Celluloseethanol, biobrandstof van de tweede generatie die wordt vervaardigd door vegetatie die ongeschikt is voor menselijke consumptie om te zetten in ethylalcohol (ethanol). Terwijl biobrandstoffen van de eerste generatie eetbare grondstoffen zoals maïs (maïs) gebruiken, kan cellulosehoudende ethanol worden geproduceerd met behulp van grondstoffen zoals hout, gras of niet-eetbare plantendelen. Alle biobrandstoffen zijn hernieuwbaar, maar celluloseethanol heeft minder impact op de voedselketen dan biobrandstoffen van de eerste generatie, omdat het kan worden geproduceerd uit landbouwafval of uit energiegewassen die worden geteeld op gronden die slechts marginaal nuttig zijn voor de voedselproductie. De omzettingssnelheid van grondstoffen naar eindproduct is echter lager voor celluloseethanol dan voor biobrandstoffen van de eerste generatie, en zonder verbeteringen in de productietechnologie kan celluloseethanol in de toekomst eerder als brandstofadditief worden gebruikt dan als vervanging van aardolie.
© Jim Parkin/.com
© Carolina K. Smith, M.D./.com
het gebruik van reguliere grondstoffen als primaire component van biobrandstoffen van de eerste generatie leidde tot het debat over” food versus fuel”, waarbij de waarde van biobrandstoffen van de eerste generatie als milieuvriendelijk alternatief voor aardolie in twijfel werd getrokken. De productie van biobrandstoffen zou rechtstreeks van invloed zijn op de prijs van levensmiddelen voor de consument wanneer landbouwgrond en grondstoffen uit de menselijke voedselketen worden gehaald. Biobrandstofcritici beweerden dat als de vraag naar grondstoffen toenam, boeren hun gewassen zouden verkopen aan beter betalende biobrandstofproducenten in plaats van aan hun traditionele kopers, waardoor voedseltekorten en snelle prijsstijgingen zouden ontstaan. Hoewel de voedselprijzen en voedseltekorten inderdaad wereldwijd zijn gestegen sinds de introductie van biobrandstoffen van de eerste generatie, met name in 2007 en 2008, beweren aanhangers dat deze kunnen worden toegeschreven aan de stijgende kosten van aardolie en niet aan de productie van biobrandstoffen. Tijdens dat debat kwam celluloseethanol in 2006 naar voren als een alternatief voor ethanol van de eerste generatie, omdat het afval en nonfood-installaties kon gebruiken die op grond van lagere kwaliteit werden geteeld. Veel van de energiegewassen vereisen ook minder meststof dan de voedselgewassen die worden gebruikt in de eerste generatie ethanol.
Contunico © ZDF Ondernemingen GmbH, MainzSee alle video ‘ s bij dit artikel
Omdat de zeer weinige landen, zoals Brazilië, de geografie en het klimaat voor het produceren van voldoende cellulosisch ethanol te maken van een volledige overgang van aardolie tot biobrandstof, veel landen gunste mengen aardolie-en cellulose ethanol. De meeste mengsels zijn in het bereik van 5-10 procent celluloseethanol, zodat ze kunnen worden gebruikt in de huidige voertuigen zonder wijziging van de motor.
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Mainz Zie alle video ‘ s voor dit artikel
cellulose-ethanol wordt geproduceerd uit lignocellulose biomassa, die voornamelijk bestaat uit cellulose en lignine in droge planten. Lignocellulosebiomassa kan in het algemeen worden gecategoriseerd als nieuwe biomassa van in de natuur voorkomende planten, afvalbiomassa van industriële en agrarische bijproducten en energiegewassen die specifiek worden geteeld voor de productie van cellulosehoudende ethanol. Het grootste deel van celluloseethanol wordt vervaardigd uit afval biomassa, met name suikerriet bagasse, en uit energiegewassen zoals schakelgras (Panicum virgatum). Om te worden omgezet in biobrandstof, moet lignocellulose biomassa worden voorbehandeld en vervolgens gehydrolyseerd met zuur of enzymen om de cellulose te breken in eenvoudige suikers. Die suikers ondergaan dan microbiële fermentatie om ethanol te produceren, die wordt gedistilleerd tot een zuiverheid van ongeveer 95 procent. Celluloseethanol kan ook worden geproduceerd door vergassing, wat resulteert in een gasmengsel van waterstof, koolmonoxide en kooldioxide, dat vervolgens wordt gefermenteerd of chemisch gekatalyseerd in ethanol.
een van de vele uitdagingen in verband met de productie van cellulose-ethanol is dat de conversiegraad lager is dan bij biobrandstoffen van de eerste generatie, wat betekent dat er meer grondstoffen nodig zijn om hetzelfde volume ethanol te produceren. De enzymen die worden gebruikt voor hydrolyse zijn ook duur en zijn een van de belangrijkste factoren die de kosteneffectiviteit van de technologie beperken. Om de efficiëntie van die stap in het proces te verbeteren, wordt onderzoek gedaan naar alternatieve omzettingsmethoden, gemodificeerde enzymen en nieuwe energiegewassen.Celluloseethanol blijft politiek populair in vele delen van de wereld, waaronder de Verenigde Staten, Brazilië en de Europese Unie, en wordt aangeprezen als een mogelijke oplossing voor energieonafhankelijkheid en als een methode voor het hergebruik van bepaalde afvalmaterialen. Sommige landen, waaronder de Verenigde Staten, hebben wetgeving die brandstoffabrikanten verplicht om een bepaald percentage biobrandstof aan hun producten toe te voegen. Dergelijke wetgeving is een van de belangrijkste marktfactoren voor marktgroei, waardoor de technologie kwetsbaar is voor een economische inzinking of aarzeling bij de wetgeving die ernstige gevolgen kan hebben voor de toekomst. Biobrandstof is ook een sterk gesubsidieerde energiebron en zou zonder overheidssteun waarschijnlijk niet in staat zijn om op de huidige markt te concurreren. Hoewel het mogelijk is dat de productiekosten van cellulosehoudende biobrandstoffen op een dag lager zullen zijn dan de productiekosten van aardolie, zou een dergelijke verandering zowel een sterke stijging van de prijzen van fossiele brandstoffen als lagere productiekosten vereisen. Zoals het er nu voorstaat, zijn gemengde brandstoffen eerder een haalbare oplossing op lange termijn en de meest haalbare toepassing van celluloseethanol.
