Биотопливо: что это, виды, плюсы и минусы

• Твердое
• Жидкое
• Газообразное

Твердое биотопливо

Самый типичный и древний вид твердого биотоплива — дрова. Однако сейчас в чистом виде и в крупных масштабах их уже почти не используют. Наиболее ходовым твердым видом биотоплива стали пеллеты, получаемые из древесных опилок или коры, соломы, оливковых косточек, ореховой скорлупы или шелухи семечек подсолнечника. Также пеллеты делают из навоза крупного рогатого скота.

Пеллеты заменяют уголь, дрова и солярку. При сгорании они не выделяют вредных веществ и практически не дымят (в отличие от угля и дизеля). Кроме того, они более энергоэффективны, чем обычные дрова. Плюс пеллетов также в минимальном содержании золы, что снижает потребность в обслуживании печей и котлов. Кроме того, они имеют самую низкую цену по сравнению с другими видами биотоплива.

Жидкое биотопливо

Биоэтанол — наиболее популярное и массовое жидкое биотопливо.

Его получают путем ферментации крахмала или сахара. Бразилия и США входят в число лидеров по производству биоэтанола. В США биотопливо на основе этанола производят из кукурузы и обычно смешивают с бензином для получения гибридного топлива. В целом в США на биотопливо приходится 5% от всего энергопотребления. В Бразилии биотопливо на основе этанола делают из сахарного тростника, а в Англии даже производят из сахарной свеклы.

Биодизель — второе по популярности жидкое биотопливо. Биодизель делают в основном из масличных растений, таких как соя или масличная пальма, и в меньшей степени из других масляных продуктов, например, отходов кулинарного жира после жарки во фритюре. Биодизель используется в дизельных двигателях и обычно смешивается с нефтяным дизельным топливом в различных пропорциях.

Биобутанол — четырехуглеродный спирт, который также относится к биотопливу. Его делают из того же сырья, что и этанол. Преимущества биобутанола по сравнению с биоэтанолом заключаются в том, что биобутанол не смешивается с водой, имеет более высокое содержание энергии и более низкое давление паров, что означает более низкую летучесть в результате испарения.

Диметиловый эфир. Его можно получить из биомассы, но в промышленных масштабах исходным сырьем для него остается природный газ. Плюс такого топлива в том, что его энергоэффективность практически равна дизельному топливу, однако плотность энергии у диметилового эфира вдвое ниже, чем у дизельного топлива, поэтому для него требуется топливный бак в два раза больше. К тому же для транспортных средств нужна специально разработанная система для работы двигателя на диметиловом эфире.

Сейчас инженеры активно разрабатывают новое поколение жидкого биотоплива, полученного с помощью водорослей. Водоросли выращивают в больших бассейнах или на фермах, они превращают солнечный свет в энергию и хранят ее в виде масла. Масло извлекается механически (при прессовке биомассы) или с помощью химических растворителей, которые разрушают стенки клеток. Дальнейшая переработка и очистка дает биотопливо, подходящее для использования в качестве альтернативы традиционным видам топлива.

Газообразное биотопливо

Биогаз — это газ, состоящий в основном из метана и углекислого газа в различных пропорциях в зависимости от состава органического вещества, из которого он был получен. Основными источниками биогаза являются отходы животноводства и сельского хозяйства, сточные воды и органика из бытовых отходов. Биогаз образуется в результате процессов биологического разложения без доступа кислорода (анаэробное сбраживание).

Биоводород — аналог обычного водорода, который получают из биомассы. Термохимический способ представляет собой нагрев исходного сырья без доступа кислорода до высоких температур, например, древесных отходов, при котором выделяется водород и другие попутные газы. При биохимическом способе получения биоводорода в биомассу добавляют специальные микроорганизмы, которые ее разлагаются с выделением водорода.

развитие технических возможностей для производства 10 000 баррелей в день к 2025 году | ExxonMobil Россия

Цели исследований

Для того, чтобы производство биотоплива из водорослей могло выйти на промышленный уровень, нам необходимо решить ряд существенных технических проблем, в связи с чем мы ищем ответы на некоторые основные вопросы, например:

• Почему водоросли используют относительно небольшое количество доступной световой энергии?
• Какие средства могут быть использованы для повышения эффективности использования водорослями света и улучшения их характеристик?
• Как вырастить организм, который будет вырабатывать значительно больше бионефти?

Основная проблема состоит в том, что в естественном процессе водоросли поглощают значительно большее количество света, чем они могут эффективно преобразовать в биотопливо. На поверхность пруда попадает ограниченное количество света, и наша цель состоит в том, чтобы водоросли использовали его как можно эффективнее. Количество «потерянного» (не преобразованного) солнечного света сильно меняется в зависимости от вида водоросли и условий роста, но может доходить до 80 % и более. Фундаментальные исследования ExxonMobil и Viridos направлены на снижение потерь от неиспользованного солнечного света и увеличение продуктивности биомассы за счет интенсификации фотосинтеза отдельных клеток водорослей. Для достижения этой цели группа Viridos работает над созданием клеток водорослей, которые поглощали бы только то количество света, которое они могут эффективно преобразовать.

Получение биотоплива из водорослей – долгосрочное направление исследований. С начала нашей совместной работы мы многому научились и продолжаем  вместе со специалистами Viridos разрабатывать биологические инструменты, создавать возможности и накапливать опыт, необходимый для решения таких технических проблем.

Проблемы масштаба

Словами доктора Сварапа, «мы знаем, что некоторые виды водорослей производят бионефть. Задача состоит в том, чтобы найти и разобраться в тех видах, которые могут производить бионефть в промышленном масштабе и с минимальными затратами

Для производства достаточного количества топлива из водорослей для удовлетворения даже малой доли спроса США на транспортное топливо потребуется их очень значительный объем. Население и экономика разных стран будут продолжать расти, и вместе с ними будет расти энергетический спрос и уровни выбросов CO2. В ExxonMobil мы понимаем, что задача повышения эффективности, увеличения поставок энергоносителей и снижения атмосферных выбросов требует ряда комплексных решений. Технологические открытия будут играть решающую роль, и биотопливо на базе водорослей может стать одним из таких решений.

Конечная цель состоит в том, чтобы получить из водорослей такую бионефть, которая могла бы служить сырьем для наших НПЗ в качестве дополнительного источника получения обычного бензина, дизельного, авиационного и судового топлива.

Дальнейшие перспективы

ExxonMobil занимается широким спектром исследований по усовершенствованному биотопливу, сотрудничает с университетами, правительственными лабораториями и другими компаниями. Ожидается, что мировой спрос на энергию в транспортной сфере возрастет примерно на 25% к 2040 году, и сокращение выбросов в этом секторе сыграет решающую роль в снижении выбросов парниковых газов в глобальном масштабе.

ExxonMobil также активно исследует и другие технологии снижения выбросов, включая улавливание и поглощение углерода. Так, в 2016 году компания ExxonMobil объявила о сотрудничестве с компанией FuelCell Energy, Inc., базирующейся в штате Коннектикут, с целью стимуляции использования углеродных топливных элементов улавливания выбросов углерода от электростанций при производстве водорода и дополнительной электроэнергии с большей экономической эффективностью. С 2000 года компания ExxonMobil потратила около 8 миллиардов долларов на разработку и комплексное масштабирование инновационных решений с низким уровнем выбросов в своей операционной деятельности.

Для разработки экономически выгодного, легко масштабируемого современного биотоплива требуется много времени, кроме того, необходимы и значительные финансировые затраты и экспертные ресурсы. Кроме того, потенциальный успех не всегда гарантирован, к тому же он напрямую зависит от темпов технологических инноваций. Для достижения такого масштаба, который мог бы принести значительную пользу рынку транспортного топлива, может потребоваться несколько десятилетий или даже больше.

Мы продолжаем искать наиболее эффективные пути в области изучения биологии водорослей как части нашего более широкого направления исследований в области биотоплива.

Производство биодизеля с помощью центрифуг и сепараторов для биодизеля

Биодизель — это топливо, которое производится из натуральных жиров и масел. В качестве сырья используются главным образом растительные масла, например, рапсовое масло, подсолнечное масло, пальмовое масло и т.

д.

Биодизель применяется вместо обычного дизельного топлива и тем самым уменьшает зависимость от горючих ископаемых. В зависимости от вида и качества сырья при производстве биодизеля используются различные методы.

Центрифуга для производства биодизеля применяется на нескольких этапах процесса:

• разделительный сепаратор для выделения глицериновой воды из сложного эфира жирной кислоты и промывки биодизеля,
• кларификатор для выделения мелких веществ из биодизеля,
• трикантер® для обработки сырья перед этерификацией,
• трикантер® для разделения трех фаз: свободных жирных кислот, глицерина и осажденных солей, например, сульфата калия, при очистке глицерина за одну технологическую операцию,
• декантер для дополнительной промывки осажденных солей, например, сульфата калия, при очистке глицерина.

Изготовление биодизеля с помощью центрифуг

Ваши преимущества при производстве биодизеля с помощью центрифуг:

• улучшенное качество биодизеля и побочных продуктов благодаря удалению загрязнений перед преобразованием,
• повышение четкости разделения при отделении глицерина и промывке биодизеля,
• предотвращение образования отложений и возникновения проблем с фильтрами благодаря эффективному отделению стеролгликозидов,
• максимальное обезжиривание твердого вещества,
• изготовленные по индивидуальному заказу компоненты — также для дооборудования при существующих процессах.

Разделение биодизеля и глицерина

Для обеспечения оптимальной степени переэтерификации требуется максимально быстрое и максимально полное отделение образовавшегося глицерина. Для выполнения этих задач уже на протяжении десятилетий используются доказавшие свою надежность сепараторы. Отделенную смесь глицерина и воды можно переработать для применения в качестве сырья в фармацевтической и косметической промышленности.

Промывка биодизеля

При промывке биодизеля с помощью воды вымывается большое количество побочных продуктов, которые затем удаляются посредством сепаратора. Путем промывки биодизеля можно дополнительно в значительной степени повысить качество продукта. Это также уменьшает нагрузку на следующие агрегаты.

Ваши преимущества при разделении биодизеля и глицерина и промывке биодизеля:

• высокоэффективное разделение с помощью сепаратора при минимальном расходе электроэнергии,
• высокая степень чистоты и качество,
• защита от взрыва согласно директивам ATEX95,
• все компоненты имеют газонепроницаемое исполнение и инертизированы.

Осветление биодизеля до кристальной прозрачности

При осветлении биодизеля до кристальной прозрачности осушенный биодизель дополнительно очищается и полируется посредством дополнительного сепаратора. Оставшиеся загрязнения удаляются, тем самым повышается качество продукта.

Ваши преимущества при осветлении биодизеля до кристальной прозрачности

• «Отполируйте» свой конечный продукт!
• Удалите последние следы твердых веществ
• Обеспечьте соответствие самым строгим стандартам качества

Удаление стеролгликозидов

При определенных условиях, в первую очередь при использовании в качестве сырья пальмового и соевого масел, в биодизеле могут осаждаться стеролгликозиды. При переработке таких масел в большинстве случаев требуются повышенные расходы на техническое обслуживание производственного оборудования. Сепараторы могут эффективно удалять осажденные стеролгликозиды и тем самым снижать риск нарушений процессов.

Ваши преимущества при удалении стеролгликозидов:

• эффективно удалите стеролгликозиды с помощью сепаратора,
• высокое качество продукта,
• надежный процесс и выполнение требований стандартов качества.

Очистка глицерина и промывка соли

Побочные продукты при производстве биодизеля также можно переработать и получить ценные вещества. Наряду с глицерином можно выделять использованную соль с высокой степенью чистоты.

Ваши преимущества при очистке глицерина и промывке соли

• Эффективное механическое разделение — большая доля сухого вещества в полученной соли
• Защита сушильного оборудования — соль эффективно удаляется
• Надежная техника и простое управление

С приставкой «био» — Журнал «Сибирская нефть» — №180 (апрель 2021)

Зеленая альтернатива традиционным бензину и дизелю — биотопливо пока сравнительно дорого, однако всеобщая обеспокоенность климатическими проблемами и растущие налоги на выбросы парниковых газов играют на руку его производителям. Попробуем разобраться, угрожает ли нефтегазовому сектору конкуренция со стороны сельского хозяйства и какие возможности для заработка на растущем рынке есть у российских компаний

Хотя продажи электромобилей в мире растут, полный отказ от жидкого моторного топлива и перевод всего транспорта на электроэнергию случится, по-видимому, еще не скоро. Однако традиционные двигатели с минимальными доработками можно заправлять биотопливом, а это — та же энергия солнца, только преобразованная не в электричество, а в энергию связей органических веществ.

Биотопливо, то есть спирт и растительное масло, пробовали использовать в двигателях внутреннего сгорания еще на самом раннем этапе их разработки, но достаточно быстро его вытеснила нефть. Новая история биотоплива началась в 1970-х в Бразилии и США. Эти страны и сегодня остаются мировыми лидерами по объемам его производства, значительно обгоняя ближайших конкурентов — Индонезию и Германию.

Резкий рост производства биотоплива в мире произошел в 2000-х и был связан с ростом обеспокоенности изменением климата. Благодаря политической поддержке и росту цен на нефть в период с 2000 по 2007 год мировое производство этанола из растительного сырья утроилось и достигло 62 млрд л, а производство биодизеля выросло более чем десятикратно, превысив 10 млрд л. Это привело к заметному дисбалансу на рынке сельхозпродукции и стало одним из факторов резкого роста цен на продовольствие. Однако рост продолжился и в последующие годы. В период с 2010 по 2019 год объемы производства биотоплив выросли на 63% (для сравнения: рост добычи нефти за тот же период составил только 8,6%).

Будущее биотоплива связывают с водорослями, которые очень быстро наращивают биомассу

Ковид ударил не только по нефтяникам, но и по производителям биотоплива. По данным Международного энергетического агентства, в 2020 году под воздействием пандемии и мирового кризиса производство жидкого биотоплива снизилось впервые за 20 лет. Причина — в резком сокращении мобильности, в первую очередь персональной. Падение составило 11,6% по сравнению c 2019 годом. Как ожидается, производство может восстановиться в прежних объемах к 2022 году.

Каким бывает биотопливо?

Основные виды жидкого биотоплива — биоэтанол и биодизель. Биоэтанол — этиловый спирт, произведенный из растительного сырья. Его используют в качестве замены бензина (в смеси с ним). В Бразилии этот вид топлива производят в основном из сахарного тростника, в США — из кукурузы. Сырьем могут служить и другие культуры с большим содержанием крахмала или сахара: маниок, картофель, сахарная свекла, батат, сорго, ячмень и т. д.

Биодизель представляет собой смесь жирных кислот, которая используется как альтернатива дизельного топлива. Для его производства подходят богатые маслами культуры, в первую очередь соя и рапс. Вообще же для производства биотоплива используют растения, которые быстро растут, производя максимум биомассы за минимум времени.

Сегодня идет поиск новых источников сырья для биотоплива. Большие перспективы связывают с гидрированным растительным маслом (HVO). Это так называемое биотопливо второго поколения. Для его производства используют отработанное растительное масло. Применяются и другие виды отходов: животный жир, различные отходы сельского и лесного хозяйства. Идут исследования возможностей получения топлива из водорослей (биотопливо третьего поколения). Водоросли способны очень быстро увеличивать свою массу, однако требуют особых условий, и пока производство в промышленных масштабах организовать не удалось.

Себестоимость производства биотоплива и ее отношение к себестоимости традиционных дизеля и бензина могут заметно различаться от страны к стране. Так, например, по данным за 2017 год, производство биоэтанола в Бразилии обходилось примерно во столько же, сколько и производство бензина (одна из причин низкой стоимости первого — дешевая рабочая сила в сельскохозяйственном секторе). В тот же период в США себестоимость биоэтанола была примерно на четверть выше бензина. Разница стоимости традиционного и биодизеля более существенна, может достигать двух и более раз.

Для автомобилей и самолетов

Биотопливо, как правило, используется в смеси с традиционными видами топлива: бензином, дизельным топливом или авиационным керосином. В России ГОСТ разрешает добавлять в автомобильное топливо до 5% биодизеля и до 10% биоэтанола. Аналогичные нормы действуют и в Европе. Более высокий процент содержания этанола требует некоторой модернизации двигателей. В кукурузных штатах США процент содержания биоэтанола в топливе может достигать 85%, а в Бразилии даже 95% (и не менее 25%). Двигатель на таком топливе трудно запустить в холодную погоду, но для Бразилии это как раз не проблема.

Биодизель по своим характеристикам практически ничем не отличается от обычного дизеля, однако в зимнее время требует дополнительного подогрева, так как он более вязкий и быстрее загустевает на морозе. Без подогрева можно обойтись, если использовать не более 20% биотоплива в смеси.

Большие перспективы у биотоплива в авиации. Впервые его смесь с авиационным керосином в пропорции 1 к 4 в 2008 году использовала авиакомпания Virgin Atlantic. С тех пор подобные смеси опробовали и многие другие авиакомпании. Производством авиационного биотоплива в Европе занимаются Neste Oil, Biomass Technology Group и UOP. К 2030 году американская аэрокосмическая корпорация Boeing планирует начать поставки самолетов, которые будут летать на 100% биотопливе. Это потребует усовершенствования двигателей и получения необходимых разрешений.

На коммерческие авиарейсы приходится около 2% всех выбросов парниковых газов и 12% всех выбросов в сфере транспорта

Преимущества и недостатки

Основные преимущества биотоплива связаны с его экологическими характеристиками. Оно относится к возобновляемым источникам энергии и позволяет снизить углеродный след от использования транспорта. Углерод, который в виде углекислого газа высвобождается при его сжигании, был поглощен из атмосферы лишь недавно, в процессе роста растений, из которых было изготовлено топливо, а не миллионы лет назад, как при использовании ископаемого топлива. И затем может снова быть поглощен растениями, то есть получается замкнутый цикл.

При сгорании биоэтанола не образуется никаких вредных соединений. Биодизель, несмотря на значительно меньшее содержание серы, характеризуется хорошими смазочными свойствами, что продлевает срок жизни двигателя.

В Таиланде биодизель производят из смеси пальмового масла и использованного кулинарного масла

В качестве недостатка биоэтанола называют более низкую, чем у бензина, теплотворную способность. Из-за этого повышается расход топлива.

Среди недостатков биодизеля, помимо загустевания при низких температурах, — нестабильное качество, обусловленное разнообразием используемого сырья. Кроме того, он не предназначен для длительного хранения, так как со временем портится. Расход биодизеля также несколько выше.

Производство биотоплив позволяет поддержать сельскохозяйственное производство там, где оно становится невыгодным из-за перепроизводства. Однако у этого есть обратная сторона: повышенный спрос на топливо может вызвать сокращение производства продовольствия и рост цен на него.

Впрочем, главным недостатком биотоплив остается их высокая себестоимость, поэтому без поддержки государства конкурировать с традиционными бензином и дизелем они не могут.

Что в России?

В России жидкое биотопливо пока не получило сколько-нибудь заметного распространения. Среди причин можно назвать достаточное количество собственного углеводородного сырья, отсутствие реальной господдержки, холодный климат, неготовность потребителей. Однако в России есть все условия для выращивания необходимой для его производства биомассы. Не исключено, что риски перепроизводства традиционной сельхозпродукции и рост мирового спроса на зеленые энергоносители в конечном счете приведут к тому, что Россия может стать заметным игроком на рынке биотоплива.

В конце 2018 года в ФЗ «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции…» были внесены поправки, затрагивающие среди прочего производство топливного биоэтанола. По мнению экспертов, это открывает новые возможности для развития отрасли. Сейчас в качестве возможного сырья для производства такого топлива в России рассматривают мискантус. Это неприхотливое травянистое растение предпочитает теплый и влажный климат, но некоторые сорта неплохо себя чувствуют и в средней полосе России. О планах по культивированию мискантуса уже заявили в нескольких регионах страны.

Нефтянка и биотопливо

Некоторые нефтяные компании рассматривают биотопливо как возможность для выхода на новые рынки низкоуглеродной энергетики, но с более привычным для себя продуктом и уже существующей инфраструктурой дистрибуции. Ряд проектов в этой области есть у таких нефтегазовых компаний, как Shell, BP, Total, Marathon, Valero и других. В 2014 году компания Eni реализовала первый в мире проект по конверсии нефтеперерабатывающего завода в производство биотоплива. С тех пор для многих старых и низкоэффективных НПЗ в Европе и США это стало реальной альтернативой закрытию.

Особенности производства биодизеля. Cleandex

Биодизель является альтернативным видом топлива для дизельных двигателей.

Биодизель (дизельное биотопливо) представляет собой сложный метиловый эфир с качеством дизельного топлива, производимый из масла растительного или животного происхождения и используемый в качестве биотоплива. Химическая формула – С13Н24.

Технология производства

Механизм получения биодизеля заключается в проведении реакции этерификации – взаимодействия жирных кислот с метиловым спиртом в присутствии катализатора (щелочного или кислотного).

Соотношение растительного масла и метанола составляет приблизительно 9:1.

Рисунок. Технология производства биодизеля 

 

Реакция начинается медленно и в зависимости от перемешивания занимает всего 3–6 минут. Чтобы получить хороший выход биодизеля ее необходимо провести дважды. Затем все это декантируется: глицерин – на дне, и верхняя фракция – эфир – передается на вторую стадию реакции. Снова простое смешивание с метанолом и катализатором в течение нескольких минут завершит процесс этерификации, и второй статический декантер разделит фракции глицерина и эфира.

Реакция идет при любой температуре, т. е. диапазон от 20 oС до 90 oС является приемлемым. Каждые 10 oС удваивают скорость реакции, некоторые источники рекомендуют температуру 55 oС для повышенной безопасности процесса, так как метанол закипает при 65 oС.

Из одной тонны растительного масла и 111 кг спирта (в присутствии 12 кг катализатора) получается приблизительно 970 кг (1100 л) биодизеля и 153 кг первичного глицерина.

Сырье

Для производства биодизеля подходят любые растительные масла, твердые масла животного происхождения, отходы масложирового производства или скотобоен.

В качестве растительных масел могут использоваться подсолнечное, рапсовое, льняное и др. В зависимости от используемого сырья качественные показатели биотоплива разнятся. Так, например пальмовый биодизель имеет наибольшую калорийность, но быстро замерзает при относительно высоких температурах. Рапсовый биодизель несколько уступает пальмовому по калорийности, но лучше переносит холод.

Таблица. Объем производства растительного масла с 1 га некоторых сельхозкультур

Оптимальным сырьем для производства биодизеля служит рапс. Процент выхода дизельного топлива из 1 т рапсового масла – 96%.

По удельному весу в мировом производстве масличных культур рапс занимает третье место после сои и хлопка, опередив подсолнечник.

Различают рапс двух сортов – озимый и яровой с несколько различными показателями урожайности и масличности. Урожайность маслосемян сортов озимого рапса может достигать 60 ц с га, а яровых сортов – 45 ц с га. Среднее содержание масла в семенях – 40–50%.

Рапс является отличной культурой для севооборота с пшеницей. Он хорошо структурирует почву, в результате повышение урожайности зерновых, посеянных после рапса, составляет до 10–15 ц с га. 

Организация производства

Производство биодизеля отличается более простой в сравнении с биоэтанолом технологической цепочкой. В результате некоторые фермерские хозяйства имеют пару бочек для проведения химических реакций между растительным маслом и метиловым спиртом в качестве эксперимента. В процессе производства биодизеля на каждый его галлон требуется затратить 0.083 кВт/ч электроэнергии и 10 Ккал тепловой энергии, получаемой от сжигания природного газа.

Оценку основных параметров организации производства биодизеля можно провести на примере испанского завода:

Мощность: 21 000 м3 биодизеля в год 
Инвестиции: 8.2 млн евро 
Персонал: 18 человек 
Территория: 6 000 м2 (здания — 2,300 м2) 
Число реакторов: 3 
Сырье: соевое масло, пальмовое масло 
Хранение масла: 300 м3 
Емкости для метанола: 60 м3 
Емкости для готового биодизеля (B100): 400 м3 
Емкости для глицерина: 100 м3

По экспертным оценкам, стоимость строительства заводов по производству биодизеля – от 0. 2 до 0.5 доллара на литр мощности.

При организации производства биодизеля — дополнительную прибыль можно получить от реализации получаемого глицерина.

 

Более подробная информация об особенностях производства биодизеля в условиях российского рынка представлена в отчете «Маркетинговое исследование рынка биотоплива» 

Источник: Cleandex.ru/Research.Techart

«Газпром нефть» первой из российских компаний намерена развивать производство биотоплива с экспортом в ЕС — Экономика и бизнес

МОСКВА, 22 августа. /ИТАР-ТАСС/. Сербская NIS, дочерняя компания «Газпром нефти», инвестирует 100 млн динаров /100 динар = 38,59 рубля/ в проект создания производства биодизельного топлива.

Как сообщает NIS, компания создаст в течение 2 месяцев условия для производства биотоплива. Ожидается, что биодизель будет экспортироваться в ЕС.

Как стало известно ИТАР-ТАСС, компания Synthetic Genomics предлагает российским нефтяным компаниям принять участие в реализации проекта создания на территории России производства биодизеля из водорослей. Как утверждает компания, она владеет уникальной технологией по производству биодизеля из водорослей.

Как ранее сообщал ИТАР-ТАСС, Минэнерго утвердило дорожную карту по использованию возобновляемых источников энергии, которая также предполагает развитие производства биотоплива, которое, как ожидается, через 5 лет должно составлять около 8 проц от общего потребления топлива.

Идея развития биотопливного направления обсуждается в России уже несколько лет. В частности, обсуждался вопрос об использовании для производства биотоплива органических отходов агропромышленного комплекса. Производство биодизеля из водорослей также обсуждался на конгрессе по развитию биотоплива, который состоялся несколько лет назад. Ученые МГУ предложили использовать технологию по производству биотоплива из микроводорослей. Исследования спирулины — сине-зеленой водоросли — показали, что она является наиболее подходящим сырьем для производств биотоплива. Интерес ученых в этой связи также вызвала хлорелла.

По оценкам экспертов, производство биодизеля является достаточно дорогостоящим /1 литр — 22 рубля/, однако в случае господдержки проектов /через льготы/, эти проекты могут вызвать определенный интерес и у крупных нефтяных компаний, особенно у тех, которые работают на российском шельфе.

В ЕС проекты возобновляемых источников энергии и биотоплива стимулируются за счет льготного налогообложения и гарантий по реализации экологически чистой продукции, поэтому особенно популярны в Германии, в которой в последнее время выделяют значительные финансовые ресурсы на поддержку «зеленых» проектов.

Как сообщили ИТАР-ТАСС, в российском представительстве «Гринпис», организация в целом поддерживает биоэнергетику с учетом экологических и социальных ограничений. «Водоросли являются частью биоэнергетики. Поэтому в целом с учетом возможных экосоциальных ограничений мы поддерживаем и это направление», — отметили в «Гринпис».

Крупнейшие российские компании при этом пока не проявляли интерес к данным проектам.

Shell анонсировала ОИР по проекту строительства крупнейшего в Европе завода по производству биотоплива

Предприятие поможет избежать выбросов 2,8 млн т/год углекислого газа

Роттердам, 16 сен — ИА Neftegaz.RU. Shell объявила об окончательном инвестиционном решении (ОИР) по строительству завода по производству биотоплива мощностью 820 тыс. т/год продукции в своем энергетическом и химическом парке в г. Роттердаме .
Об этом 16 сентября 2021 г. сообщает пресс-служба компании.

Завод станет одним из крупнейших в Европе по производству экологически чистого авиационного топлива (SAF) и возобновляемого дизельного топлива из отходов.

Объявленные преимущества биозавода:

• анонсированные объемы производства эквиваленты снижению выбросов 2,8 млн т/год углекислого газа (CO₂) или удалению с европейских дорог более 1 млн автомобилей;
• проект поможет компании в достижении цели  углеродной нейтральности к 2050 г;
• новое производство поможет достичь необходимых показателей по сокращению выбросов парниковых газов Нидерландам, и остальной Европе.

Это не новое строительство, а переоборудование бывшего НПЗ Пернис (Pernis refinery).
На заводе планируется использовать передовые методы производства.
В частности, будет внедрена технология для улавливания выбросов углерода в процессе производства.
Хранить их будут в кавернах отработанного газового месторождения под Северным морем в рамках проекта Портос, ОИР по которому ожидается в 2022 г.
Проект Porthos предполагает транспортировку и хранение до 2,5 млн т/год CO₂ с 2024 г, улавливаемых различными компаниями, включая Shell. 

В качестве сырья на биозаводе Пернис будут использоваться:

• отработанное растительное масло,
• отходы животного жира,
• отходы промышленных и сельскохозяйственных остаточных продуктов,
• сертифицированное экологически чистое растительное масло ( рапсовое), в качестве дополнения отходов исходного сырья,
• не будет использоваться пальмовое масло 1^го отжима в качестве сырья.
  

Тезисы директора Shell Downstream Х. Виджевено:

• сегодняшнее объявление является ключевой частью преобразования одного из наших крупных нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) в парк энергетики и химикатов;
• парк обеспечит клиентов низкоуглеродистыми продуктами.

Старт производство биотоплива на заводе в г. Роттердаме запланирован на 2024 г.

Напомним, устойчивое авиационное топливо (SAF):

• это передовое авиационное топливо, используемое в реактивных самолетах и ​​сертифицированное как экологически безопасное.
• позволяет сократить выбросы парниковых газов на 80 %.
• по данным Международной организации гражданской авиации (ИКАО, ICAO), к началу 2021 г. с применением SAF уже было выполнено более 350 тыс. пассажирских рейсов.

В настоящее время Европа активно переходит на SAF.

В сентябре 2021 г. стало известно, что итальянская Eni и аэропорт Рима (ADR) заключили соглашение о продвижении инициатив по декарбонизации в авиационном секторе и ускорении экологического перехода аэропортов.
Eni производит биотопливо из возобновляемого сырья (HVO) на своих биоперерабатывающих заводах в гг. Венеции и Геле с 2014 г. с помощью запатентованной технологии Ecofoning™.
Кроме того, компания производит и экологически чистое авиационное топливо (SAF) по той же технологии.

Другие проекты декарбонизации Shell:

• работает с партнерами над созданием экологически чистого водородного хаба в порту Роттердама;
• в июле 2020 г. с Eneco выиграли тендер на проект морского ветроэнергетического комплекса Hollandse Kust Noord мощностью 759 мегаватт (МВт) в Северном море;
• возобновляемая энергия из парка может быть использована для производства зеленого водорода на установке мощностью 200 МВт, которая должна начать работу к 2023 г. и производить 50  — 60 т/сутки водорода.

Основы биотоплива | Министерство энергетики

Управление биоэнергетических технологий (BETO) сотрудничает с промышленностью в разработке биотоплива нового поколения, изготовленного из непищевых (целлюлозных и водорослевых) ресурсов. За последнее десятилетие BETO сосредоточилась на целлюлозном этаноле, инвестируя в технологические достижения по всей цепочке поставок. Эти мероприятия успешно подтвердили критические технологии производства целлюлозного этанола. Прошлая работа Управления по целлюлозному этанолу представляет собой ценный плацдарм для достижений в области углеводородного биотоплива, также известного как «прямое» топливо, которое может служить заменителем нефти на существующих нефтеперерабатывающих заводах, резервуарах, трубопроводах, насосах, транспортных средствах и небольших двигателях.

Посмотрите видео Energy 101: Биотопливо, чтобы узнать больше.

ЭТАНОЛ

Этанол (Ch4Ch3OH) — это возобновляемое топливо, которое можно производить из различных растительных материалов, известных под общим названием «биомасса». Этанол — это спирт, используемый в качестве смешивающего агента с бензином для повышения октанового числа и сокращения выбросов монооксида углерода и других выбросов, вызывающих смог.

Наиболее распространенной смесью этанола является E10 (10% этанола, 90% бензина). Некоторые автомобили, называемые транспортными средствами с гибким топливом, предназначены для работы на E85 (смесь бензина и этанола, содержащая 51–83% этанола, в зависимости от географии и сезона), альтернативного топлива с гораздо более высоким содержанием этанола, чем обычный бензин.Примерно 97% бензина в Соединенных Штатах содержит некоторое количество этанола.

Большая часть этанола производится из растительных крахмалов и сахаров, но ученые продолжают разрабатывать технологии, которые позволят использовать целлюлозу и гемицеллюлозу, непищевой волокнистый материал, составляющий основную массу растительного вещества. Фактически, в настоящее время в Соединенных Штатах работает несколько промышленных предприятий по переработке целлюлозного этанола.

Обычный метод преобразования биомассы в этанол называется ферментацией.Во время ферментации микроорганизмы (например, бактерии и дрожжи) метаболизируют растительные сахара и производят этанол.

Узнайте больше об этаноле.

БИОДИЗЕЛЬ

Биодизель — это жидкое топливо, производимое из возобновляемых источников, таких как новые и использованные растительные масла и животные жиры, и более экологически чистая замена дизельного топлива на нефтяной основе. Биодизель нетоксичен и поддается биологическому разложению и производится путем смешивания спирта с растительным маслом, животным жиром или переработанным кулинарным жиром.

Как и дизельное топливо, полученное из нефти, биодизель используется в качестве топлива для двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных). Биодизельное топливо может быть смешано с нефтяным дизельным топливом в любом процентном соотношении, включая B100 (чистый биодизель) и, наиболее распространенную смесь, B20 (смесь, содержащая 20% биодизеля и 80% нефтяного дизельного топлива).

Узнайте больше о биодизеле.

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ ТОПЛИВА

Нефтяные топлива, такие как бензин, дизельное и реактивное топливо, содержат сложную смесь углеводородов (молекул водорода и углерода), которые сжигаются для получения энергии. Углеводороды также можно получать из источников биомассы с помощью различных биологических и термохимических процессов. Возобновляемые углеводородные топлива на основе биомассы практически идентичны топливам на основе нефти, для замены которых они предназначены, поэтому они совместимы с современными двигателями, насосами и другой инфраструктурой.

В настоящее время одно предприятие промышленного масштаба (World Energy в Парамаунте, Калифорния) производит возобновляемое дизельное топливо из отработанных жиров, масел и смазок. Несколько компаний заинтересованы либо в модернизации существующих производственных площадок, либо в строительстве новых объектов для возобновляемого дизельного топлива и реактивных двигателей в США.Узнайте больше о возобновляемом углеводородном топливе.

ПРОЦЕССЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ БИОТОПЛИВА

Разборка

Производство современного биотоплива (например, целлюлозного этанола и возобновляемого углеводородного топлива) обычно включает многоступенчатый процесс. Во-первых, необходимо разрушить жесткую жесткую структуру стенки растительной клетки, которая включает биологические молекулы целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, тесно связанные вместе. Это может быть выполнено одним из двух способов: деконструкция при высокой температуре или деконструкция при низкой температуре.

Высокотемпературная деконструкция
Высокотемпературная деконструкция использует чрезвычайно высокую температуру и давление для разложения твердой биомассы на жидкие или газообразные промежуточные продукты. На этом пути используются три основных пути:

• Пиролиз
• Газификация
• Гидротермальное сжижение.

Во время пиролиза биомасса быстро нагревается до высоких температур (500–700 ° C) в бескислородной среде. Тепло расщепляет биомассу на пары пиролиза, газ и уголь.После удаления полукокса пары охлаждаются и конденсируются в жидкую «бионефть».

Процесс газификации немного похож; однако биомасса подвергается воздействию более высокого температурного диапазона (> 700 ° C) с присутствием некоторого количества кислорода для получения синтез-газа (или синтез-газа) — смеси, состоящей в основном из моноксида углерода и водорода.

При работе с влажным сырьем, например с водорослями, предпочтительным термическим процессом является гидротермальное ожижение. В этом процессе используется вода при умеренных температурах (200–350 ° C) и повышенном давлении для преобразования биомассы в жидкую сырую бионефть.

Низкотемпературная деконструкция
Низкотемпературная деконструкция обычно использует биологические катализаторы, называемые ферментами или химическими веществами, для разложения сырья на промежуточные продукты. Во-первых, биомасса проходит стадию предварительной обработки, которая раскрывает физическую структуру клеточных стенок растений и водорослей, делая более доступными сахарные полимеры, такие как целлюлоза и гемицеллюлоза. Затем эти полимеры ферментативно или химически расщепляются на простые сахарные строительные блоки в процессе, известном как гидролиз.

Модернизация

После деконструкции промежуточные продукты, такие как сырые биомасла, синтез-газ, сахара и другие химические строительные блоки, должны быть модернизированы для производства готового продукта. Этот этап может включать биологическую или химическую обработку.

Микроорганизмы, такие как бактерии, дрожжи и цианобактерии, могут сбраживать сахар или газообразные промежуточные продукты в топливные смеси и химические вещества. В качестве альтернативы, сахара и другие промежуточные потоки, такие как бионефть и синтез-газ, можно обрабатывать с использованием катализатора для удаления любых нежелательных или реакционноспособных соединений с целью улучшения характеристик хранения и обращения с ними.

Готовые продукты после модернизации могут быть топливом или биопродуктами, готовыми к продаже на коммерческий рынок, или стабилизированными промежуточными продуктами, подходящими для отделки на нефтеперерабатывающем заводе или химическом заводе.

Прочтите «Конверсия биомассы: от сырья к конечным продуктам», чтобы узнать больше.

Производство биотоплива: вызовы и возможности

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.11.125Получить права и контент

Основные моменты

•

Были исследованы проблемы и возможности биотоплива в удовлетворении глобального спроса на энергию .

•

Биотопливо третьего поколения с использованием микроводорослей кажется многообещающим источником энергии в долгосрочной перспективе.

•

Улучшение видов микроводорослей и достижение более глубокого понимания механизмов производства биотоплива имеет важное значение.

Abstract

Становится все более очевидным, что биотопливо может быть жизнеспособным источником возобновляемой энергии в отличие от конечной природы, геополитической нестабильности и пагубных глобальных последствий использования ископаемого топлива.В совокупности биотопливо включает любые обогащенные энергией химические вещества, образующиеся непосредственно в ходе биологических процессов или полученные в результате химического преобразования биомассы предшествующих живых организмов. В основном биотопливо производится из фотосинтезирующих организмов, таких как фотосинтезирующие бактерии, микро- и макроводоросли и сосудистые наземные растения. Первичные продукты биотоплива могут быть в газовой, жидкой или твердой форме. Эти продукты могут быть дополнительно преобразованы биохимическими, физическими и термохимическими методами.Биотопливо можно разделить на две категории: первичное и вторичное биотопливо. Первичное биотопливо производится непосредственно из сжигания древесного или целлюлозного растительного материала и сухих отходов животноводства. Вторичное биотопливо можно разделить на три поколения, каждое из которых косвенно генерируется из растительного и животного материалов. Биотопливо первого поколения — это этанол, полученный из пищевых культур, богатых крахмалом, или биодизельное топливо, полученное из отходов животных жиров, таких как кулинарный жир. Второе поколение — это биоэтанол, полученный из непищевой целлюлозной биомассы и биодизеля, полученного из семян богатых маслами растений, таких как соя или ятрофа.Третье поколение — это биотопливо, произведенное из цианобактерий, микроводорослей и других микробов, что является наиболее многообещающим подходом для удовлетворения глобального спроса на энергию. В этом обзоре мы представляем последние достижения, включая проблемы и возможности в производстве микробного биотоплива, а также потенциальные применения микроводорослей в качестве платформы для производства биомассы. Дальнейшие исследования в области производства биотоплива должны быть направлены на поиск новых видов биотоплива, оптимизацию и улучшение условий культивирования, генную инженерию видов, производящих биотопливо, полное понимание механизмов производства биотоплива и эффективных методов массового культивирования микроорганизмов.

Ключевые слова

Биотопливо

Фотосинтез

Водоросли

Микроводоросли

Водород

Биоэтанол

Биометанол

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Посмотреть полный текст

LLC Hydrogen Energy Publications © 2016. Опубликовано Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Объяснение биотоплива — Управление энергетической информации США (EIA)

Биотопливо — это транспортное топливо, такое как этанол и дизельное топливо на основе биомассы, которое производится из материалов биомассы. Эти виды топлива обычно смешиваются с нефтяными топливами (бензин и дистиллят / дизельное топливо и топочный мазут), но их также можно использовать самостоятельно. Использование этанола или биодизеля снижает потребление бензина и дизельного топлива, производимого из сырой нефти, что может уменьшить количество сырой нефти, импортируемой из других стран. Этанол и биодизель также являются более экологически чистыми видами топлива, чем чистый бензин и дизельное топливо.

Что такое этанол?

Этанол — это горючий спирт, изготовленный из сахаров, содержащихся в зернах, таких как кукуруза, сорго и ячмень.

• Сахарный тростник
• Свекла сахарная
• Шкурка картофельная
• Рис
• Садовая вырезка
• Кора дерева
• Просо

Большая часть топливного этанола, используемого в Соединенных Штатах, производится из кукурузы. Ученые работают над способами получения этанола из всех частей растений и деревьев, а не только из зерна, и экспериментируют с быстрорастущими древесными культурами, такими как тополь, ива и просо, чтобы увидеть, можно ли их использовать для производства этанола.

Исследователи-генетики Министерства сельского хозяйства США (USDA) изучают просо как источник этанола.

Фото: Бретт Хэмптон, Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (общественное достояние)

Этанол смешан с бензином

Почти весь бензин, продаваемый в настоящее время в Соединенных Штатах, содержит около 10% этанола по объему. Любой бензиновый двигатель в Соединенных Штатах может использовать E10 (бензин с 10% этанола), но только определенные типы транспортных средств могут использовать смеси с топливом, содержащим более 10% этанола.Транспортное средство с гибким топливом может использовать бензин с содержанием этанола более 10%. В октябре 2010 года Агентство по охране окружающей среды США постановило, что легковые и легкие грузовики 2007 модельного года и новее могут использовать E15 (бензин с 15% этанола). E85, топливо, содержащее 51–83% этанола, в зависимости от местоположения и сезона, в основном продается на Среднем Западе и может использоваться только в транспортных средствах с гибким топливом.

Что такое дизельное топливо на основе биомассы?

Дизельное топливо на основе биомассы включает биодизель и возобновляемое дизельное топливо.Оба они называются дизельным топливом на основе биомассы, потому что они в основном производятся для использования в дизельных двигателях, но их также можно использовать в качестве топлива для отопления. Оба вида топлива производятся из биомассы или материалов, полученных из биомассы, но они различаются по способу производства и по своим физическим свойствам. Дизельное топливо на основе биомассы можно использовать в дизельных двигателях без модификации двигателей.

А биодизель и стандартный бензонасос

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Последнее обновление: 24 августа 2020 г.

Экономика биотоплива | Агентство по охране окружающей среды США

Замена ископаемого топлива биотопливом — топлива, производимого из возобновляемых органических материалов — может снизить некоторые нежелательные аспекты производства и использования ископаемого топлива, включая выбросы загрязняющих веществ, связанных с обычными и парниковыми газами (ПГ), истощение исчерпаемых ресурсов и зависимость от нестабильных иностранных поставщиков . Спрос на биотопливо может также увеличить доход фермерских хозяйств. С другой стороны, поскольку многие виды сырья для биотоплива требуют земли, воды и других ресурсов, исследования показывают, что производство биотоплива может вызвать несколько нежелательных эффектов. Потенциальные недостатки включают изменения в схемах землепользования, которые могут увеличить выбросы парниковых газов, давление на водные ресурсы, загрязнение воздуха и воды и увеличение затрат на продукты питания. В зависимости от сырья, производственного процесса и временного горизонта анализа биотопливо может выделять даже больше парниковых газов, чем некоторые ископаемые виды топлива, на основе энергетического эквивалента.Биотопливо также требует субсидий и других вмешательств на рынок для экономической конкуренции с ископаемым топливом, что приводит к безвозвратным потерям в экономике.

