозы снижает выбросы парниковых газов на 86 процентов по сравнению с бензином и этанолом на основе кукурузы, что снижает выбросы на 52 процента.[86] Показано, что выбросы углекислого газа на 85% ниже, чем выбросы бензина. Целлюлозный этанол мало способствует парниковому эффекту и имеет в пять раз лучший баланс чистой энергии, чем этанол на основе кукурузы.[85] При использовании в качестве топлива целлюлозный этанол выделяет меньше серы, оксида углерода, твердых частиц и парниковых газов. Целлюлозный этанол должен приносить производителям кредиты на сокращение выбросов углерода, более высокие, чем те, которые предоставляются производителям, выращивающим кукурузу для производства этанола, которые составляют от 3 до 20 центов за галлон.[87]

Для производства этанола из кукурузы на 1 Дж требуется 0,76 Дж энергии из ископаемого топлива.[88]Эта сумма включает использование ископаемого топлива, используемого для удобрений, топлива для тракторов, работы завода по производству этанола и т. Д. Исследования показали, что ископаемое топливо может производить более чем в пять раз больше этанола из степных трав, по словам Терри Райли, президента по политике в Партнерство Теодора Рузвельта по охране природы. Министерство энергетики США пришло к выводу, что этанол на основе кукурузы обеспечивает на 26 процентов больше энергии, чем требуется для производства, а целлюлозный этанол обеспечивает на 80 процентов больше энергии.[89] Целлюлозный этанол дает на 80 процентов больше энергии, чем требуется для его выращивания и преобразования.[90] Процесс превращения кукурузы в этанол требует примерно в 1700 раз (по объему) больше воды, чем произведенный этанол.[сомнительный – обсуждать] Кроме того, он оставляет 12-кратный объем отходов.[91] Зерновой этанол использует только съедобную часть растения.

Агентство по охране окружающей среды США
Проект жизненный цикл Выбросы парниковых газов результаты сокращения
для разных временной горизонт и подходы к учетным ставкам[92]
(включает косвенные эффекты изменения землепользования )
Топливный путь100 лет +
Скидка 2%
ставка		30 лет +
0% скидка
ставка
Кукурузный этанол (натуральный газ сухая мельница)(1)-16%+5%
Кукурузный этанол (Best case NG DM)(2)-39%-18%
Кукурузный этанол (каменный уголь сухая мельница)+13%+34%
Кукурузный этанол (биомасса сухая мельница)-39%-18%
Кукурузный этанол (мельница для сухой биомассы с
комбинированное производство тепла и электроэнергии)		-47%-26%
Бразильский этанол сахарного тростника-44%-26%
Целлюлозный этанол из просо-128%-124%
Целлюлозный этанол из кукурузная солома-115%-116%
Примечания: (1) Установки сухого измельчения (DM) измельчают все ядро ​​и обычно производят
только один первичный побочный продукт: дистилляторы зерна с растворимыми веществами (DGS).
(2) В лучшем случае заводы производят побочный продукт зерновых установок мокрой дистилляции.

Целлюлоза не используется в пищу, и ее можно выращивать во всех частях света. Вся установка может быть использована при производстве целлюлозного этанола. Просовник дает вдвое больше этанола на акр, чем кукуруза.[89] Следовательно, для производства требуется меньше земли и, следовательно, меньшая фрагментация среды обитания. Материалы биомассы требуют меньшего количества вводимых ресурсов, таких как удобрения, гербициды и другие химические вещества, которые могут представлять опасность для дикой природы. Их обширные корни улучшают качество почвы, уменьшают эрозию и увеличивают улавливание питательных веществ. Травянистые энергетические культуры снижают эрозию почвы более чем на 90% по сравнению с выращиванием традиционных товарных культур. Это может привести к улучшению качества воды для сельских общин. Кроме того, травяные энергетические культуры добавляют органический материал в истощенные почвы и могут увеличить содержание углерода в почве, что может иметь прямое влияние на изменение климата, поскольку углерод почвы может поглощать двуокись углерода из воздуха.[93][94] По сравнению с производством товарных культур биомасса снижает поверхностный сток и перенос азота. Просо обеспечивает среду обитания разнообразных диких животных, в основном насекомых и наземных птиц. Земля в рамках Программы природоохранных резервов (ПКИ) состоит из многолетних трав, которые используются для производства целлюлозного этанола, и могут быть доступны для использования.

