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L'etanolo cellulosico decollerà?
L'etanolo cellulosico, un combustibile prodotto dagli steli e dai gambi delle piante (piuttosto che solo da zuccheri e amidi, come l'etanolo da mais), sta iniziando a mettere radici negli Stati Uniti. Questo mese, Celunol, con sede a Cambridge, MA, ha avviato un impianto di etanolo in Louisiana che sarà in grado di produrre 1,4 milioni di galloni di carburante ogni anno a partire dal 2008. Anche altre società stanno procedendo con piani per la costruzione di impianti.
Combustibile alcolico: Celunol, con sede a Cambridge, MA, testa il suo processo cellulosico-etanolo in questo impianto su scala pilota, che converte la biomassa come l'erba di campo in etanolo. La biomassa viene immagazzinata e gestita nell'edificio a destra. Da lì viene immesso nei quattro serbatoi neri al centro, che contengono enzimi per abbattere la cellulosa e altri carboidrati complessi per formare zuccheri semplici che possono essere fermentati nel serbatoio della birra sottostante. Lì, il liquido prodotto ha la stessa concentrazione di alcol della birra. Successivamente, la birra viene distillata nella colonna alta a sinistra del centro prima di essere conservata in serbatoi di etanolo a sinistra. Celunol ha iniziato questo mese la costruzione di un impianto di etanolo cellulosico molto più grande.
Ma gli esperti dell'industria e dei gruppi ambientalisti affermano che senza garanzie sui prestiti e altri incentivi, l'industria nascente non riuscirà a uscire dall'attuale fase di dimostrazione per produrre quantità di etanolo su scala commerciale. E senza questo, potrebbe essere impossibile raggiungere l'ambizioso obiettivo del presidente Bush di produrre 35 miliardi di galloni di combustibili rinnovabili all'anno entro il 2017.
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Visualizza una presentazione del processo di Celunol.
L'etanolo cellulosico è attraente perché la materia prima, che include paglia di grano, stufato di mais, erba e trucioli di legno, è economica e abbondante. La sua conversione in etanolo richiede meno combustibili fossili, quindi può avere un effetto maggiore dell'etanolo da mais sulla riduzione delle emissioni di gas serra. Inoltre, un acro di erba o altre colture coltivate appositamente per produrre etanolo potrebbe produrre più di due volte il numero di galloni di etanolo di un acro di mais, in parte perché l'intera pianta può essere utilizzata al posto del solo grano. Questa è una buona notizia perché molti esperti stimano che i produttori di etanolo da mais esauriranno la terra, in parte a causa della domanda concorrente di alimenti a base di mais, limitando la produzione totale a circa 15 miliardi di galloni di carburante. (Già, gli impianti di mais-etanolo – esistenti e pianificati, combinati – hanno una capacità di circa 11 miliardi di galloni.) La maggiore produttività delle fonti cellulosiche dovrebbe alla fine consentire loro di produrre fino a 150 miliardi di galloni di etanolo entro il 2050, secondo un rapporto del National Resources Defense Council (NRDC). È l'equivalente di oltre i due terzi dell'attuale consumo di benzina negli Stati Uniti.
Ma ci vorrà del tempo per raggiungere questi livelli di produzione. Anche produrre abbastanza etanolo cellulosico per raggiungere l'obiettivo di 35 miliardi di galloni del presidente sarà difficile. Ciò richiederà che circa 15 miliardi di galloni provengano da fonti diverse dai cereali come l'etanolo cellulosico (circa 5 miliardi di galloni potrebbero provenire dal biodiesel abbattuto dagli oli di colture come i semi di soia). E raggiungere i 15 miliardi di galloni entro il 2017 sarà una sfida. Attualmente, secondo l'elenco dei produttori dell'industria dell'etanolo negli Stati Uniti, nessuno dell'etanolo proviene da biomassa cellulosica.
Le aziende di etanolo cellulosico sperano di poter raggiungere questo obiettivo. Colin South, il presidente di Mascoma Corporation, con sede a Cambridge, afferma che se tutto va bene, l'etanolo cellulosico potrebbe fornire la metà dell'obiettivo di 35 miliardi di galloni entro il 2017. Ma finora Mascoma ha solo annunciato piani per costruire un impianto dimostrativo con una capacità di circa mezzo milione di galloni di carburante all'anno. Quella struttura dovrebbe essere pronta in 18 mesi, dice South. Ma come nel caso del nuovo stabilimento di Celunol, lo scopo principale della struttura sarebbe dimostrare che la tecnologia dell'azienda può funzionare su larga scala; non funzionerà sempre a pieno regime, poiché il sistema viene utilizzato per testare nuove tecnologie che consentono di risparmiare sui costi.
