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Olio dal legno
La startup olandese di biocarburanti Bioecon e Khosla Ventures hanno lanciato una joint venture chiamata Kior, che commercializzerà il processo di Bioecon per convertire i rifiuti agricoli direttamente in biogreggio, una miscela di piccole molecole di idrocarburi che possono essere trasformate in combustibili come benzina o diesel nelle raffinerie di petrolio esistenti. Il processo, afferma Kior, vanta numerosi vantaggi rispetto ad altri metodi di produzione di biocarburanti: potrebbe rivelarsi relativamente economico, si basa su un catalizzatore non tossico, attinge alle attuali infrastrutture di raffinazione del carburante e di trasporto e produce combustibili a combustione pulita che possono essere utilizzati in motori esistenti.
Privo di fossili: La startup di biocarburanti Kior afferma che il suo nuovo processo termochimico può produrre biogreggio, una miscela di idrocarburi che ricorda da vicino il petrolio greggio, da quasi tutti i sottoprodotti agricoli, compresi gli steli e gli steli delle piante di mais (mostrato qui).
I biocarburanti sono ampiamente visti come un trampolino di lancio chiave nel percorso dai combustibili fossili alle fonti di energia rinnovabile, in particolare per i trasporti. Il loro utilizzo potrebbe anche ridurre le emissioni di anidride carbonica e altri gas serra. Ma l'etanolo, il biocarburante più prodotto, contiene poca energia rispetto alla benzina o al diesel. E una grande quantità di energia va nella sua produzione: coltivare il grano da cui viene fermentato, distillarlo e trasportarlo. Molti promotori di biocarburanti hanno riposto le loro speranze nella ricerca di modi per produrre etanolo dalla cellulosa, il polimero resistente che costituisce gran parte degli steli delle piante e del legno. In pratica, però, la cellulosa deve essere scomposta in zuccheri semplici prima di poter essere fermentata in etanolo o convertita in gas sintetico e trasformata in combustibili. Nonostante tre decenni di ricerca, questi rimangono processi difficili, costosi e ad alta intensità energetica che non sono ancora commercialmente fattibili. Inoltre, recenti ricerche mostrano che l'etanolo, che è altamente volatile, può effettivamente esacerbare i problemi di smog quando evapora direttamente nell'aria invece di bruciare nei motori dei veicoli.
Il modo per rendere praticabili i biocarburanti cellulosici, afferma il fondatore di Bioecon, Paul O'Connor, consiste nell'utilizzare catalizzatori per convertire la biomassa in un biogreggio idrocarburico che può essere trasformato in benzina e diesel nelle raffinerie di petrolio esistenti. Dopo decenni di sviluppo di catalizzatori per l'industria petrolifera, O'Connor ha avviato Bioecon all'inizio del 2006 per sviluppare metodi per convertire la biomassa direttamente in biocarburanti. Il suo primo successo è un processo catalitico in grado di convertire la biomassa cellulosica in idrocarburi a catena corta lunghi da sei a tredici atomi di carbonio. Khosla Ventures ha accettato di fornire un importo non divulgato di finanziamenti di serie A allo spinoff Kior al fine di commercializzare il processo. Vinod Khosla, fondatore del fondo di venture capital, ritiene che convertire la biomassa in combustibili liquidi per il trasporto sia la chiave per ridurre le emissioni di gas serra e compensare la diminuzione delle riserve di petrolio. Khosla sta finanziando una serie di startup di biocarburanti con tecnologie concorrenti e afferma che l'approccio di Kior è unico. Hanno alcuni approcci catalitici proprietari molto intelligenti che sono piuttosto convincenti, dice. Possono produrre petrolio greggio relativamente economico, questo è interessante.
Il metodo più efficace per convertire la biomassa in combustibile è sottoporla ad alte temperature e alta pressione per produrre gas sintetico, o syngas. In presenza di un catalizzatore, il syngas reagisce per produrre combustibili come etanolo o metanolo (usato come additivo nel biodiesel). Ma questo è un processo costoso e i catalizzatori in grado di resistere all'alta temperatura del syngas sono costosi e spesso tossici.
