Z čeho se vyrábí celulosový ethanol?

Celulosový ethanol je biopalivo vyrobené z celulózy, hlavní složky buněčných stěn rostlin. Celulóza je obsažena ve všech rostlinách a je nejběžnější organickou sloučeninou na Zemi. I když je obtížnější vytvořit ethanol z celulózy, než je tomu u škrobu nebo z plodin na bázi cukru, jako je kukuřice, zdroje celulózy jsou prakticky neomezené. To je hlavní výhoda, která producentům umožňuje využívat zdroje jako zemědělský odpad, vedlejší produkty péče o trávník, zahradu a stromy a nepotravinářské plodiny, které rychle rostou a mohou být pěstovány na méně žádané půdě.

Existují dva hlavní typy surovin nebo surovin, které se používají k výrobě celulózového ethanolu: zemědělská biomasa a lesní biomasa. Zemědělská biomasa může zahrnovat odpadní materiály z potravinářských plodin, jako jsou kukuřičné klasy, kukuřičný kokos nebo rýžová sláma. Může také pocházet z plodin pěstovaných speciálně pro výrobu energie. Mezi některé plodiny, které mohou být použity, patří lilek, cukrová třtina a miscanthus. Obvykle se preferují samonosné plodiny, které nemusí být po každém pěstování znovu osázeny, které jsou odolné vůči suchu a povětrnostním vlivům.

Lesní nebo dřevní biomasa také nabízí celou řadu možností pro výrobu ethanolu a má určité výhody při zpracování oproti zemědělské biomase, díky nimž je cennou alternativou. Stejně jako u zemědělské biomasy lze určité druhy stromů pěstovat specificky jako energetické plodiny. Ideální kandidáti pro použití při výrobě ethanolu z celulózového dřeva jsou krátké stromové plodiny s krátkou rotací, které lze rychle vysadit, sklízet a znovu vysadit. Další možností jsou lesnické vedlejší produkty; lze použít všechny štěpky, kůru a piliny. Další alternativou je papírová buničina.

K vytvoření celulózového ethanolu lze použít jeden ze dvou hlavních procesů. Prvním je celulóza, proces, který využívá hydrolýzu k rozbití celulózy na jednoduché cukry. Celulóza je předem ošetřena, aby se rozložila část její tuhé struktury, a to jak fyzicky, tak chemicky. Poté je přístupnější pro proces hydrolýzy, který štěpí molekuly na cukry pomocí enzymů zvaných celulázové enzymy. Cukry se oddělí od veškerých zbývajících materiálů a poté fermentují mikroby a destilují.

Druhým procesem, který lze použít, je zplyňování. Během zplyňování se uhlík obsažený v celulóze přeměňuje na vodík, oxid uhličitý a oxid uhelnatý částečným spalováním. Mikroorganismus zvaný Clostridium ljungdhalii se pak používá k fermentaci těchto plynů a jejich přeměně na ethanol a vodu. Ethanol se potom destiluje z vody.