Altre società stanno progettando di costruire impianti, ma anche questi sono relativamente piccoli. Range Fuels (ex Kergy), con sede a Broomfield, CO, prevede di iniziare la costruzione quest'anno di un impianto da 10 milioni di galloni all'anno in Georgia, afferma il CEO Mitch Mandich. Una grande azienda di etanolo da mais, Abengoa Bioenergy, di St. Louis, sta costruendo un impianto di etanolo da biomassa da 1,3 milioni di galloni in Spagna. Ma anche prese insieme, queste piante forniranno solo una piccola frazione dell'obiettivo di 15 miliardi di galloni.
Questo è un obiettivo enorme, afferma John Howe, vicepresidente delle relazioni pubbliche di Celunol. Questo è ben oltre ciò che qualsiasi azienda o un gran numero di aziende [può fare]. Ci vorrà un enorme sforzo nazionale per avvicinarsi a quell'obiettivo.
Per sforzo nazionale, intende in parte denaro per garanzie sui prestiti che incoraggeranno i finanziatori a finanziare la costruzione di grandi impianti su scala commerciale. I dirigenti dell'azienda e i sostenitori dell'etanolo cellulosico concordano sulla necessità di tale aiuto da parte del governo. La Iogen Corporation, a Ottawa, in Canada, è un esempio calzante. L'azienda produce etanolo cellulosico dal 2004 e dispone già di un impianto dimostrativo di quasi 700.000 galloni all'anno. Ma i piani di Iogen per un impianto su scala commerciale da 20 milioni di galloni sono ora sospesi poiché la società attende l'approvazione della legislazione in Canada, negli Stati Uniti o in Germania che fornirà gli incentivi finanziari di cui Iogen ha bisogno per costruire un'operazione così grande.
Tuttavia, il finanziamento potrebbe non essere l'unico ostacolo: anche se gli impianti commerciali possono essere costruiti, il processo potrebbe rivelarsi ancora troppo costoso per competere con l'etanolo da mais, quindi potrebbe essere necessario ulteriore lavoro in laboratorio. (Vedi Ridisegnare la vita per produrre etanolo.)
In effetti, i ricercatori di aziende di etanolo cellulosico, laboratori nazionali e laboratori accademici sono impegnati nella continua ricerca e sviluppo sia nella conversione della biomassa in etanolo sia nella crescita di ceppi di biomassa più produttivi. In questo momento la conversione è un processo multistadio costoso e ad alta intensità d'acqua. Alcuni gruppi sperano di ingegnerizzare geneticamente un singolo organismo sia per abbattere la cellulosa in zuccheri più semplici che per fermentare gli alcoli, semplificando così il processo. Altri stanno lavorando per migliorare i metodi per convertire la biomassa in etanolo utilizzando calore e catalizzatori, il metodo utilizzato da Range Fuels. E aziende come Celunol stanno studiando colture migliori, come gli antenati della canna da zucchero di oggi, che possono produrre più etanolo per acro.
Alcuni ricercatori hanno addirittura rinunciato all'idea dell'etanolo cellulosico, rivolgendosi invece a fonti come le alghe per i biocarburanti. (Vedi Combustibili a base di alghe destinati a fiorire.) Ma Nathanael Greene, specialista in politiche energetiche presso l'NRDC, rimane ottimista. Sebbene ritenga improbabile che gli impianti di etanolo cellulosico producano più di qualche miliardo di galloni di carburante entro il 2017, ciò ci metterebbe nella posizione in cui l'industria cellulosica è davvero pronta per iniziare a crescere in modo esponenziale, afferma. Una volta superato quel primo ostacolo, penso che l'industria della cellulosa crescerà abbastanza rapidamente e [essa] ha un potenziale di crescita a lungo termine molto maggiore [rispetto all'etanolo da mais].
Greene cita l'esempio dell'industria dell'etanolo da mais, ora in rapida crescita. Ci sono voluti 10 anni per ottenere il primo miliardo di galloni e 10 anni per ottenere il secondo miliardo, dice. E ora siamo pronti a passare da 6 a circa 12 miliardi in 18 mesi.