Общие сведения

Биотопливо первого поколения производится из сахарных культур (сахарный тростник, сахарная свекла), крахмальных культур (кукуруза, сорго), масличных культур (соя, рапс) и животных жиров. Посевы сахара и крахмала превращаются в процессе ферментации в биоспирты, включая этанол, бутанол и пропанол. Масла и животные жиры можно перерабатывать в биодизельное топливо.Этанол — наиболее широко используемое биоспиртовое топливо. Большинство автомобилей могут использовать смеси бензина и этанола, содержащие до 10 процентов этанола (по объему). Транспортные средства с гибким топливом могут использовать E85, смесь бензина и этанола, содержащую до 85 процентов этанола. В 2013 году в США было более 2300 заправочных станций E85 (Министерство энергетики США).

Биотопливо второго поколения, или целлюлозное биотопливо, производится из целлюлозы, которую получают из непищевых культур и отходов биомассы, таких как кукурузная солома, кукурузные початки, солома, древесина и побочные продукты древесины.В качестве сырья для производства биотоплива третьего поколения используются водоросли. Коммерческое производство целлюлозного биотоплива началось в США в 2013 году, в то время как биотопливо из водорослей еще не производится в промышленных масштабах.

Потенциальные экономические выгоды от производства биотоплива

Замена ископаемого топлива биотопливом может дать ряд преимуществ. В отличие от ископаемого топлива, которое является исчерпаемым ресурсом, биотопливо производится из возобновляемого сырья. Таким образом, их производство и использование теоретически может продолжаться бесконечно.

В то время как производство биотоплива приводит к выбросам парниковых газов на нескольких этапах процесса, анализ EPA (2010) Стандарта возобновляемых источников топлива (RFS) прогнозирует, что несколько типов биотоплива могут привести к более низким выбросам парниковых газов в течение жизненного цикла, чем бензин, в течение 30 лет. горизонт. Академические исследования с использованием других экономических моделей также показали, что биотопливо может привести к сокращению выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла по сравнению с традиционными видами топлива (Hertel et al. 2010, Huang et al. 2013). Биотопливо второго и третьего поколения обладает значительным потенциалом сокращения выбросов парниковых газов по сравнению с обычным топливом, поскольку сырье можно производить на малоплодородных землях. Более того, в случае отходов биомассы не требуется никакого дополнительного сельскохозяйственного производства, а косвенные выбросы парниковых газов, опосредованные рынком, могут быть минимальными, если отходы не имеют другого производственного использования.

Биотопливо можно производить внутри страны, что может привести к снижению импорта ископаемого топлива (Huang et al. 2013). Если производство и использование биотоплива сократит потребление импортируемого ископаемого топлива, мы сможем стать менее уязвимыми к неблагоприятным последствиям перебоев в поставках (US EPA 2010). Снижение нашего спроса на нефть также может снизить ее цену, создавая экономические выгоды для американских потребителей, но также потенциально увеличивая потребление нефти за рубежом (Huang et al.2013).

Биотопливо может снизить выбросы некоторых загрязняющих веществ. В частности, этанол может обеспечить полное сгорание, уменьшая выбросы окиси углерода (US EPA 2010).

Важно отметить, что производство и потребление биотоплива само по себе не приведет к сокращению выбросов парниковых газов или обычных загрязнителей, уменьшению импорта нефти или уменьшению нагрузки на исчерпаемые ресурсы. Производство и использование биотоплива должно совпадать с сокращением производства и использования ископаемого топлива для получения этих выгод.Эти преимущества будут уменьшены, если выбросы биотоплива и потребности в ресурсах увеличивают, а не вытесняют выбросы ископаемого топлива.

Потенциальные экономические выгоды и последствия производства биотоплива

Сырье для биотоплива включает многие культуры, которые в противном случае использовались бы для потребления людьми прямо или косвенно в качестве корма для животных. Перенаправление этих культур на биотопливо может привести к увеличению площади земель, отведенных под сельское хозяйство, более широкому использованию загрязняющих факторов производства и повышению цен на продукты питания. Целлюлозное сырье также может конкурировать за ресурсы (землю, воду, удобрения и т. Д.).), которые в противном случае могли бы быть посвящены производству продуктов питания. В результате некоторые исследования показывают, что производство биотоплива может вызвать несколько нежелательных явлений.

Изменения в структуре землепользования могут увеличить выбросы парниковых газов за счет выброса наземных запасов углерода в атмосферу (Searchinger et al. 2008). Сырье для биотоплива, выращиваемое на землях, очищенных от тропических лесов, таких как соя в Амазонке и масличная пальма в Юго-Восточной Азии, генерирует особенно высокие выбросы парниковых газов (Fargione et al.2008 г.). Даже использование целлюлозного сырья может стимулировать рост цен на сельскохозяйственные культуры, что способствует расширению сельского хозяйства на неосвоенных землях, что ведет к выбросам парниковых газов и утрате биоразнообразия (Melillo et al. 2009).

При производстве и переработке биотоплива также могут выделяться парниковые газы. При внесении удобрений выделяется закись азота, мощный парниковый газ. Большинство биоперерабатывающих заводов работают на ископаемом топливе. Некоторые исследования показывают, что выбросы ПГ в результате производства и использования биотоплива, в том числе в результате косвенного изменения землепользования, могут быть выше, чем выбросы от ископаемого топлива, в зависимости от временного горизонта анализа (Melillo et al. 2009 г., Mosnier et al. 2013).

Что касается воздействия на окружающую среду, не связанных с парниковыми газами, исследования показывают, что производство сырья для биотоплива, особенно пищевых культур, таких как кукуруза и соя, может увеличить загрязнение воды питательными веществами, пестицидами и отложениями (NRC 2011). Увеличение орошения и очистки этанола может привести к истощению водоносных горизонтов (NRC 2011). Качество воздуха также может снизиться в некоторых регионах, если влияние биотоплива на выбросы из выхлопных труб плюс дополнительные выбросы, производимые на заводах по переработке биотоплива, увеличат чистое обычное загрязнение воздуха (NRC 2011).

Экономические модели показывают, что использование биотоплива может привести к повышению цен на урожай, хотя разброс оценок в литературе весьма широк. Например, исследование 2013 года показало, что прогнозы влияния биотоплива на цены на кукурузу в 2015 году варьируются от 5 до 53 процентов (Zhang et al. 2013). Отчет Национального исследовательского совета (2011) по RFS включал несколько исследований, в которых было обнаружено, что цены на кукурузу из биотоплива выросли на 20-40 процентов в период с 2007 по 2009 год. Рабочий документ Национального центра экономики окружающей среды (NCEE) обнаружил увеличение на 2-3 процента цен долгосрочные цены на кукурузу на каждый миллиард галлонов увеличения производства этанола из кукурузы в среднем по 19 исследованиям (Condon et al.2013). Более высокие цены на урожай приводят к повышению цен на продукты питания, хотя ожидается, что влияние на розничную торговлю продуктами питания в США будет незначительным (NRC 2011). Более высокие цены на урожай могут привести к более высоким показателям недоедания в развивающихся странах (Rosegrant et al. 2008, Fischer et al. 2009).

Подходы политики США к поддержке производства биотоплива

В Законе об энергетической политике 2005 г. использовались различные экономические стимулы, включая гранты, налоговые льготы, субсидии и займы для содействия исследованиям и разработкам в области биотоплива. Он установил Стандарт возобновляемого топлива, согласно которому к 2012 году ежегодно смешивается 7,5 миллиардов галлонов возобновляемого топлива с бензином.

