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Creare etanolo dal legno in modo più efficiente
Un tipo di batterio che aiuta le termiti a digerire il legno potrebbe essere la chiave per produrre etanolo a basso costo da legno ed erba. ZeaChem, una startup con sede a Menlo Park, in California, ha sviluppato un processo basato su questo batterio in grado di produrre il 50% in più di etanolo da una determinata quantità di biomassa rispetto ai processi convenzionali.
Riserva speciale: Sopra è mostrato un raro campione di etanolo creato da trucioli di legno utilizzando un nuovo processo. Finora l'alcol viene prodotto poche bottiglie alla volta, ma in un paio d'anni potrebbero essere disponibili milioni di litri.
L'azienda ha dimostrato il metodo in un ambiente di laboratorio e sta ora elaborando piani per un impianto di etanolo che produrrà circa due milioni di galloni di etanolo all'anno. La costruzione potrebbe iniziare già quest'anno, afferma Dan Verser, fondatore e vicepresidente della ricerca e sviluppo presso ZeaChem. Fa parte di un numero crescente di aziende di biocarburanti che cercano di produrre etanolo da fonti diverse dal mais, poiché il mais richiede grandi quantità di terra, acqua ed energia per crescere.
Il processo migliora la resa facendo un uso più efficiente della biomassa rispetto alle tecniche convenzionali. Inizia, come altre tecniche per produrre etanolo, con la scomposizione della biomassa in zuccheri. A questo punto, i processi convenzionali utilizzano il lievito per far fermentare gli zuccheri in etanolo. Ma questo processo è uno spreco: circa un terzo del carbonio negli zuccheri non entra mai nel carburante. Invece, viene rilasciato nell'atmosfera come anidride carbonica. ZeaChem sostituisce il lievito con un tipo di batterio chiamato Moorella termoacetica , che si trova in diversi luoghi della natura, tra cui le budella delle termiti e dei ruminanti delle mucche, dove aiuta ad abbattere l'erba. Invece di produrre etanolo e anidride carbonica, i batteri convertono gli zuccheri in un componente dell'aceto chiamato acido acetico, un processo che non rilascia anidride carbonica.
Per convertire l'acido acetico in etanolo, ZeaChem si rivolge alla chimica. Innanzitutto, i ricercatori dell'azienda convertono l'acido in un comune solvente chiamato acetato di etile, cosa che i chimici sanno fare da tempo. Il passaggio finale, la produzione di etanolo, richiede l'aggiunta di energia al sistema sotto forma di idrogeno. Per ottenere l'idrogeno, ZeaChem utilizza il materiale rimasto dal processo che converte la biomassa in zuccheri. Questo materiale, chiamato lignina, può essere convertito in una miscela di gas ricca di idrogeno riscaldandola nelle giuste condizioni, un processo chiamato gassificazione. L'idrogeno viene combinato con l'acetato di etile per produrre etanolo. I gas rimanenti nella miscela vengono reimmessi nel processo per fornire l'energia necessaria alla gassificazione, utilizzando materiale che altrimenti sarebbe andato sprecato ed eliminando la necessità di utilizzare combustibili fossili. Finora, l'azienda ha mostrato una resa migliore di oltre il 40% rispetto agli approcci convenzionali e sta lavorando per un miglioramento teoricamente possibile del 50%.
È un processo molto innovativo, afferma James McMillan , un ricercatore e manager del gruppo presso il National Renewable Energy Laboratory, a Golden, CO. Dice che è importante ottenere quanto più etanolo possibile dalla materia prima, poiché il costo finale dell'etanolo dipende fortemente dal costo della materia prima. Sebbene il processo di ZeaChem sia più complicato dei metodi utilizzati ora e la costruzione di impianti di etanolo che lo utilizzino costerà di più, McMillan afferma che il miglioramento della resa potrebbe compensare questi maggiori costi.