В течение многих лет американские фермеры занимались выращиванием пропашных культур, таких как сорго и кукуруза. Из-за этого многое известно о влиянии этих практик на дикую природу. Наиболее значительным эффектом от увеличения количества этанола из кукурузы будет дополнительная земля, которую необходимо будет преобразовать для использования в сельском хозяйстве, а также усиление эрозии почвы и использования удобрений, сопровождающих сельскохозяйственное производство. Увеличение производства этанола за счет использования кукурузы может оказать негативное воздействие на дикую природу, величина которого будет зависеть от масштабов производства и от того, была ли земля, используемая для этого увеличенного производства, ранее простаивала, в естественном состоянии или засажена другими рядами. Еще одно соображение заключается в том, следует ли высаживать монокультуру проса проса или использовать различные травы и другую растительность. В то время как смесь типов растительности, вероятно, обеспечит лучшую среду обитания для диких животных, технология еще не разработана, чтобы позволить переработку смеси различных видов трав или типов растительности в биоэтанол. Конечно, производство целлюлозного этанола все еще находится в зачаточном состоянии, и возможность использования разнообразных насаждений вместо монокультур заслуживает дальнейшего изучения по мере продолжения исследований.[95]

Исследование лауреата Нобелевской премии Пол Крутцен обнаружил, что этанол, произведенный из кукурузы, оказывает «чистое потепление климата» по сравнению с маслом, когда полное оценка жизненного цикла правильно рассматривает оксид азота (N20) выбросы, возникающие во время кукурузный этанол производство. Крутцен обнаружил, что урожай с меньшим азот спрос, такой как травы и древесные поросли, оказывает более благоприятное воздействие на климат.[96]

Коммерциализация целлюлозного этанола

Основная статья: Коммерциализация целлюлозного этанола

Коммерциализация целлюлозного этанола - это процесс создания отрасли, в которой используются методы превращения целлюлозосодержащих органических веществ в топливо. Такие компании как Иоген, ПОЭТ, и Абенгоа строят нефтеперерабатывающие заводы, которые могут перерабатывать биомассу и превращать ее в этанол, а такие компании, как DuPont, Diversa, Новозаймы, и Диадический производят ферменты, которые могут сделать будущее целлюлозным этанолом. Переход от исходного сырья для пищевых культур к отходам и естественным травам открывает широкие возможности для целого ряда игроков, от фермеров до биотехнологических фирм и от разработчиков проектов до инвесторов.[97]

В промышленности целлюлозного этанола в 2008 году было построено несколько новых промышленных предприятий. В Соединенных Штатах действовали предприятия общей мощностью 12 миллионов литров (3,17 миллиона галлонов) в год и дополнительно 80 миллионов литров (21,1 миллиона галлонов) в год. - на 26 новых заводах - строилось. В Канаде действовала мощность 6 миллионов литров в год. В Европе действовало несколько заводов в Германии, Испании и Швеции, и они строились мощностью 10 миллионов литров в год.[98]

В Италии Группа Mossi & Ghisolfi 12 апреля 2011 г. заложила основу для своего предприятия по производству целлюлозного этанола мощностью 13 млн. г / г на северо-западе Италии. Этот проект станет крупнейшим в мире проектом по производству целлюлозного этанола, в 10 раз больше, чем любое из действующих в настоящее время демонстрационных предприятий.[99]

Xyleco Независимая инжиниринговая компания провела сравнительную оценку жизненного цикла (LCA) запатентованного процесса Xyleco в соответствии с ISO на основе «от колыбели до могилы» и пришла к выводу, что потенциал глобального потепления этанола Xyleco на 83% ниже, чем у бензина, на 77% ниже чем этанол из кукурузы и на 40% ниже, чем этанол из сахарного тростника. (https://www.cbsnews.com/video/marshall-medoff-the-unlikely-eccentric-inventor-turning-inedible-plant-life-into-fuel-60-minutes/ )

Коммерческие заводы по производству целлюлозного этанола в США[100][101]
(Действует или строится)
КомпанияМесто расположенияСырье
Абенгоа БиоэнергетикаHugoton, KSСолома пшеничная
BlueFire этанолИрвин, КалифорнияНесколько источников
Colusa Biomass Energy CorporationСакраменто, КалифорнияОтходы рисовой соломы
CoskataУорренвилл, ИллинойсБиомасса, сельскохозяйственные и коммунальные отходы
DuPontВоноре, TNПочатки кукурузы, просо
DuPontНевада, ИАКукурузная солома
Fulcrum BioEnergyРино, НевадаТвердые бытовые отходы
Энергия побережья Мексиканского заливаМшистая голова, ФлоридаДревесные отходы
KL Energy Corp.Аптон, ВайомингДерево
МаскомаЛансинг, МичиганДерево
POET-DSM Современное биотопливоЭмметсбург, ИАКукурузные початки, шелуха и солома[102]
Диапазон топлива[103]Округ Трейтлен, ДжорджияДревесные отходы
SunOptaЛитл-Фолс, МиннесотаЩепки
SweetWater EnergyРочестер, штат Нью-ЙоркНесколько источников
США EnvirofuelsОкруг Хайлендс, ФлоридаСладкое сорго
КсэтанолОберндейл, ФлоридаЦедра цитрусовых

