Біопаливо є важливою частиною великої стратегії по заміні бензину, дизельного палива, палива для реактивних двигунів, які ми використовуємо сьогодні. Однак досі біопаливо не досягло цінового паритету зі звичайним нафтовим паливом.
Одна зі стратегій підвищення конкурентоспроможності біопалива полягає в тому, щоб змусити рослини виконувати частину роботи самостійно. Вчені можуть вивести рослини для виробництва цінних хімічних сполук або біопродуктів у міру їх зростання. Потім біопродукти можуть бути вилучені з рослин, а залишений рослинний матеріал може бути перероблений в паливо. Коли біопродукти виробляються самими рослинами, вони можуть допомогти знизити вартість одержуваного біопалива.
Ціна біопалива
Але одна з важливих частин цієї стратегії залишається неясною – скільки саме біопродуктів потрібно буде виробляти рослинам, щоб зробити цей процес економічно доцільним?
Тепер дослідники з Національної лабораторії Лоуренса Берклі при Міністерстві енергетики (Berkeley Lab) і Об’єднаного інституту біоенергетики при Міністерстві енергетики (JBEI), яким керує Berkeley Lab, дали перше визначення цієї стратегії. Їх дослідження, проведене спільно Корін Скаун і Патріком Ші, було нещодавно опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (Праці Національної академії наук).
Спочатку дослідники зібрали інформацію про групу добре вивчених біопродуктів, які рослини вже можуть ефективно виробляти – від ароматів і ароматизаторів до біорозкладного пластику. Виготовлення цінних біопродуктів допоможе компенсувати витрати на виробництво біопалива і здешевити весь процес.
Потім вони спроєктували і змоделювали, що потрібно для вилучення цих біопродуктів з рослинного матеріалу в контексті біофабрики з виробництва етанолу. У цій ситуації цінні біопродукти будуть вилучатися з рослин, а залишковий рослинний матеріал буде перетворюватися в етанол.
Це допомогло їм відповісти на два важливих питання: яка кількість біопродуктів рослині необхідно зробити для того, щоб процес його вилучення мав сенс, і яку кількість потрібно зробити, щоб вийти на цільовий продаж етанолу за ціною 2,50 долара за галон.
На їх подив, результати показали, що кількість, яку необхідно виробити рослинам, насправді цілком реально. Наприклад, вони підрахували, що при накопиченні 0,6% сухої ваги біомаси, таке з’єднання, як лімонен, використовуваний під смакові добавки та ароматизатори, принесе чисту економічну вигоду біопаливним заводам. Іншими словами, якщо вони можуть зібрати 10 тонн біомаси сорго з одного акра землі, то їм необхідно отримати тільки 59 кг лімонену з цієї біомаси.
Їх результати показують, що така стратегія зниження вартості біопалива здійсненна, але вчені не повинні класти всі яйця в одну корзину, оскільки ринок для кожного дорогого продукту обмежений у розмірах. Їх аналіз показує, що тільки п’ять комерційних біопаливних культур можуть підтримати весь прогнозований до 2025 року ринковий попит на лімонен. Скаун заявив, що сільськогосподарські культури мають бути спроєктовані для виробництва широкого асортименту продукції, щоб переконатися, що галузь диверсифікована і ринок не заточений для одного продукту.
“З техніко-економічними моделями, це дослідження дає нове розуміння ролі біопродуктів поліпшення економіки біопереробки,” – сказав Мінліанг Янг, дослідник в JBEI і провідний автор дослідження.
Скаун сказав, що найбільше досягнення полягає в тому, що дослідження пропонує першу кількісну основу для фактичної реалізації цієї стратегії економії коштів, забезпечуючи вихідну точку для вчених, які намагаються проєктувати або створювати рослини, які створюють біопродукти самостійно і компенсують витрати на виробництво біопалива в результаті.
Натхнення: econet.ru