КОНФЕРЕНЦИЯ исследует РАЗВИВАЮЩИХСЯ биоэкономике

Инфраструктура, конверсии биомассы, источники биомассы, а также экологических и других последствий некоторые из проблем, стоящих перед коммерциализация биотоплива.

Статьи о производстве жидкого топлива из биомассы предостаточно, в публикациях от КЭП The Wall Street Journal и Newsweek. 1 поддерживает ли или не согласен с идеей на основе биомассы технологии заменить на основе нефти процессов, интерес и разработка методов для производства биотоплива, продолжает расти.

Нигде в том, что более очевидной, чем на ежегодной конференции Биоэкономика организовано штата Айова, Univ. (Ames, IA) на ноябрь 5-6, 2007. (В этом году конференция будет проходить 8-9 сентября. Посетите <a target="_blank" href="http://www.bioeconomyconference.org" rel="nofollow"> www.bioeconomyconference.org </ A> для информацию.) То, что в предыдущие годы 1-дневное мероприятие в настоящее время заполнены два дня, с такими, как отметил ораторов Винод Хосла, один из основателей Sun Microsystems, а также пять кандидатов в президенты, который изложил свои взгляды по вопросам энергетической политики на специальный вечер мероприятия. На форуме также выступили представители двух крупнейших нефтяных компаний ConocoPhillips (со-спонсором мероприятия) и Chevron - ясный признак того, что производство биотоплива идет в основное русло.

Айова вице-губернатор, Патти судья задал тон конференции с ее выступление, когда она заявила, что все биоэнергетических проектов должны быть спроектированы и разработаны тщательно, чтобы предотвратить отрицательное влияние на запасы продовольствия и воды, химического состава почвы, воды и воздуха, и энергия эффективности.

Даже перед тем, что было четко биотоплива дружный коллектив, ведется дискуссия по многим вопросам, которые оказывают влияние на технологии. Пожалуй, наиболее провокационных заявлений, хотя и с откровенно оптимистическом тоне, пришел из Khosla - которые предлагаются для обсуждения тех, кто не соглашался с его данными. (Те, кто находит его комментарии чуть розовые можете связаться с Khosla [не автор, пожалуйста] через свой веб-сайт, <a target="_blank" href="http://www.khoslaventures.com" rel="nofollow"> WWW . khoslaventures.com </ A>.) Он считает, что массовые возможность существует, в конечном счете заменить 90% нефти в стране с биотопливом, даже если цена нефти должна падать обратно на $ 45/bbl, которое в настоящее время представляется маловероятным. По Khosla, усилия потребуются 60 миллионов акров хорошо управляемые земли - 2,7% от общей массы земли США - обеспечить целлюлозной биомассы, а не кукурузный крахмал, в качестве основного материала в качестве исходного сырья. (Он ушел сразу после своего выступления для участия в новаторской завода целлюлозы до этанола строится в Грузии) ..

Потребности в области инфраструктуры

Рост индустрии биотоплива зависит от эффективной инфраструктуры. Шаши Nambisan, директор Центра транспортных исследований и образования, профессор гражданского строительства штата Айова университет, указывает, что "30 миль общий предел рентабельности перевозки сырья для [биотопливо), завод". Это нашло отражение в ряде малых, этанол из кукурузы растения (небольшой по сравнению с нефтеперерабатывающих или аналогичные учреждения), которые возникли во всем Среднем Западе США, предназначенного для получения исходного сырья у местных фермеров. Же ограничения, логистики, скорее всего, относится к целлюлозного биотоплива растений, что технология продолжает развиваться.

Многие вопросы еще предстоит решить, с точки зрения продукта-доставки, в том числе необходимость (и влияние) увеличился грузовых автомобилей и железнодорожных перевозок, а также необходимость для сервисных станций на поставку смеси этанола для общественности. Многие из основных железнодорожных линий в США почти достиг потенциала из-за увеличения угля и интермодальных перевозок, а также дополнительных вагонов биотоплива может сильно налоговых железных дорог.

Этанол может транспортироваться по трубопроводам, а те должны быть независимыми бензина трубопроводов. Стоимость и время, необходимое для установки отдельной сети трубопроводов этанола будет огромной.

