Biyoyakıtlar için İdeal Hammadde

Popüler bilgelik, uzun, hızlı büyüyen ağaçların biyokütle için en iyisi olduğunu savunuyor, ancak iki ABD Enerji Bakanlığı Ulusal Laboratuvarı tarafından yapılan yeni araştırma, ağaçların boyutunun denklemin sadece bir parçası olduğunu ortaya koyuyor.

ABD Enerji Bakanlığı Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndan (ORNL) bilim adamlarına göre, eşit ekonomik öneme sahip olan yakıtlar, ligno-selülozik biyokütleden üretilebilen ve dönüştürülebilen şeker miktarıdır.

Odunsu biyokütleden biyoyakıt üretiminde, hammaddeler, ağaçların dikilmesi, hasat edilmesi ve taşınması için katlanılan maliyetlerle birlikte önemli bir masrafı temsil eder. Yetiştiriciler tipik olarak dönüm başına kaç ağaç dikebileceklerine bakarlar ve bu ağaçların ne kadar yakıt üreteceğine veya o yakıtın kalitesine çok az önem verirler.

Araştırmacılar, büyüklükleri ve bileşimlerindeki varyasyonların hammadde kalitesini ve biyorefiner ekonomisini nasıl etkilediğini belirlemek için Oregon’da yetiştirilen 900 siyah pamuk ağacı örneğini analiz etti.

ORNL’li biyokimya mühendisi ve projede lider olan Brian Davison, “Bu farklılıklar ekonomik bir fark yaratıyor” dedi.

Bulgular, Biofuels, Bioproducts & Biorefining dergisinde yayınlanan “Biyoenerji Mahsullerinde Verim ve Kompozisyon Değişiminin Ekonomik Etkisi: Populus trichocarpa” adlı yeni bir makalede ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Davison’a ek olarak, diğer ortak yazarlar NREL’den Renee Happs, Andrew Bartling, Crissa Doeppke, Anne Harman-Ware, Mary Biddy ve Mark Davis; ORNL’den Erin Webb, Robin Clark, Jin-Gui Chen, Gerald Tuskan ve Wellington Muchero.

Her yıl dönüm başına üretilen yakıt miktarı ve minimum yakıt satış fiyatı (MFSP), en güçlü şekilde bir ağacın boyutuyla bağlantılıdır. Ancak araştırmacılar, ağaçların en büyük% 25’i göz önüne alındığında, boyut ve şeker içeriğinin OSİB ile neredeyse aynı öneme sahip olduğunu buldu.

NREL’de analitik kimyager ve makalenin baş yazarı olan Happs, “Uzun vadede, bir biorefiner durumunda, size en fazla şekeri veren genotipleri alarak milyonlarca doları ekleyen bir şey,” dedi.

Bilim adamları, hızlı büyümesi ve Kuzey Amerika’daki yaygınlığı nedeniyle çalışmak için siyah pamuk ağacı ağacını seçtiler. Ağaç, dikimden yaklaşık yedi yıl sonra hasada hazır hale gelebilir. Araştırmacılar, şeker içeriğine ek olarak, parçalanması zor olan sert hücre duvarları ve kabuğu oluşturan lignin miktarını da analiz ettiler. Analizler, siyah pamuk odununu biyoyakıt hammaddesi olarak kullanmanın bir tekno-ekonomik analizini bilgilendirdi.

En iyi özelliklere sahip ağaçlar, hızlı çoğalma için klonlanabilir. Davison, “Hem şeker içeriğini hem de büyümeyi artırmak için anahtar genleri de üretebiliriz” dedi.

Kavak örneklerinin tekno-ekonomik analizini yürüten Bartling, “Kompozisyon ve boyut arasında hiçbir korelasyon olmadığını gözlemledik – bu, bu özelliklerin ikisini de aynı anda en üst düzeye çıkarmak için seçici olarak üreyebileceğimizi ima ediyor,” dedi kavak örneklerinin tekno-ekonomik analizini yapan Bartling.

Genetik mühendisliği, şeker içeriğinin daha da iyileştirilmesine izin verebilir. Araştırmacılar, şekerin daha küçük bir ağaç kümesinde% 5 oranında arttığı iki klon içeren varsayımsal bir senaryoyu değerlendirmek için bilgisayar modellemesi kullandılar. İlave şeker içeriği, MFSP’yi azaltarak, bileşimin daha küçük ağaçlardaki ekonomik kayıpları telafi etmeye nasıl başlayabileceğini vurguladı – belki de kötü koşulların büyümelerine izin vermeyebileceği bir bölgede.

Araştırma, ABD Enerji Biyoenerji Araştırma Merkezleri Bakanlığı’ndan BioEnergy Bilim Merkezi ve Biyoenerji İnovasyon Merkezi tarafından finanse edildi.

NREL, ABD Enerji Bakanlığı’nın yenilenebilir enerji ve enerji verimliliği araştırma ve geliştirme alanındaki birincil ulusal laboratuvarıdır. NREL, Alliance for Sustainable Energy, LLC tarafından Enerji Departmanı adına işletilmektedir.

Kaynak: https://www.nrel.gov/news/press/2020/national-laboratories-point-to-sugars-as-key-factor-ideal-feedstock-biofuels.html