Etanolo cellulosico, biocarburante di seconda generazione fabbricato convertendo in alcol etilico (etanolo) vegetazione inadatta al consumo umano. Mentre i biocarburanti di prima generazione utilizzano materie prime commestibili come il mais (mais), l’etanolo cellulosico può essere prodotto utilizzando materie prime come legno, erba o parti di piante non commestibili. Tutti i biocarburanti sono rinnovabili, ma l’etanolo cellulosico ha un impatto minore sulla catena alimentare rispetto ai biocarburanti di prima generazione perché può essere prodotto da prodotti di scarto agricoli o da colture energetiche coltivate su terreni che sono solo marginalmente utili per la produzione alimentare. Tuttavia, il tasso di conversione delle materie prime in prodotto finale è inferiore per l’etanolo cellulosico rispetto ai biocarburanti di prima generazione e, senza miglioramenti nella tecnologia di produzione, il futuro dell’etanolo cellulosico potrebbe essere come additivo per carburanti piuttosto che come sostituto del petrolio.

L’uso di materie prime regolari come componente primaria dei biocarburanti di prima generazione ha scatenato il dibattito “food versus fuel”, che ha messo in discussione il valore dei biocarburanti di prima generazione come alternativa ecologica al petrolio. Nel deviare i terreni coltivabili e le materie prime dalla catena alimentare umana, è stato sostenuto, la produzione di biocarburanti avrebbe un impatto diretto sul prezzo del cibo per i consumatori. I critici dei biocarburanti hanno affermato che, man mano che la domanda di materie prime aumentava, gli agricoltori avrebbero venduto i loro raccolti a produttori di biocarburanti più remunerativi anziché ai loro acquirenti tradizionali, creando così carenze alimentari e rapidi aumenti dei prezzi. Sebbene ci siano stati effettivamente aumenti globali dei prezzi alimentari e carenze alimentari dall’introduzione dei biocarburanti di prima generazione, specialmente nel 2007 e nel 2008, i sostenitori sostengono che questi possono essere attribuiti all’aumento dei costi del petrolio e non alla produzione di biocarburanti. Durante quel dibattito l’etanolo cellulosico è emerso nel 2006 come alternativa all’etanolo di prima generazione, perché potrebbe utilizzare rifiuti e piante non alimentari coltivate su terreni di qualità inferiore. Molte delle colture energetiche richiedevano anche meno fertilizzanti rispetto alle colture alimentari utilizzate nell’etanolo di prima generazione.

Poiché pochissimi paesi, come il Brasile, hanno la geografia e il clima per produrre abbastanza etanolo cellulosico per fare una transizione completa dal petrolio al biocarburante, molti paesi preferiscono miscelare petrolio ed etanolo cellulosico. La maggior parte delle miscele sono nella gamma di 5-10 per cento di etanolo cellulosico in modo che possano essere utilizzati in veicoli attuali senza modificare il motore.

L’etanolo cellulosico è prodotto dalla biomassa lignocellulosica, che è composta principalmente da cellulosa e lignina presenti nella materia vegetale secca. La biomassa lignocellulosica può essere generalmente classificata come biomassa vergine da piante naturali, biomassa di scarto da sottoprodotti industriali e agricoli e colture energetiche coltivate specificamente per la produzione di etanolo cellulosico. La maggior parte dell’etanolo cellulosico è prodotto da biomassa di scarto, in particolare bagassa di canna da zucchero, e da colture energetiche come l’erba switch (Panicum virgatum). Per essere convertita in biocarburante, la biomassa lignocellulosica deve essere pretrattata e quindi idrolizzata con acido o enzimi per rompere la cellulosa in zuccheri semplici. Questi zuccheri poi subiscono fermentazione microbica per produrre etanolo, che viene distillato ad una purezza di circa il 95 per cento. L’etanolo cellulosico può anche essere prodotto attraverso la gassificazione, che si traduce in una miscela di gas di idrogeno, monossido di carbonio e anidride carbonica, che viene poi fermentata o catalizzata chimicamente in etanolo.

Una delle tante sfide legate alla produzione di etanolo cellulosico è che il tasso di conversione è inferiore rispetto ai biocarburanti di prima generazione, il che significa che sono necessarie più materie prime per produrre lo stesso volume di etanolo. Gli enzimi utilizzati per l’idrolisi sono anche costosi e sono uno dei principali fattori che limitano il rapporto costo-efficacia della tecnologia. Per migliorare l’efficienza di questa fase del processo, sono in corso ricerche su metodi di conversione alternativi, enzimi modificati e nuove colture energetiche.

L’etanolo cellulosico continua ad essere popolare politicamente in molte parti del mondo, compresi gli Stati Uniti, il Brasile e l’Unione Europea, ed è pubblicizzato come una possibile soluzione all’indipendenza energetica e un metodo per riutilizzare alcuni materiali di scarto. Alcuni paesi, tra cui gli Stati Uniti, hanno una legislazione che richiede ai produttori di carburante di aggiungere una percentuale fissa di biocarburante nei loro prodotti. Tale legislazione è uno dei principali motori di mercato per la crescita del mercato, lasciando la tecnologia vulnerabile a un crollo economico o esitazione legislativa che potrebbe avere un grave impatto sul suo futuro. Il biocarburante è anche una fonte di energia fortemente sovvenzionata e probabilmente non sarebbe in grado di competere nel mercato attuale senza sovvenzioni governative. Anche se è possibile che i costi di produzione dei biocarburanti cellulosici saranno un giorno inferiori ai costi di produzione per il petrolio, un tale cambiamento richiederebbe un forte aumento dei prezzi dei combustibili fossili tanto quanto minori costi di produzione. Allo stato attuale, i combustibili miscelati hanno maggiori probabilità di essere una soluzione a lungo termine fattibile e l’applicazione più praticabile dell’etanolo cellulosico.