Сахароносные культуры для производства современного биотоплива

Сахарные культуры, такие как сахарный тростник, сахарная свекла и сладкое сорго, могут использоваться в качестве сырья как для традиционного биотоплива (этанол путем ферментации сахара), так и/или для современного биотоплива. Остаточный жом свеклы и багасса (волокнистый материал, остающийся после извлечения сахара из тростника или сорго) можно использовать для производства целлюлозного этанола. Ферментируемые сахара также могут быть преобразованы в «добавочное» биотопливо с помощью биотехнологии (например, Amyris/Total) или химического катализа (например, Virent). Примеры других компаний, разрабатывающих технологию производства современного биотоплива из сахаров, включают: Renewable Energy Group Inc — биодизель из сахарного тростника; Гево – изобутанол; Butamax™ Advanced Biofuels — изобутанол; Avantium Furanics — производные фурана.

Сахара C5 и C6 также могут быть получены из лигноцеллюлозных культур или отходов и остатков с помощью различных предварительных обработок.

От сахарной платформы до биотоплива и биохимикатов

Подробный обзор технологий, используемых для преобразования сахара, представлен в отчете «От сахарной платформы к биотопливу и биохимическим веществам» (апрель 2015 г.), подготовленном E4Tech, RE-CORD и WUR для Генерального директората по энергетике Европейской комиссии (ENER/C2/ 423 — 2012/SI2.673791).

Сахарная свекла

Сахарная свекла требовательна к почвенным условиям, удобрениям и поливу. В Европе в 2012 г. было произведено 188,4 млн тонн сахарной свеклы (ФАО, 2014 г.), и она заняла 11-е место в производстве сельскохозяйственных товаров. В Европе сахарная свекла используется для производства топливного этанола, но на нее распространяется предлагаемый потолок в 7% для производства биотоплива из пищевых культур (см. предлагаемые изменения в Директиве о возобновляемых источниках энергии и Директиве о качестве топлива).

Mendota Bioenergy LLC управляет демонстрационным заводом в округе Фресно, штат Калифорния, на котором круглогодично используется «оптимизированная по углероду» энергетическая свекла с низким потреблением воды. Вся свекла используется в качестве сырья для производства этанола.

© Copyright Британский сахар
Первый в Великобритании завод по производству биоэтанола на сахарном заводе Виссингтона. Завод по переработке биоэтанола использует местную сахарную свеклу для производства 75 миллионов литров биоэтанола в год, что эквивалентно примерно 2% бензина, используемого всеми автомобилями в Великобритании. Экологически чистое топливо обеспечивает сокращение выбросов CO на 71 %.₂ выбросы по сравнению с бензином.
Посмотреть в большем размере >>

Сахарный тростник

Уборка сахарного тростника.

Хотя сахарный тростник является сырьем «первого поколения», он обычно считается относительно устойчивым, поскольку обеспечивает высокий энергетический баланс и значительное снижение выбросов парниковых газов. Не было показано, что он оказывает существенное влияние на поставки продуктов питания или цены в Бразилии, где 9 миллионов автомобилей используют этанол или смеси этанола из сахарного тростника. Сахарный тростник также разрабатывается как потенциальная энергетическая культура (т. е. с использованием измельченного багассы в качестве сырья) в Европе и Бразилии.

Энергетическая трость

В январе 2015 года Alkol Biotech объявила о первых поставках своего гибрида сахарного тростника EUnergyCane, выращенного недалеко от Мотрила на юге Испании. Energycane (энергетическая трость) поставляется производителю этанола 2G в Дании. В апреле 2014 года компания Alkol Bioenergy и Политехнический университет Мадрида подписали соглашение о разработке гибрида бразильских сортов сахарного тростника для Испании, где это растение выращивают более двух столетий, но фермеры в настоящее время используют более старые сорта с более низкой урожайностью и меньшей устойчивостью. к болезни. Цель состоит в том, чтобы использовать багассу из нового гибрида сахарного тростника для производства целлюлозного этанола. Проект разрабатывается Школой лесного хозяйства UPM, ETSI.

Разновидность энергетического тростника Cana Vertix также разрабатывается Granbio для использования в производстве целлюлозного этанола. Он в 3 раза более продуктивен, чем обычный сахарный тростник, и его можно сажать на деградированных землях. Сорта энергетического тростника также были испытаны в Северной Америке с положительными результатами (например, AgCenter Университета штата Луизиана).

Arcadia Biosciences Inc разработала характеристику эффективности использования азота (NUE) для сахарного тростника, которая повышает урожайность при одновременном снижении количества удобрений [Источник: Arcadia Biosciences, апрель 2015 г.].

Сладкое сорго

Сладкое сорго как источник ферментируемых свободных сахаров или лигноцеллюлозы имеет много потенциальных преимуществ, в том числе: высокую эффективность использования воды, азота и радиации; широкая агроэкологическая адаптация; богатое генетическое разнообразие полезных признаков; и потенциал для производства топливного сырья, продуктов питания и кормов в различных сочетаниях. Дальнейшие исследования сладкого сорго были проведены SWEETFUEL — Сладкое сорго: альтернативная энергетическая культура (FP7 — 227422)

Сладкое сорго также разрабатывается в качестве сырья для производства биотоплива в США (например, Региональная стратегия для биопродуктов в дельте Миссисипи). В апреле 2013 года началось строительство завода по производству этанола из сладкого сорго мощностью 20 млн гей/г во Флориде [Ссылка: Southeast Renewable Fuels LLC]. Также в США компания NexSteppe разработала низкозатратные, высокоурожайные сорта сладкого сорго и сорта сорго с высокой биомассой для использования в качестве биоэнергетического сырья.

Компания Ceres также разработала сорта сладкого сорго, которые коммерчески выращиваются в Бразилии [Biomass Magazin 2015]. В марте 2013 года Chromatin подписала соглашение о поставке POET сорго для своего завода по производству биоэтанола в Южной Дакоте. В ноябре 2013 года Arcadia Biosciences и DuPont Pioneer сотрудничают в проекте по использованию биотехнологий и методов селекции для повышения продуктивности сорго.