| xyleco || Уэйкфилд, Массачусетс || биомасса

Смотрите также

Целлюлоза

Рекомендации

  1. ^ «Обновленные результаты по выбросам энергии и парниковых газов от топливного этанола» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2013-02-16. Получено 2013-03-02.
  2. ^ «Чистые автомобили, крутое топливо». 5 (2). Окружающая среда Калифорнии. 2007. Архивировано с оригинал на 2007-11-03. Получено 2007-11-28. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  3. ^ Национальный исследовательский совет национальных академий (2011 г.), Стандарт на возобновляемые источники топлива: потенциальные экономические и экологические последствия политики США в области биотоплива, Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press, стр. 3 «Резюме», Дои:10.17226/13105, ISBN  978-0-309-18751-0
  4. ^ Мэтью Л. Уолд (25 января 2013 г.). "Суд отменяет мандат E.P.A. в отношении биотоплива". Нью-Йорк Таймс. Получено 26 января, 2013. желаемое за действительное, а не реалистичные оценки
  5. ^ Сомма Д., Лобкович Х., Дисон Дж. П. (2010). «Растущее топливо Америки: анализ возможности использования кукурузы и целлюлозного этанола в Соединенных Штатах» (PDF). Политика экологически чистых технологий. 12 (4): 373–380. Дои:10.1007 / s10098-009-0234-3.
  6. ^ Браконно H (1819 г.). Annalen der Physik. 63: 348. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  7. ^ Соломон, Барри Д.; Барнс, Джастин Р .; Халворсен, Кэтлин Э. (июнь 2007 г.). «Зерновой и целлюлозный этанол: история, экономика, энергетическая политика». Биомасса и биоэнергетика. 31 (6): 416–425. Дои:10.1016 / j.biombioe.2007.01.023.
  8. ^ Saeman JF. «Кинетика осахаривания древесины: гидролиз целлюлозы и разложение сахаров в разбавленной кислоте при высокой температуре», Промышленная и инженерная химия, 37(1): 43–52 (1945).
  9. ^ Харрис Э., Беглингер Э., Хайни Г. Дж. И Шеррард Э. «Гидролиз древесины: обработка серной кислотой в стационарном варочном котле», Промышленная и инженерная химия, 37(1): 12–23 (1945)
  10. ^ Коннер А.Х., Лоренц Л.Ф. «Кинетическое моделирование предварительного гидролиза древесины твердых пород. Часть III. Вода и разбавленная уксусная кислота. Предварительный гидролиз южного красного дуба. Наука о древесине и волокне, 18(2): 248–263 (1986).
  11. ^ Катцен, Р. и Шелл, Д. Дж., «Биоперерабатывающий завод лигноцеллюлозного сырья: история и развитие растений для гидролиза биомассы», стр. 129-138 в «Биоперерабатывающие заводы - Промышленные процессы и продукты», Том 1, Камм Б., Грубер, П.Р. М., ред. Wiley-VCH, Weinheim, 2006.
  12. ^ а б c d Чжу Дж.Й., Пан XJ, Ван Г.С., Глейснер Р. (2009). «Предварительная сульфитная обработка (SPORL) для надежного ферментативного осахаривания ели и красной сосны». Биоресурсные технологии. 100 (8): 2411–2418. Дои:10.1016 / j.biortech.2008.10.057. PMID  19119005.
  13. ^ Дирк Ламмерс (2007-03-04). «Газификация может стать ключом к созданию этанола в США». CBS News. Архивировано из оригинал на 2007-11-22. Получено 2007-11-28.
  14. ^ «Range Fuels получила разрешение на строительство первого в стране завода по производству целлюлозного этанола». Диапазон топлива. 2007-07-02. Архивировано из оригинал на 2007-10-12. Получено 2007-11-28.
  15. ^ Кэтлин Шалч (2007-11-05). «Завод в Джорджии - первый завод по производству этанола из отходов». энергетический ядерный реактор. Получено 2007-11-28.
  16. ^ «Завод по производству зеленой энергии высасывает субсидии, а затем разоряется». Архивировано из оригинал на 2011-03-08. Получено 2011-03-20.
  17. ^ Соломон, Барри Д.; Барнс, Джастин Р. Халворсен, Кэтлин Э (июнь 2007 г.). «Зерновой и целлюлозный этанол: история, экономика, энергетическая политика». Биомасса и биоэнергетика. 31 (6): 416–425. Дои:10.1016 / j.biombioe.2007.01.023.
