Energy blog

 

Biojalostamot

Kimmo Klemola
01.01.2007

 

Biomassaa voidaan käsitellä öljynjalostamoiden tapaan biojalostamoissa, jotka tuottavat liikennepolttoaineita, kemikaaleja, materiaaleja sekä lämpöä ja sähköä.

Biojalostamo voi olla lignoselluloosabiomassasta etanolia, sähköä ja kemikaaleja valmistava laitos, mutta se voi olla myös Fischer–Tropsch-polttoaineita, sähköä ja kemikaaleja valmistava laitos. Fischer–Tropsch-prosessissa kemikaalit olisivat tyypillisiä synteesikaasusta valmistettavia bulkkikemikaaleja, kuten metanoli ja ammoniakki. Etanolivaihtoehdossa kemikaalit olisivat erikoiskemikaaleja.

USA:n Department of Energy (DOE) ja. National Renewable Energy Laboratory (NREL) ovat listanneet selluloosaetanolibiojalostamon 12 lupaavinta kemikaalia. Ne ovat meripihkahappo, 2,5-furaanidikarboksyylihappo, 3-hydroksipropionihappo, asparagiinihappo, glukaarihappo, glutamiinihappo, itakonihappo, levuliinihappo, 3-hydroksibutyrolaktoni, glyseroli, sorbitoli ja ksylitoli. Osaa näistä valmistetaan jo teollisesti biomassasta.

DOE on asettanut seuraavat bioenergiatavoitteet vuodelle 2030:

  • Biomassalla tuotetaan 5 % USA:n sähköstä.

  • Biomassasta tuotetaan 20 % USA:n liikennepolttoaineista.

  • Biomassasta tuotetaan 25 % USA:n kemikaaleista.

Yllä oleva DOE:n tavoite on erittäin kunnianhimoinen, koska se vastaa noin 30 %:a nykyisestä Yhdysvaltojen öljynkulutuksesta ja merkitsisi biomassan nykyisen käytön viisinkertaistamista noin miljardiin kuivatonniin vuodessa. Kestävästi tavoite lienee mahdoton.

Tulevaisuuden biojalostamossa lignoselluloosaraaka-aineesta (puu, olki jne) jalostetaan polttoaineita ja kemikaaleja. Etanolin tuottaminen biomassasta tullee olemaan biojalostamon ydin. Konsepteja on monia, joista mainittakoon lignosellulloosapohjaiseen etanolin tuotantoon perustuva ja koko maissi- tai vehnäkasvia hyväksi käyttävä biojalostamo.

USA:ssa maissi on nykyään teollisuuden tärkein bioraaka-aine. Vuonna 2003 USA:n maissinviljelijät tuottivat 10,1 miljardia bushelia (256,5 miljoonaa tonnia) maissia, ja maissia jalostavan teollisuuden tuotantomäärä oli 56 miljardia paunaa (25,4 miljoonaa tonnia). Maissia jalostava teollisuus käytti 1,7 miljardia bushelia (43,2 miljoonaa tonnia, 17 % viljellystä maissista) maissia tuottaakseen tärkkelystä, makeutusaineita, etanolia, elintarvikkeiden lisäaineita ja komponentteja, kasviöljyä, orgaanisia happoja ja aminohappoja. Noin 12 % vuoden 2004/2005 sadosta eli 1,4 miljardia bushelia (35,56 miljoonaa tonnia) käytettiin etanolituotantoon. Vuonna 2004 USA:ssa tuotettiin 3,4 miljardia gallonaa maissietanolia, tuplasti vuoteen 2000 verrattuna. Maissista saisi suuremman etanoli- ja esimerkiksi maitohapposaannon, jos myös korjuujäännökset käytettäisiin hyödyksi (esim. ”corn stover”). Maissin korjuujäännöksiä syntyy vuosittain noin 220 miljoonaa tonnia, josta maksimissaan 120 miljoonaa tonnia voitaisiin hyödyntää. ”Corn stover” sisältää 70 % selluloosaa ja hemiselluloosaa ja 15–20 % ligniiniä. Kestävä korjuujäännöksen käyttö on kyseenalaista maaperän ehtymisen vuoksi.

Ligniinin mahdollisia korkeamman jalostusarvon tuotteita voisivat olla antioksidantit, ligniinipohjaiset hartsit ja bensiinin oktaania kohottavat lisäaineet.

 

Energy blog
www.dontfly.org