211service.com
Lēts etanols no riepām un atkritumiem
Vakar plkst Ziemeļamerikas starptautiskā auto izstāde Detroitā, General Motors paziņoja par sadarbību ar Coskata no Warrenville, IL, jauna uzņēmuma, kas apgalvo, ka var izgatavot etanolu no skaidām, zāles un atkritumiem, tostarp vecām riepām, par dolāru galonu. Tas ir ievērojami mazāk, nekā maksā biodegvielas ražošana no kukurūzas graudiem, kas ir gandrīz visa Amerikas Savienotajās Valstīs ražotā etanola avots.
Degvielas šķiedras: Dobu šķiedru kūlis ir jauna procesa pamatā etanola iegūšanai no citiem avotiem, nevis no kukurūzas. Organiskie materiāli tiek uzkarsēti, veidojot ūdeņraža, oglekļa dioksīda un oglekļa monoksīda maisījumu. Kad attēlā redzamais bioreaktors darbojas, gāzes plūst cauri šķiedru centram un baro baktērijas, kas aug ārpusē. Baktērijas pārvērš gāzes etanolā.
Coskata vadītāji, kuri līdz paziņojumam bija slēpuši uzņēmuma pastāvēšanu un tehnoloģiju, saka, ka ir izstrādājuši hibrīdu pieeju, kas ietver gan termoķīmiskos, gan bioloģiskos procesus etanola ražošanai. Līdz šim lielākā daļa pētnieku ir koncentrējušies uz termoķīmisko vai bioloģisko metožu izstrādi. Coskata saka, ka tā tehnoloģija ir ne tikai lētāka nekā citi izstrādes stadijā esošie etanola ražošanas procesi, bet arī patērē mazāk enerģijas un ūdens.
GM sniegs Coskata finansiālu, tehnisku un mārketinga atbalstu, lai palīdzētu tai paplašināt savu procesu, kas līdz šim ir pierādīts tikai laboratorijas mērogā. Coskata pabeidz izmēģinājuma mēroga etanola ražošanas iekārtu un vēlāk šogad paziņos atrašanās vietas 40 000 galonu gadā ražotnei un 100 miljonu galonu gadā komerciāla mēroga rūpnīcai.
Coskata pievienojas vairākiem citiem uzņēmumiem, kuri meklē veidus, kā ražot biodegvielu no alternatīviem avotiem. Jauns federālais mandāts, kas tika parakstīts likumā pagājušā mēneša beigās, paredz līdz 2022. gadam saražot 36 miljardus galonu biodegvielas; no tiem 21 miljards galonu ir jānāk no citiem avotiem, nevis kukurūzas graudiem. Taču līdz šim tehnoloģija etanola iegūšanai no šādām izejvielām nav komerciāli pierādīta.
Coskata process sākas ar gazifikāciju, plaši pazīstamu tehnoloģiju, kas ietver plašu organisko materiālu sildīšanu, līdz to komponenti atdalās un veido sintēzes gāzi, ūdeņraža, oglekļa monoksīda un oglekļa dioksīda maisījumu. Pēc tam tā vietā, lai izmantotu ķīmiskos katalizatorus, lai pārveidotu sintētisko gāzi dažādos spirtos, kā tas tiek darīts tradicionālajos procesos (skatiet sadaļu Celulozes etanola pārrāvums), Coskata izmanto jaunus baktēriju celmus, lai to pārvērstu etanolā. Tā kā etanols ir vienīgais produkts, šī metode nodrošina labāku kopējo ražu nekā katalītiskie procesi. Arī ar baktērijām dažos veidos ir vieglāk strādāt nekā ar katalizatoriem. Piemēram, tie nav tik specifiski attiecībā uz gāzu attiecību sintētiskajā gāzē. Teorētiski ir iespējams barot mūsu organismu tikai ar oglekļa monoksīdu, un no tā tiks ražots etanols, saka Ričards Tobejs, Coskata pētniecības un attīstības un inženierzinātņu viceprezidents. Jūs to nevarat izdarīt ar katalītisko pieeju.
Hibrīda sistēma ļauj praktiski izmantot alternatīvu parastajam destilācijas posmam, ko izmanto etanola ražošanā; Coskata versija patērē tikai uz pusi mazāk enerģijas. Šajā alternatīvajā procesā, ko sauc par tvaiku caurlaidību, ūdens un etanola tvaiki iziet cauri caurulei līdzīgai membrānai. Beigās gandrīz viss ūdens ir noņemts, atstājot 99,7% tīru etanolu. Parastos fermentācijas procesos tiek iegūts ūdens un etanola buljons, kas pilns ar apstrādātu biomasu, kas aizsprosto šādu membrānu.
Vismaz viens cits uzņēmums ir izmēģinājis hibrīda pieeju etanola ražošanai: biodegvielas uzņēmums BRI Energy atrada līdzīgas baktērijas, kas spēj apstrādāt sintētisko gāzi. Bet Endijs Adens, vecākais pētnieks, kurš pēta celulozes etanolu Nacionālajā atjaunojamās enerģijas laboratorijā Golden, CO, saka, ka viena no problēmām, kas saistītas ar šādām pieejām, ir tā, ka ir bijis grūti padarīt sintētisko gāzi pieejamu baktērijām, jo sintētiskā gāze ūdenī nešķīst viegli. . Coskata ir risinājusi šo problēmu ar jaunu bioreaktora dizainu, kurā baktērijas aug blīvās bioplēvēs dobu šķiedru ārpusē. Singāze tiek sūknēta caur šo šķiedru iekšpusi un izkliedējas caur tām tieši uz bioplēvi. Adens saka, ka biofilmu pieeja izklausās daudzsološa, lai gan viņš brīdina, ka šādas sistēmas ir bijis grūti palielināt līdz komerciālam mērogā.
Lai gan Coskata saka, ka tā process var darboties ar ļoti plašu izejvielu klāstu, praksē tas varētu būt vislabāk piemērots konkrētiem materiāliem. Es domāju, ka tas ļoti labi darbosies koksnes materiāliem un, iespējams, gandrīz unikāli labi cietajiem sadzīves atkritumiem un dažiem no šiem augsta oglekļa satura atkritumiem, piemēram, riepām, saka Brūss Deils, Mičiganas štata universitātes ķīmijas inženierijas un materiālu zinātnes profesors. Bet viņš saka, ka bioloģiskās pieejas varētu labāk darboties ar tādām izejvielām kā sārta zāle.
Līdz šim uzņēmums ražo etanolu tikai dažus pilienus vienlaikus. Procesa ekonomika komerciālā mērogā būs atkarīga no vairākiem faktoriem, tostarp no tā, cik maksā izejviela un vai sistēma labi darbojas lielākos bioreaktoros.