I tentativi di produrre carburante esponendo direttamente la cellulosa agricola a un catalizzatore hanno avuto scarso successo perché la maggior parte della cellulosa è intrappolata all'interno degli steli e dei gambi delle piante. O'Connor afferma che mentre i ricercatori di Bioecon stanno sviluppando nuovi catalizzatori, il loro processo di cracking della biomassa è la vera svolta. Utilizzando metodi proprietari, sono stati in grado di inserire un catalizzatore all'interno della struttura della biomassa, migliorando il contatto tra i materiali e aumentando l'efficienza del processo. Sebbene O'Connor non entrerà nei dettagli, afferma che la versione più elementare della tecnica potrebbe comportare l'impregnazione della biomassa con una soluzione contenente il catalizzatore; il catalizzatore verrebbe quindi ricristallizzato. Quello che stiamo facendo ora è migliorare il metodo per renderlo più semplice ed economico, afferma O'Connor.
Un tale metodo eliminerebbe la necessità delle temperature super elevate e dei catalizzatori tossici utilizzati in altri metodi termochimici per la produzione di biocarburanti cellulosici. Mentre O'Connor afferma che sta ancora migliorando il catalizzatore di Kior, le sue prime versioni sono diversi tipi di argille modificate, che sono sia economiche che rispettose dell'ambiente. Anche il prodotto è di alta qualità, poiché contiene meno acido, ossigeno e acqua. Queste caratteristiche lo rendono adatto alla combustione come olio combustibile o per l'uso nelle raffinerie di petrolio, che possono utilizzare processi e attrezzature esistenti per convertirlo nelle catene di idrocarburi più lunghe della benzina e del gasolio.
Bioecon ha prodotto quantità su scala di laboratorio del suo biogreggio, pochi grammi alla volta, da materiali come trucioli di legno, scarti di canna da zucchero e varie erbe. Sebbene il materiale di input influisca in qualche modo sulla resa, O'Connor afferma che l'output è tutto molto simile, quindi non abbiamo una vera preferenza. Ciò significa che il processo può funzionare in tutto il mondo, con qualsiasi biomassa disponibile localmente, quasi tutto l'anno.
Kior è già in trattative con almeno due compagnie petrolifere per stabilire partnership per sviluppare ulteriormente la tecnologia. Sta avviando un impianto pilota con un'azienda che dovrebbe produrre circa 20 chilogrammi di biogreggio al giorno entro sei-dodici mesi, afferma Rob van der Meij, CEO di Kior. Se tutto va bene, il processo potrebbe raggiungere la produzione di centinaia di chili al giorno entro il 2009 e le versioni raffinate del biogreggio di Kior potrebbero essere miscelate a benzina o diesel entro il 2010. Oltre ad essere rinnovabili, questi combustibili avrebbero meno zolfo e contenuto di azoto, che dovrebbe diminuire lo smog in città come Los Angeles e Houston.
Grazie alla sua capacità di inserirsi nell'infrastruttura esistente di raffinazione e consegna del petrolio, la tecnologia ha un enorme vantaggio in termini di costi, afferma O'Connor. Potrebbe anche essere adottato molto più rapidamente, secondo Khosla. Se riesci a trovare una soluzione compatibile con le compagnie petrolifere e le loro attuali raffinerie, diventa molto più facile per loro sentirsi a proprio agio, dice. Farli entrare nel gioco sarebbe una grande aggiunta.
Steve Deutch, un ricercatore senior presso il National Renewable Energy Laboratory, afferma che le poche informazioni rilasciate da Kior sul suo processo sono abbastanza plausibili, ma che finché i dettagli non saranno disponibili, le affermazioni dell'azienda non saranno realmente valutabili. La sfida principale per Kior, o per chiunque lavori sui combustibili cellulosici, dice Deutch, è sviluppare un processo abbastanza semplice da avvicinarsi alle fonti delle biomasse. Raccogliere biomassa e ottenerne abbastanza in un unico posto per fare la differenza è un problema nel mondo della biomassa, afferma Deutch. I costi di trasporto possono diventare esorbitanti. Si desidera preelaborarlo presso l'azienda agricola e quindi spedire un intermedio ad alta densità e alta energia agli impianti di lavorazione.