  18. ^ Galazka, J .; Tian, ​​C .; Beeson, W .; Martinez, B .; Glass, N .; Кейт, Дж. (2010). «Транспорт целлодекстрина в дрожжах для улучшения производства биотоплива». Наука. 330 (6000): 84–86. Bibcode:2010Sci ... 330 ... 84G. Дои:10.1126 / science.1192838. PMID  20829451.
  19. ^ Мозье Н., Вайман К., Дейл Б. Э., Эландер Р., Ли Ю. Ю., Хольцаппл М., Ладиш М. (2005). «Особенности перспективных технологий предварительной обработки лигноцеллюлозной биомассы». Биоресур Технол. 96 (6): 673–686. Дои:10.1016 / j.biortech.2004.06.025. PMID  15588770.
  20. ^ Яковлев М, ван Хейнинген А (2012).«Эффективное фракционирование ели с помощью обработки SO2-этанол-вода (SEW): закрытые массовые балансы по углеводам и сере». ChemSusChem. 5 (8): 1625–1637. Дои:10.1002 / cssc.201100600. PMID  22740146.
  21. ^ Клинке HB, Томсен А.Б., Аринг Б.К. (2004). «Ингибирование дрожжей и бактерий, продуцирующих этанол, продуктами разложения, образующимися во время предварительной обработки биомассы». Appl Microbiol Biotechnol. 66 (1): 10–26. Дои:10.1007 / s00253-004-1642-2. PMID  15300416.
  22. ^ Олссон Л., Хан-Хэгердал Б. (1996). «Ферментация лигноцеллюлозных гидролизатов для ферментации этанола». Ферментный микроб Технол. 18: 312–331. Дои:10.1016/0141-0229(95)00157-3.
  23. ^ Палмквист Э, Хан-Хэгердал Б (2000). «Ферментация лигноцеллюлозных гидролизатов. I. Ингибирование и раскисление». Биоресур Технол. 74: 17–24. Дои:10.1016 / s0960-8524 (99) 00160-1.
  24. ^ а б Линд Л.Р. (1996). «Обзор и оценка топливного этанола из целлюлозной биомассы: технология, экономика, окружающая среда и политика». Анну Рев Энерджи Энерджи. 21: 403–465. Дои:10.1146 / annurev.energy.21.1.403.
  25. ^ Органосольвная делигнификация ивы (2010), А.Л. Макфарлейн, М.М. Фарид, Дж.Дж. Чен, Lambert Academic Press, ISBN  978-3-8383-9155-7
  26. ^ Яковлев М. Фракционирование лигноцеллюлозы SO2-этанол-вода. Докторская диссертация, Университет Аалто, Финляндия, 2011 г. http://lib.tkk.fi/Diss/2011/isbn9789526043142/isbn9789526043142.pdf
  27. ^ Рецина Т., Пилкканен В. US 8030039 B1, Способ производства сбраживаемых сахаров и целлюлозы из лигноцеллюлозного материала
  28. ^ Древесный спирт. Перевод из Э. Булланже: Distillerie Agricole et Industrielle (Париж: Ballière, 1924).
  29. ^ «Целлюлозный этанол: расширение возможностей, выявление препятствий: USDA ARS».
  30. ^ «Технология Iogen делает это возможным (обзор процесса)». Iogen Corp. 2005. Архивировано с оригинал на 2006-02-03. Получено 2007-11-28.
  31. ^ «Sunopta обновляет текущие проекты по производству целлюлозного этанола». Пресс-релиз Sunopta, 2007 г.
  32. ^ Франдсен, Кристиан Э. Х .; Симмонс, Томас Дж; Дюпри, Поль; Поульсен, Йенс-Кристиан Н; Хемсворт, Глин Р.; Чиано, Луиза; Джонстон, Эстер М; Товборг, Мортен; Йохансен, Катя S (2016). «Молекулярные основы расщепления полисахаридов литическими полисахаридмонооксигеназами». Природа Химическая Биология. 12 (4): 298–303. Дои:10.1038 / nchembio.2029. ЧВК  4817220. PMID  26928935.
  33. ^ Dyadic International (DYAI)
  34. ^ Синие сахара
  35. ^ Джеффрис Т.В., Джин Ю.С. (2004). «Метаболическая инженерия для улучшения ферментации пентоз дрожжами». Appl Microbiol Biotechnol. 63 (5): 495–509. Дои:10.1007 / s00253-003-1450-0. PMID  14595523.
  36. ^ «Обзор ферментации ксилозы в этанол» (PDF).
  37. ^ Брат Д., Болес Э, Видеманн Б. (2009). «Функциональная экспрессия бактериальной ксилозоизомеразы в Saccharomyces cerevisie». Appl. Environ. Микробиол. 75 (8): 2304–2311. Дои:10.1128 / AEM.02522-08. ЧВК  2675233. PMID  19218403.
  38. ^ Огрен К., Бенгтссон О., Горва-Грауслунд М.Ф., Галбе М., Хан-Хагердал Б., Закчи Г. (2006). «Одновременное осахаривание и коферментация глюкозы и ксилозы в предварительно обработанной паром кукурузной соломе при высоком содержании клетчатки с Saccharomyces cerevisiae TMB3400». J Biotechnol. 126 (4): 488–98. Дои:10.1016 / j.jbiotec.2006.05.001. PMID  16828190.
