Итак, крахмал (-C6H10O5-)n или целлюлоза и микроорганизмы? Издание Biofuels Digest опубликовало результаты исследований, согласно которым за последние 10 лет в Соединенных Штатах Америки были сделаны огромные инвестиции в поисках так называемого биотоплива “второго поколения” для бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Как известно, биоэтанол (C2H5OH), полученный из кукурузы и сахарного тростника – альтернативное топливо 1-го поколения, имел значительный коммерческий успех в топливно-энергетическом “заправочном” сегменте экономики и стал устойчивым с точки зрения урожайности сельскохозяйственных культур и процессов, технологии производства, а также развития и отбора микробов.
Исследователи предполагали, что в отличие от биотоплива 1-го поколения, биотопливо 2-го поколения будет производится в том числе из лигноцеллюлозных сахаров, полученных из древесной биомассы и сельскохозяйственных источников, таких как кукуруза и пшеница, и целевых энергетических культур, таких как мискантус и быстрорастущий тополь.
Александр А. Кукулас пришел к заключению, что погоня за биотопливом была обусловлена несколькими факторами, включая: его низкую стоимость, по крайней мере с теоретической точки зрения; их потенциал для значительного сокращения выбросов углерода по сравнению с топливом первого поколения; национальная безопасность (меньшая зависимость от иностранной – саудовской – нефти); и создание рабочих мест, особенно в американских сельских общинах.
Многие исследователи признали, что в следствие множества технических и коммерческих проблем альтернативного топлива 2-го поколения (лигноцеллюлозный этанол), особенно те, которые производятся на биохимических платформах, еще не достигли коммерческой жизнеспособности из-за своей неспособности конкурировать по цене с топливом, полученным из нефти, или с обычным (1-го поколения) биотопливом. Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в генной инженерии микробов, предназначенных для ускоренного производства биотоплива, титр и выход этих биомолекул в настоящее время слишком низки, чтобы позволить этим продуктам конкурировать с их эквивалентами, полученными из нефти.
В США коммерциализация этанола из целлюлозной биомассы как “заправочного” топлива оказалась очень далека от этанола на основе кукурузы.
Одновременно, самый высокий зарегистрированный выход для наилучшей доступной альтернативы этанолу, полученному из крахмала (изобутанол, полученный из искусственной кишечной палочки), все еще составляет одну восьмую от уровня, достигнутого в производстве топливного этанола из кукурузы. В отличие от дрожжевой и обычной ферментации этанола, рециркуляция микробных клеток затруднена в лигноцеллюлозной системе, и генно-инженерные штаммы кажутся очень восприимчивыми к загрязнению, что еще больше увеличивает эксплуатационные расходы.
Критерии успеха, такие как выход продуктов из целлюлозы, оказались далеки от коммерчески значимых уровней, поскольку не была учтена коммерческая стоимость сопутствующих продуктов при производстве биоэтанола первого поколения (зерновой барды как корма для животных и CO2). Сложности целлюлозного субстрата создали технические препятствия для коммерциализации.
Biofuels Digest констатировал, что потенциал для расширения этанола 1-го поколения в качестве топлива и сырья для производства химикатов остается огромным. В большинстве случаев препятствия коммерциализации были вопросом налоговой политики, а не технической готовности спиртзаводов поставлять спиртовой бензин (≥E5) и альтернативное топливо (≥E30) для заправки автомобилей с бензиновым двигателем внутреннего сгорания, модифицированными под гибкий выбор топлива (flex fuel vehicles).
Очевидно, что для финансирования программ альтернативного топлива “второго поколения”, учитывая нынешний экономический и политический климат в США, исследователям предстоит доказать, что результаты будут коммерчески жизнеспособными, по крайней мере, в краткосрочной перспективе.
По материалам Koukoulas, A.A. для Biofuels Digest.
Поділитись в соцмережах:
