211service.com
Olej ze dřeva
Nizozemský startup Bioecon a Khosla Ventures spustily společný podnik nazvaný Kior, který bude komercializovat proces Bioecon pro přeměnu zemědělského odpadu přímo na biosurovinu, směs malých molekul uhlovodíků, které lze zpracovat na paliva, jako je benzín nebo nafta ve stávajících ropných rafinériích. Tento proces, tvrdí Kior, se může pochlubit četnými výhodami oproti jiným metodám výroby biopaliv: mohl by se ukázat jako relativně levný, spoléhá se na netoxický katalyzátor, využívá současnou infrastrukturu pro rafinaci paliv a přepravu a vyrábí paliva s čistým spalováním, která lze použít v stávající motory.
Bez fosilií: Startup pro biopaliva Kior říká, že jeho nový termochemický proces může produkovat biosurovinu, směs uhlovodíků, která se velmi podobá surové ropě, z téměř jakéhokoli zemědělského vedlejšího produktu, včetně stonků a stonků rostlin kukuřice (zde zobrazeno).
Biopaliva jsou široce považována za klíčový odrazový můstek na cestě od fosilních paliv k obnovitelným zdrojům energie, zejména v dopravě. Jejich použití by také mohlo snížit emise oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů. Ale etanol, nejrozšířenější biopalivo, obsahuje ve srovnání s benzínem nebo naftou málo energie. A velké množství energie jde do jeho výroby: pěstování obilí, ze kterého se fermentuje, jeho destilace a přeprava. Mnoho biopaliv boosterů vložilo své naděje do nalezení způsobů, jak vyrábět etanol z celulózy, tvrdého polymeru, který tvoří většinu stonků rostlin a dřeva. V praxi však musí být celulóza rozložena na jednoduché cukry, než může být fermentována na etanol nebo převedena na syntetický plyn a přeměněna na paliva. Přes tři desetiletí výzkumu zůstávají tyto procesy obtížné, drahé a energeticky náročné, které dosud nejsou komerčně životaschopné. Nedávný výzkum navíc ukazuje, že etanol, který je vysoce těkavý, může ve skutečnosti zhoršit problémy se smogem, když se vypařuje přímo do vzduchu, místo aby hořel v motorech vozidel.
Způsob, jak zajistit životaschopnost celulózových biopaliv, říká zakladatel společnosti Bioecon, Paul O’Connor, je použití katalyzátorů k přeměně biomasy na uhlovodíkovou biosurovinu, kterou lze zpracovat na benzín a naftu ve stávajících ropných rafinériích. Po desetiletích vývoje katalyzátorů pro ropný průmysl zahájil O'Connor počátkem roku 2006 společnost Bioecon, aby vyvinul metody pro přeměnu biomasy přímo na biopaliva. Jeho prvním úspěchem je katalytický proces, který dokáže přeměnit celulózovou biomasu na uhlovodíky s krátkým řetězcem dlouhé asi šest až třináct atomů uhlíku. Společnost Khosla Ventures souhlasila s poskytnutím nezveřejněného množství financování série A spinoffu Kior za účelem komercializace procesu. Vinod Khosla, zakladatel rizikového fondu, věří, že přeměna biomasy na kapalná dopravní paliva je klíčem ke snížení emisí skleníkových plynů a kompenzaci zmenšujících se zásob ropy. Khosla financuje řadu začínajících biopaliv s konkurenčními technologiemi a říká, že přístup společnosti Kior je jedinečný. Mají několik velmi chytrých proprietárních katalytických přístupů, které jsou docela přesvědčivé, říká. Mohou vyrábět relativně levnou ropu – to je atraktivní.
Nejúčinnější metodou přeměny biomasy na palivo je její vystavení vysokým teplotám a vysokému tlaku za vzniku syntetického plynu neboli syngasu. V přítomnosti katalyzátoru syngas reaguje za vzniku paliv, jako je etanol nebo metanol (používaný jako přísada do bionafty). Je to však nákladný proces a katalyzátory schopné odolat vysoké teplotě syntézního plynu jsou drahé a často toxické.