  39. ^ Беккер Дж, Болес Э (2003). «Модифицированный штамм Saccharomyces cerevisiae, который потребляет L-арабинозу и производит этанол». Appl Environ Microbiol. 69 (7): 4144–50. Дои:10.1128 / AEM.69.7.4144-4150.2003. ЧВК  165137. PMID  12839792.
  40. ^ Karhumaa K, Wiedemann B, Hahn-Hagerdal B, Boles E, Gorwa-Grauslund MF (2006) Совместное использование L-арабинозы и D-ксилозы в лаборатории и на производстве Saccharomyces cerevisiae штаммы. Факт о микробной клетке. 10; 5:18.
  41. ^ Пресс-релиз Рочестерского университета: Секвенирование генома раскрывает ключ к жизнеспособному производству этанола
  42. ^ «Обеспечение устойчивого энергетического будущего за счет производства чистой возобновляемой жидкой энергии и зеленой энергии». Bioengineering Resources Inc. Архивировано с оригинал на 2006-04-21. Получено 2007-11-28.
  43. ^ Раджагопалан С., Датар Р., Льюис Р.С. (2002). «Образование этанола из окиси углерода с помощью нового микробного катализатора». Биомасса и энергия. 23 (6): 487–493. Дои:10.1016 / s0961-9534 (02) 00071-5.
  44. ^ "Домашняя страница Power Energy Fuels". Power Energy Fuels, Inc. Архивировано с оригинал на 2007-12-12. Получено 2007-11-28.
  45. ^ "Вестбери, Квебек". Архивировано из оригинал на 2011-08-06. Получено 2011-07-27.
  46. ^ а б Сакамото, Т .; Hasunuma, T .; Hori, Y .; Yamada, R .; Кондо, А. Прямое производство этанола из гемицеллюлозных материалов рисовой соломы с использованием сконструированного штамма дрожжей, кодирующего три типа гемицеллюлолитических ферментов на поверхности утилизирующих ксилозу клеток Saccharomyces cerevisiae. J. Biotechnol. 2012, 158, 203-210.
  47. ^ Дипак К. и Ганти М. Влияние технологий предварительной обработки и последующей обработки на экономику и энергию при производстве целлюлозного этанола. Биотехнологии для биотоплива, 4
  48. ^ Уолд, Мэтью Л. (2012-01-09). «Компаниям грозит штраф за неиспользование недоступного биотоплива». Нью-Йорк Таймс.
  49. ^ а б США будут вынуждены выполнить свои обязательства по биотопливу | Обзор технологий MIT
  50. ^ а б c Сайнс, М. Б. (2011). Промышленный целлюлозный этанол: роль ферментов, экспрессируемых растениями. Биотопливо, 237-264.
  51. ^ «Министерство энергетики выбирает шесть заводов по производству целлюлозного этанола на сумму до 385 миллионов долларов федерального финансирования». Министерство энергетики США. 2007-02-28. Архивировано из оригинал на 2007-03-04.
  52. ^ «Технико-экономическое обоснование совместного размещения и интеграции заводов по производству этанола из кукурузного крахмала и лигноцеллюлозного сырья» (PDF). Министерство энергетики США. Январь 2005 г. Архивировано с оригинал (PDF) на 2007-07-15.
  53. ^ «Определение стоимости производства этанола из кукурузного крахмала и лигноцеллюлозного сырья» (PDF). Министерство сельского хозяйства США и Министерство энергетики США. Октябрь 2000 г. Архивировано с оригинал (PDF) на 2007-07-01. Получено 2007-03-02.
  54. ^ а б «Оценка ресурсов биомассы». Архивировано из оригинал на 2008-02-09.
  55. ^ "Пыльник дает изобилие энергии: исследование". Рейтер. 10 января 2008 г.. Получено 2008-02-12.
  56. ^ Журнал National Geographic, «Новая математика углерода», октябрь 2007 г.
  57. ^ [300 миллионов человек × 4,4 фунта (2,0 кг) на человека × 37% - бумага / 2000 фунтов на тонну]
  58. ^ «Образование твердых отходов» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2008-09-10. Получено 2008-01-07.
  59. ^ Бойл, Гарри и др. Этанол и биохимические продукты нового поколения[постоянная мертвая ссылка ] стр. 16, Bloomberg New Energy Finance, 14 сентября 2010. Дата обращения: 14 сентября 2010.
  60. ^ а б c Остановленный завод BP ставит под сомнение экономику производства целлюлозного этанола | Обзор технологий MIT
  61. ^ "Abengoa Bioenergy :: Новые технологии :: Технологические разработки :: Биохимический путь :: Ферментативный гидролиз". Архивировано из оригинал на 2013-06-09.
