10 марта 2020 года в Москве (ЦВК «Экспофорум, Краснопресненская набережная, д. 14), в...


Исследователи описывают, как биотопливо может достичь ценового паритета с нефтяным топливом

 

Одна из стратегий повышения конкурентоспособности биотоплива заключается в том, чтобы заставить растения выполнять часть работ самостоятельно. Ученые могут вывести растения для производства ценных химических соединений или биопродуктов по мере их роста. Затем биопродукты могут быть извлечены из растений, а оставшийся растительный материал может быть переработан в топливо. Когда биопродукты производятся самими растениями, они могут помочь снизить стоимость получаемого биотоплива.
 
Цена биотоплива
Но одна из важных частей этой стратегии остается неясной – сколько именно биопродуктов нужно будет производить растениям, чтобы сделать этот процесс экономически целесообразным?
Подписывайтесь на наш youtube канал!
Теперь исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли при Министерстве энергетики (Berkeley Lab) и Объединенного института биоэнергетики при Министерстве энергетики (JBEI), которым руководит Berkeley Lab, дали первое определение этой стратегии. Их исследование, проведенное совместно Корин Скаун и Патриком Ши, было недавно опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (Труды Национальной академии наук).
Исследователи описывают, как биотопливо может достичь ценового паритета с нефтяным топливом
Сначала исследователи собрали информацию о группе хорошо изученных биопродуктов, которые растения уже могут эффективно производить – от ароматов и ароматизаторов до биоразлагаемого пластика. Изготовление ценного биопродукта поможет компенсировать затраты на производство биотоплива и удешевить весь процесс.
 
«Это действительно элегантное решение – иметь возможность создания культуры для непосредственного накопления ценного биопродукта», – говорит Скаун (Scown), научный сотрудник JBEI и отдела энергетических технологий Berkeley Lab.
Затем они спроектировали и смоделировали, что потребуется для извлечения этих биопродуктов из растительного материала в контексте биофабрики по производству этанола. В этой ситуации ценные биопродукты будут извлекаться из растений, а оставшийся растительный материал будет преобразовываться в этанол.
Это помогло им ответить на два важных вопроса: какое количество биопродукта растению необходимо произвести для того, чтобы процесс его извлечения имел смысл, и какое количество нужно сделать, чтобы выйти на целевую продажу этанола по цене 2,50 доллара за галлон.
К их удивлению, результаты показали, что количество, которое необходимо произвести растениям, на самом деле вполне реально. Например, они подсчитали, что при накоплении 0,6% сухого веса биомассы, такое соединение, как лимонен, используемый во вкусовых добавках и ароматизаторах, принесет чистую экономическую выгоду биотопливным заводам. Другими словами, если они могут собрать 10 тонн биомассы сорго с одного акра земли, то им необходимо извлечь только 59 кг лимонена из этой биомассы.
«Исследователи нашего подразделения по сырьевым материалам были удивлены тем, насколько скромными были целевые уровни», – сказал Скаун. «Уровни, которые необходимо накапливать растениям, чтобы компенсировать затраты на восстановление биопродуктов и снизить цены на биотопливо, вполне достижимы».
Их результаты показывают, что такая стратегия снижения стоимости биотоплива осуществима, но ученые не должны класть все яйца в одну корзину, так как рынок для каждого дорогостоящего продукта ограничен в размерах. Их анализ показывает, что только пять коммерческих биотопливных культур могут поддержать весь прогнозируемый к 2025 году рыночный спрос на лимонен. Скаун заявил, что сельскохозяйственные культуры должны быть спроектированы для производства широкого ассортимента продукции, чтобы убедиться, что отрасль диверсифицирована и рынок не затоплен ни для одного продукта.
«С технико-экономическими моделями, это исследование дает новое понимание роли биопродуктов в улучшении экономики биопереработчиков,» сказал Минлианг Янг, исследователь в JBEI и ведущий автор исследования.
Скаун сказал, что самое большое достижение заключается в том, что исследование предлагает первую количественную основу для фактической реализации этой стратегии экономии средств, обеспечивая исходную точку для ученых, которые пытаются проектировать или создавать ростения, которые создают биопродукты самостоятельно и компенсируют затраты на производство биотоплива в результате.
«Я думаю, что это исследование является лишь первым шагом к демонстрации будущего потенциала разработанных биоэнергетических сырьевых культур», – сказал Ши (Shih), директор по проектированию биосистем растений в JBEI. «Я полагаю, что наши результаты помогут мотивировать будущие усилия, направленные на то, чтобы сделать экономически выгодное биотопливо».