Pokusy vyrobit palivo přímým vystavením zemědělské celulózy katalyzátoru měly malý úspěch, protože většina celulózy je zachycena uvnitř stonků a stonků rostlin. O'Connor říká, že zatímco výzkumníci Bioecon vyvíjejí nové katalyzátory, jejich proces krakování biomasy je skutečným průlomem. Pomocí patentovaných metod se jim podařilo vložit katalyzátor do struktury biomasy, zlepšit kontakt mezi materiály a zvýšit účinnost procesu. I když O’Connor nebude zacházet do podrobností, říká, že nejzákladnější verze této techniky může zahrnovat impregnaci biomasy roztokem obsahujícím katalyzátor; katalyzátor by pak rekrystalizoval. To, co nyní děláme, je vylepšování metody, abychom ji usnadnili a zlevnili, říká O'Connor.
Takový způsob by eliminoval potřebu supervysokých teplot a toxických katalyzátorů používaných v jiných termochemických metodách výroby celulózových biopaliv. Zatímco O'Connor říká, že stále vylepšuje Kiorův katalyzátor, jeho první verze jsou různé druhy modifikovaných jílů, které jsou levné a šetrné k životnímu prostředí. Produkt je také vysoce kvalitní, obsahuje méně kyselin, kyslíku a vody. Díky těmto vlastnostem je vhodný pro spalování jako topný olej nebo pro použití v ropných rafinériích, které jej mohou pomocí stávajících procesů a zařízení přeměnit na delší uhlovodíkové řetězce benzinu a motorové nafty.
Bioecon vyrobil v laboratorním měřítku množství své biosuroviny, několik gramů najednou, z materiálů, jako jsou dřevěné hobliny, odpad z cukrové třtiny a různé trávy. Zatímco vstupní materiál poněkud ovlivňuje výnos, O'Connor říká, že výstup je velmi podobný, takže nemáme skutečné preference. To znamená, že proces může fungovat po celém světě, s jakoukoli biomasou, která je lokálně dostupná, téměř po celý rok.
Kior již jedná s nejméně dvěma ropnými společnostmi o navázání partnerství pro další rozvoj technologie. Spouští pilotní závod s jednou společností, která by měla během šesti až dvanácti měsíců produkovat kolem 20 kilogramů biosuroviny denně, říká generální ředitel Kior Rob van der Meij. Pokud vše půjde dobře, proces by se mohl do roku 2009 rozšířit na výrobu stovek kilogramů denně a do roku 2010 by mohly být rafinované verze biosuroviny Kior přimíchávány do benzínu nebo nafty. Kromě toho, že jsou obnovitelné, budou mít tato paliva nižší obsah síry a obsahu dusíku, což by mělo snížit smog ve městech jako Los Angeles a Houston.
Díky své schopnosti vklouznout do stávající infrastruktury pro rafinaci a dodávky ropy má tato technologie obrovskou nákladovou výhodu, říká O’Connor. Podle Khosly by také mohla být přijata mnohem rychleji. Pokud dokážete udělat řešení, které je kompatibilní s ropnými společnostmi a jejich současnými rafineriemi, bude pro ně mnohem snazší se s tím sžít, říká. Dostat je do hry by bylo velkým přínosem.
Steve Deutch, vedoucí výzkumný pracovník v National Renewable Energy Laboratory, říká, že to málo informací, které společnost Kior zveřejnila o svém procesu, je dostatečně věrohodných, ale dokud nebudou k dispozici podrobnosti, nelze tvrzení společnosti skutečně vyhodnotit. Deutch říká, že hlavní výzvou pro Kior nebo kohokoli, kdo pracuje na celulózových palivech, je vyvinout proces dostatečně jednoduchý, aby se přiblížil zdrojům biomasy – farmám. Shromažďování biomasy a její dostatek na jednom místě, aby se to změnilo, je problém ve světě biomasy, říká Deutch. Náklady na přepravu mohou být přemrštěné. Chcete jej předzpracovat na farmě a poté odeslat meziprodukt s vysokou hustotou a vysokou energií do zpracovatelských závodů.