  62. ^ «Генеральный директор Granbio подтвердил, что инвестиции в новый этанол в размере 450 миллионов реалов…». 2014-06-20.
  63. ^ «Гранбио - 2013 - Финансовый отчет». 2014-06-20.
  64. ^ Ян Б., Вайман CE (2007). «Предварительная обработка: ключ к открытию доступа к недорогому целлюлозному этанолу». Биотопливо, биопродукты и биопереработка. 2 (1): 26–40. Дои:10.1002 / bbb.49.
  65. ^ а б Джонсон, Эрик (18 февраля 2016 г.). «Комплексное производство ферментов снижает стоимость целлюлозного этанола». Биотопливо, биопродукты и биопереработка. 10 (2): 164–174. Дои:10.1002 / bbb.1634.
  66. ^ Перлак и др. 2005. Биомасса как сырье для биоэнергетики и индустрии биопродуктов: техническая осуществимость годового предложения миллиарда тонн. Отчет Национальной лаборатории Оар-Ридж ORNL / TM-2005/66, Департамент энергетики США, Ок-Ридж, Теннесси
  67. ^ Ван Г.С., Пан XJ, Чжу JY, Gleisner R (2009). «Предварительная сульфитная обработка для преодоления сопротивляемости лигноцеллюлозы (SPORL) для надежного ферментативного осахаривания древесины лиственных пород». Прогресс биотехнологии. 25 (4): 1086–1093. Дои:10.1002 / btpr.206. PMID  19551888.
  68. ^ Foody, B.E., Foody, K.J., 1991. Разработка интегрированной системы для производства этанола из биомассы. В: Класс, Д.Л. (Ред.), Энергия из биомассы и отходов. Институт газовых технологий, Чикаго, стр. 1225-1243.
  69. ^ Лучшая ошибка для производства целлюлозного этанола | Обзор технологий MIT
  70. ^ а б Райнхарт, Л. (2006). «Просо как биоэнергетическая культура. Национальная информационная служба по устойчивому сельскому хозяйству» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-07-15. Получено 2007-12-10.
  71. ^ Лугар Р., Вулси Р. Дж. (1999). «Новая Петролеум». Иностранные дела. 78 (1): 88–102. Дои:10.2307/20020241. JSTOR  20020241.
  72. ^ Фаррелл А.Е., Плевин Р.Дж., Тернер Б.Т., Джонс А.Д., О'Хара М., Каммен Д.М. (2006). «Этанол может способствовать достижению энергетических и экологических целей». Наука. 311 (5760): 506–508. Bibcode:2006Научный ... 311..506F. Дои:10.1126 / science.1121416. PMID  16439656.
  73. ^ а б Хуанга Х., Рамасвамья С., Аль-Даджания В., Чирнера У., Кэрнкроссб РА (2009). «Влияние видов биомассы и размера растений на целлюлозный этанол: сравнительный процесс и экономический анализ». Биомасса Биоэнергетика. 33 (2): 234–246. Дои:10.1016 / j.biombioe.2008.05.007.
  74. ^ Ванга М.К., Хан Дж., Хак З., Тайнер В.Е., Вуа М., Элговайни А. (2011). «Влияние выбросов кукурузы и целлюлозного этанола на энергию и выбросы парниковых газов с усовершенствованием технологий и изменениями в землепользовании». Биомасса Биоэнергетика. 35 (5): 1885–1896. Дои:10.1016 / j.biombioe.2011.01.028.
  75. ^ а б Соломон Б.Д., Барнс-младший, Халворсон К.Э. (2007). «История, экономика и энергетическая политика». Биомасса Биоэнергетика. 31 (6): 416–425. Дои:10.1016 / j.biombioe.2007.01.023.
  76. ^ Браун, Л. Р. План Б 2.0: спасение растения в условиях стресса и цивилизации в беде. Нью-Йорк, США: W.W. Norton & Company; 2006 г.
  77. ^ Vasudevan PT, Gagnon MD, Briggs MS. «Экологически устойчивое биотопливо - случай для биодизеля, биобутанола и целлюлозного этанола». Устойчивая биотехнология. 2010: 43–62.
  78. ^ а б Schmer MR, Vogel KP, Mitchell RB, Perrin RK (2008). «Чистая энергия целлюлозного этанола из проса проса». Proc. Natl. Акад. Sci. Соединенные Штаты Америки. 105 (2): 464–469. Bibcode:2008ПНАС..105..464С. Дои:10.1073 / pnas.0704767105. ЧВК  2206559. PMID  18180449.
  79. ^ Тимоти Сёрчингер; и другие. (2008-02-29). «Использование пахотных земель в США для производства биотоплива увеличивает выбросы парниковых газов в результате изменений в землепользовании». Наука. 319 (5867): 1238–1240. Bibcode:2008Наука ... 319.1238S. Дои:10.1126 / science.1151861. PMID  18258860. Первоначально опубликовано в Интернете в журнале Science Express 7 февраля 2008 г. См. Письма к Наука Авторы: Ван и Хак. Эти выводы критикуют за наихудший сценарий.