Преобразование вопросы

Важным вопросом является эффективное преобразование целлюлозы брожению продукции. 1 показана упрощенная стереохимические расположение глюкозы мономеров в крахмал и целлюлозу.

Сцепление в крахмале, как правило, включает 1 и 4 атомов углерода на единицу каждого глюкозы в амилозы часть, примерно 5% 1,6 в связи амилопектина компонента. 1,4 крахмала облигаций известны как альфа ( В целлюлозы, каждый второй блок глюкозы переворачивается, а те облигации, известные как бета (

Ферменты, которые эффективны в сокращении крахмала его мономеров глюкозы являются неэффективными с целлюлозой. Это потому, что растения, на протяжении миллионов лет, развитые структуры, которые устойчивы к химическому и биологическому нападению, и целлюлозы конечный результат. Лигнин, фенол-производной полимер, который добавляет поддержку структурных растений и деревьев, часто включает в себя относительно значительная часть растительного материала. Он также противостоит химические и биологические процессы разложения, и может физически препятствовать фермента контакт с целлюлозой, тем самым снижая эффективность многих процессов biomassconversion (1).

Эта комбинация целлюлозы и лигнина стабильности укрепления продолжает стимулировать интенсивное расследование улучшения химических, термохимических и фермент-методов, основанных на конверсии.

Биомасса источников

Виды биомассы, которые будут наиболее эффективными являются на обсуждение. С 2006 года государство президента Буша Союза адрес, просо было модным словом. Одним из положительных атрибут просо, что она будет хорошо расти в маргинальном почве, где хороший урожай может быть от 5 до 10, может быть сухой т / га. Тем не менее, другие травы, такие как мискантус, может принести в два раза урожая.

Интенсивные исследования продолжается в высокодоходные травы, чтобы воспользоваться их производственных мощностей, а также исследовать влияние они оказывают на почвы химии. Хотя это естественно думать, растительности с минералы из почвы через корневую систему, некоторые травы повышения химии почв путем введения питательных веществ в земле. Конкретные виды растительности, которые помогают пополнить почвы создает потенциал для сокращения применения удобрений.

Дополнительные исследования направлены на быстрорастущих деревьев в качестве потенциального источника биомассы. Одним из наиболее известными является гибридный тополь, который, по сообщениям можно будет быстро расти, достигая высоты десятков футов меньше, чем десять лет.

Гибридная осина является еще одним перспективным источником биомассы, в соответствии с 1 стендовый доклад. Ричард Холл, профессор экологии природных ресурсов и управления штата Айова университет, который представил плакат от имени одного из его учеников, отмечает, что гибридные осин может вырасти на высоту до 60 футов в восемь лет, и могут быть адаптированы к маргинальные земли.

Содержание влаги в свежей древесины - который достигает 50% в некоторых типах растительности - может быть проблематичным, особенно в помольных процессов. Зал отмечает, что один естественный способ снижения влажности до обработки гибридных осин это дать деревьев лежат в одном месте в течение недели или два после того как они были вырезаны, так что дыхание через листья будут по-прежнему сухой древесины.

ограничений, касающихся водных ресурсов

Один очень важный аспект производства биотоплива, а также ожидаемого роста рынка, потребление воды на biorefineries. Скотт Коль, технический директор компании ICM, Inc (Колуич, KS), отмечает, что в целом, 4 л воды требуется производить каждый галлон этанола. (Для сравнения, восемь литров воды необходимо, чтобы произвести один галлон бензина.)

Кент Рауш, доцент сельского хозяйства и биологической инженерии Univ. штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, указывает, что 60-70% от потребления воды растения, как правило, в градирнях, с количеством воды используется сам процесс лишь часть от общего объема потребления завода.

Однако, несмотря на Среднем Западе США - регионе, где многие biorefineries будет находиться - как правило, получает обильные осадки, водоснабжение, не всегда в изобилии. Традиционные методы ведения сельского хозяйства уже обедненного некоторых подземных источников. Кроме того, осадков могут быть колебания в связи с глобальным изменением климата.

В результате, сохранения водных ресурсов и текущих научных исследований в технологии сохранения водных ресурсов будет иметь очень важное значение. Например, завод дизайнеров, возможно, придется включить нулевой жидкие выделения (г / Л) системы в процессе схемы, чтобы свести к минимуму общее потребление воды. Г / Л не является недорогой, и это energyintensive. Тем не менее, крупные переработчики нефти может вообще позволить себе вкладывать средства в такие технологии, в то время как для мелких производителей этанола, возможно, не такой роскоши. И низовых производственных объектов, возможно, придется бороться за водными ресурсами.

Изменение климата

Очень интересное заседание, с глобальной точки зрения изменения климата была посвящена поглощения углерода. В соответствии со своим ведущим, д-р Роналд пески, старший экономист Объединенной глобальных изменений научно-исследовательский институт (сотрудничество между Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории и университет штата Мэриленд), США благословил, обладающих достаточным потенциалом углерода геологическое хранение газа, а требуется проведение дополнительных исследований для разработки технологии. (Несколько глубоких скважин проекты по улавливанию, первые демонстрации масштаба, а затем полномасштабного, в настоящее время планируется на энергопредприятий по всей стране.) В соответствии с данными, представленными пески, настоящее расходов для сбора СО2 из новых электростанций будет составлять $ 20 - $ 40/ton от комплексной газификации с комбинированным циклом (ИГКС) объекта, а $ 30 - $ 50/ton с единицы пылевидного угля. Транспорт и геологических секвестр бы добавить $ 10 - $ 15/ton на эти расходы.

Для биомассы / уголь совместного сжигания, Сэндс предлагает просо в качестве топлива, отчасти потому, что хорошо растет в маргинальном почвы. Вместе с тем он отмечает, что дополнительные исследования в области химии различных трав необходима, потому что как часть процесса экономического роста в некоторых релиз закиси азота (N2O), который имеет более высокий потенциал глобального потепления (ПГП), чем СО2.

Явления естественного поглощения углерода также заслуживает дальнейшего изучения. В настоящее время, по оценкам, 470 миллиардов тонн углерода, хранятся в растительном мире, 2 трлн тонн хранятся в почве, и 775 млрд тонн находятся в атмосфере. Как общество движется к более biobased экономики, дополнительные природные поглощения СО2 будет происходить в биомассе, которая выращивается на топливо.

Дэвид Миллер, директор по науке для AgraGate климата Кредиты корпорации и директор по исследованиям и товарных услуг для фермерских бюро штата Айова Федерации, замечания, которые совместного сжигания биомассы с может быть скорый ответ на электростанции, стремящихся сократить СО2 баланс, по крайней мере до 2020 года, когда, по мнению многих нарождающихся технологий секвестрации будет лучше развита. Действительно, многие персонала энергетических компаний, заводов и других отраслей промышленности COygenerating обеспокоены тем, что мандат ограничения углерода может быть вынесен до технологий существенно сократить выбросы CO2 имели шанс быть разработаны и продемонстрированы в достаточном объеме. Миллер выступает против налога на выбросы углерода, полагая, что многие из расходов, будут переданы в сельскохозяйственном секторе.

Говоря о сельском хозяйстве ... Газеты и даже некоторые технические журналы сообщают, что метан, гораздо более мощным парниковым газом, чем CO1, освобождается от пищеварительном тракте коров и других животных, с мрачные предупреждения, что скот может возникнуть также вносит значительный вклад в глобальное потепление. Миллер развенчали этот миф, о том, что подавляющее большинство метана происходит от водно-болотных угодий, и скота составляют лишь очень незначительную источника.

Закрытие мысли

Конечно, задачи, стоящие перед страной, чтобы сократить импорт нефти путем развития альтернативных видов топлива, не является простым. Однако, значительный прогресс был достигнут в короткие сроки.

Посмотрите для дальнейшего роста этого возбуждающего поля. Для молодых студентов науки заинтересованы в химии, машиностроения, ботанике, биологии и компьютеры, многообещающая карьера в сфере энергетики должны быть доступны для многих грядущих десятилетий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Houghton, J., и др.., "Breaking биологические барьеры для целлюлозного этанола: Совместные программы научных исследований", Министерством энергетики США, Роквилл, MD (июнь 2006).

Брэд Буекер, NALCO Ко

Брэд Буекер является отраслевым технического консультанта Nalco Ко Совсем недавно он занимал пост качества воздуха, специалист управления и химик завода в Канзас Сити державой