биотопливо

 

Одна из стратегий повышения конкурентоспособности биотоплива заключается в том, чтобы заставить растения выполнять часть работ самостоятельно. Ученые могут вывести растения для производства ценных химических соединений или биопродуктов по мере их роста. Затем биопродукты могут быть извлечены из растений, а оставшийся растительный материал может быть переработан в топливо. Когда биопродукты производятся самими растениями, они могут помочь снизить стоимость получаемого биотоплива.

 

Но одна из важных частей этой стратегии остается неясной – сколько именно биопродуктов нужно будет производить растениям, чтобы сделать этот процесс экономически целесообразным?

 

Теперь исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли при Министерстве энергетики (Berkeley Lab) и Объединенного института биоэнергетики при Министерстве энергетики (JBEI), которым руководит Berkeley Lab, дали первое определение этой стратегии. Их исследование, проведенное совместно Корин Скаун и Патриком Ши, было недавно опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (Труды Национальной академии наук).

 

Сначала исследователи собрали информацию о группе хорошо изученных биопродуктов, которые растения уже могут эффективно производить – от ароматов и ароматизаторов до биоразлагаемого пластика. Изготовление ценного биопродукта поможет компенсировать затраты на производство биотоплива и удешевить весь процесс.

 

«Это действительно элегантное решение – иметь возможность создания культуры для непосредственного накопления ценного биопродукта», – говорит Скаун (Scown), научный сотрудник JBEI и отдела энергетических технологий Berkeley Lab.

 

Затем они спроектировали и смоделировали, что потребуется для извлечения этих биопродуктов из растительного материала в контексте биофабрики по производству этанола. В этой ситуации ценные биопродукты будут извлекаться из растений, а оставшийся растительный материал будет преобразовываться в этанол.

 

Это помогло им ответить на два важных вопроса: какое количество биопродукта растению необходимо произвести для того, чтобы процесс его извлечения имел смысл, и какое количество нужно сделать, чтобы выйти на целевую продажу этанола по цене 2,50 доллара за галлон.

 

К их удивлению, результаты показали, что количество, которое необходимо произвести растениям, на самом деле вполне реально. Например, они подсчитали, что при накоплении 0,6% сухого веса биомассы, такое соединение, как лимонен, используемый во вкусовых добавках и ароматизаторах, принесет чистую экономическую выгоду биотопливным заводам. Другими словами, если они могут собрать 10 тонн биомассы сорго с одного акра земли, то им необходимо извлечь только 59 кг лимонена из этой биомассы.

 

«Исследователи нашего подразделения по сырьевым материалам были удивлены тем, насколько скромными были целевые уровни», – сказал Скаун. «Уровни, которые необходимо накапливать растениям, чтобы компенсировать затраты на восстановление биопродуктов и снизить цены на биотопливо, вполне достижимы».

 

Их результаты показывают, что такая стратегия снижения стоимости биотоплива осуществима, но ученые не должны класть все яйца в одну корзину, так как рынок для каждого дорогостоящего продукта ограничен в размерах. Их анализ показывает, что только пять коммерческих биотопливных культур могут поддержать весь прогнозируемый к 2025 году рыночный спрос на лимонен. Скаун заявил, что сельскохозяйственные культуры должны быть спроектированы для производства широкого ассортимента продукции, чтобы убедиться, что отрасль диверсифицирована и рынок не затоплен ни для одного продукта.

 

«С технико-экономическими моделями, это исследование дает новое понимание роли биопродуктов в улучшении экономики биопереработчиков,» сказал Минлианг Янг, исследователь в JBEI и ведущий автор исследования.

 

Скаун сказал, что самое большое достижение заключается в том, что исследование предлагает первую количественную основу для фактической реализации этой стратегии экономии средств, обеспечивая исходную точку для ученых, которые пытаются проектировать или создавать ростения, которые создают биопродукты самостоятельно и компенсируют затраты на производство биотоплива в результате.

 

«Я думаю, что это исследование является лишь первым шагом к демонстрации будущего потенциала разработанных биоэнергетических сырьевых культур», – сказал Ши (Shih), директор по проектированию биосистем растений в JBEI. «Я полагаю, что наши результаты помогут мотивировать будущие усилия, направленные на то, чтобы сделать экономически выгодное биотопливо».

 

https://econet.ru/articles/issledovateli-opisyvayut-kak-biotoplivo-mozhet-dostich-tsenovogo-pariteta-s-neftyanym-toplivom

 


29.04.2020