  80. ^ а б Searchinger; и другие. (2008). «Вспомогательные материалы для использования пахотных земель в США для производства биотоплива, увеличивающие выбросы парниковых газов в результате изменения землепользования» (PDF). Университет Принстона. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-10-10. Получено 2009-06-11. Данные взяты из таблицы 1B, стр. 21.
  81. ^ Всемирная книга фактов, www.cia.org, 1 мая 2008 г.
  82. ^ «Целлюлозный этанол: преимущества и проблемы. Геномика: GTL». Управление науки Министерства энергетики США. 2007. Архивировано с оригинал 21 декабря 2007 г.. Получено 2007-12-09.
  83. ^ «Целлюлозный этанол: топливо будущего?» (PDF). ILSR Daily. 2007. Архивировано с оригинал (PDF) на 2006-09-27.
  84. ^ "Целлюлозный этанол: топливо будущего?". Science Daily. 2007. Получено 2007-12-10.
  85. ^ а б Демейн А., Ньюкомб М., Ву Д. (март 2005 г.). «Целлюлаза, клостридии и этанол. Микробиология». Обзоры молекулярной биологии. 69 (1): 124–154. Дои:10.1128 / MMBR.69.1.124-154.2005. ЧВК  1082790. PMID  15755956.
  86. ^ Центр данных по альтернативным видам топлива: преимущества этанола и соображения
  87. ^ Уикс, Дж (2006). «Мы еще там? Не совсем, но целлюлозный этанол может появиться раньше, чем вы думаете».. Журнал Grist. Получено 2007-12-08.
  88. ^ Фаррелл А.Е.; Плевин Р.Ж.; Тернер БТ; Джонс А.Д.; О’Хара М; Каммен Д.М. (27.01.2006). «Этанол может способствовать достижению энергетических и экологических целей». Наука. 311 (5760): 506–508. Bibcode:2006Научный ... 311..506F. Дои:10.1126 / science.1121416. PMID  16439656.
  89. ^ а б Цифры, стоящие за этанолом, целлюлозным этанолом и биодизелем в США | Засыпка
  90. ^ Рэтлифф Э (2007). «Одна молекула может вылечить нашу зависимость от масла». Проводной журнал. 15 (10).
  91. ^ Маршалл Б. (октябрь 2007 г.). «Газ из травы». Поле и ручей: 40–42.
  92. ^ «Анализ жизненного цикла выбросов парниковых газов от возобновляемых видов топлива Агентством по охране окружающей среды - основные технические аспекты» (PDF). Получено 2009-06-07. См. Таблицу 1.
  93. ^ Нельсон Р. (2007). «Целлюлозный этанол: биоэтанол в Канзасе» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2008-09-10. Получено 2007-12-09.
  94. ^ Чарльз У. Райс (2002). «Сохранение углерода в почве: почему и как?». Получено 2008-11-10.
  95. ^ BIES L (2006) Взрыв биотоплива: полезна ли зеленая энергия для дикой природы? Бюллетень Общества дикой природы: Vol. 34, № 4, с. 1203–1205
  96. ^ Крутцен П.Дж., Мозиер А.Р., Смит К.А., Винивартер У. «Выбросы закиси азота в результате производства агробиотоплива сводят на нет снижение глобального потепления за счет замены ископаемого топлива», Атмосферная химия и физика, 8(2): 389–395 (2008).
  97. ^ Перник, Рон и Уайлдер, Клинт (2007). Революция чистых технологий п. 96.
  98. ^ REN21 (2009). Отчет о состоянии возобновляемой энергетики в мире: обновление за 2009 год В архиве 2009-06-12 на Wayback Machine п. 16.
  99. ^ Крис Бевилл (12 апреля 2011 г.). «Крупнейший в мире завод по производству целлюлозного этанола открывает землю в Италии». Журнал производителей этанола.
  100. ^ Декер, Джефф. Против зерна: этанол из лигноцеллюлозы, Мир возобновляемой энергии, 22 января 2009 г. Проверено 1 февраля 2009 г.
  101. ^ Строительная целлюлоза
  102. ^ Мэтью Л. Уолд (6 июля 2011 г.). «США поддерживают проект по производству топлива из кукурузных отходов». Нью-Йорк Таймс. Получено 7 июля, 2011. Министерство энергетики планирует предоставить гарантию по кредиту в размере 105 миллионов долларов на расширение завода по производству этанола в Эмметсбурге, штат Айова, который намеревается производить моторное топливо из кукурузных початков, листьев и шелухи.
  103. ^ Range Fuels получила кредит в размере 80 миллионов долларов

внешняя ссылка