Закон о энергетической независимости и безопасности 2007 года (EISA) включал аналогичные экономические стимулы. EISA расширило стандарт возобновляемого топлива, чтобы увеличить производство биотоплива до 36 миллиардов галлонов к 2022 году. Из последней цели 21 миллиард галлонов должен быть получен из целлюлозного биотоплива или передового биотоплива, полученного из исходного сырья, кроме кукурузного крахмала. Чтобы ограничить выбросы парниковых газов, Закон гласит, что обычные возобновляемые виды топлива (кукурузный крахмал этанол) необходимы для сокращения выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла по сравнению с выбросами в течение жизненного цикла от ископаемых видов топлива не менее чем на 20 процентов, биодизельное топливо и современные виды биотоплива должны сокращать выбросы парниковых газов на 50 процентов, а целлюлозное биотопливо должно сократить выбросы на 60 процентов. EISA также предоставляет денежные вознаграждения, гранты, субсидии и ссуды для исследований и разработок, биоперерабатывающих заводов, которые заменяют более 80 процентов ископаемого топлива, используемого для работы нефтеперерабатывающего завода, и коммерческого применения целлюлозного биотоплива.

Помимо EISA, в последние десятилетия производство и использование биотоплива в США поощрялось множеством других политик. В настоящее время налоговые льготы поддерживают использование передовых видов биотоплива, включая целлюлозное и биодизельное топливо.

Ссылки по теме

Condon, N., Х. Клемик и А. Вулвертон. 2013. «Влияние политики в отношении этанола на цены на кукурузу: обзор и метаанализ последних данных». Рабочий документ NCEE 2013-05. (Проверено 12 сентября 2013 г.)

Hertel, T., A. Golub, A. Jones, M. O’Hare, R. Plevin, and D. Kammen. 2010. «Влияние кукурузного этанола в США на глобальное землепользование и выбросы парниковых газов: оценка реакции рынка». BioScience 60: 223–231.

Fargione, J., et al. 2008. «Расчистка земель и углеродный долг от биотоплива.” Наука 319: 1235–1238.

Фишер Г., Э. Хизснык, С. Прилер, М. Шах и Х. ван Велтуйзен. 2009. Биотопливо и продовольственная безопасность. Фонд международного развития ОПЕК.

Хуанг Х., М. Кханна, Х. Онал и Х. Чен. 2013. «Укладка низкоуглеродной политики в стандарт на возобновляемые виды топлива: последствия для экономики и выбросов парниковых газов». Энергетическая политика 56 (май 2013 г.): 5-15.

Мелилло Дж., Дж. Рейли, Д. Киклигер, А. Гургель, Т. Кронин, С. Пальцев, Б.Фельцер, X. Ван, А. Соколов, C.A. Шлоссер. 2009. «Косвенные выбросы от биотоплива: насколько важно?» Наука 326 (5958): 1397-1399.

Mosnier, A. P. Havlik, H. Valin, J. Baker, B. Murray, S. Feng, M. Obersteiner, B. McCarl, S. Rose и U. Schneider. 2013. «Чистые глобальные эффекты альтернативных мандатов США на биотопливо: вытеснение ископаемого топлива, косвенное изменение землепользования и роль роста производительности сельского хозяйства». Энергетическая политика 57 (июнь 2013 г.): 602-614.

Национальный исследовательский совет. 2011. Комитет по экономическим и экологическим последствиям увеличения производства биотоплива. Стандарт возобновляемого топлива: потенциальные экономические и экологические последствия политики США в области биотоплива. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press.

Rosegrant, M.W, T. Zhu, S. Msangi, T. Sulser. 2008. «Глобальные сценарии для биотоплива. Воздействие и последствия ». Обзор экономики сельского хозяйства , 30 (3), 495-505.

Searchinger, T., et al. 2008. «Использование пахотных земель в США для производства биотоплива увеличивает выбросы парниковых газов в результате изменений в землепользовании.” Наука 319: 1238-1240.

Министерство энергетики США, Центр данных по альтернативным видам топлива. Расположение станций заправки этанолом. http://www.afdc.energy.gov/fuels/ethanol_locations.html (дата обращения 10 сентября 2013 г. )

Агентство по охране окружающей среды США. 2010. Анализ регулирующего воздействия стандартной программы возобновляемых источников топлива (RFS2). (Проверено 10 сентября 2013 г.).

Zhang, W., E. Yu, S. Rozelle, J. Yang, S. Msangi. 2013. «Влияние роста производства биотоплива на сельское хозяйство: почему такой широкий разброс оценок?» Продовольственная политика 38: 227–239.

Последняя разработка в области производства микроводорослей и биотоплива с нанодобавками | Биотехнология для производства биотоплива

1.

Хоссейн Н., Махлия Т.И., Зайни Дж., Сайдур Р. Технико-экономический анализ и анализ чувствительности микроводорослей в качестве коммерческого сырья для производства биоэтанола. В: Экологический прогресс и устойчивая энергетика. Нью-Джерси: John Wiley & Sons; 2019. стр. 1–14.

Google ученый

2.

Silitonga AS, Mahlia TMI, Ong HC, Riayatsyah TMI, Kusumo F, Ibrahim H, et al. Сравнительное исследование методов производства биодизеля для биодизеля Reutealis trisperma. Источник энергии, часть A. 2017; 39: 2006–14.

Артикул CAS Google ученый

3.

Икбал М., Хан Ф.У. Гибридный сбор энергии вибрации и ветра с использованием комбинированного пьезоэлектрического и электромагнитного преобразования для приложений мониторинга состояния мостов. Energy Convers Manag. 2018; 172: 611–8.

Артикул Google ученый

4.

Хоссейн Н., Джалил Р. Производство сахара и биоэтанола из ствола масличной пальмы (OPT). Asia Pac J Energ Environ. 2015; 2: 89–92.

Google ученый

5.

Hossain N, Zaini JH, Mahlia TMI. Обзор производства биоэтанола из биомассы растительных отходов дрожжевым брожением. Int J Technol. 2017; 8: 5–18.

Артикул Google ученый

6.

Trindade SC. Нанотехнологии биотоплива и топливных добавок, технологические процессы биотоплива.В: Бернардес МАДС, редактор. технологический процесс биотоплива. Нью-Йорк: InTech; 2011.

Google ученый

7.

Паланиаппан К. Обзор применения нанотехнологий в производстве биотоплива. World Appl Sci J. 2017; 35: 1305–11.

Google ученый

8.

Низами А., Рехан М. К индустрии биотоплива на основе нанотехнологий. Биотопливо Res J. 2018; 18: 798–9.

Артикул Google ученый

9.

Laurens LML, Chen-Glasser M, McMillan JD. Перспектива использования возобновляемой биоэнергии из фотосинтетических водорослей в качестве сырья для биотоплива и биопродуктов. Algal Res. 2017; 24: 261–4.

Артикул Google ученый

10.

Коллотта М., Шампань П., Маби В., Томасони Г. Сточные воды и отходы CO ₂ для устойчивого производства биотоплива из микроводорослей.Algal Res. 2018; 29: 12–21.

Артикул Google ученый

11.

Xu H, Lee U, Coleman AM, Wigmosta MS, Wang M. Оценка потенциала ресурсов водорослевого биотоплива в Соединенных Штатах с учетом регионального водного стресса. Algal Res. 2019; 37: 30–9.

Артикул Google ученый

12.

Хоссейн Н., Джалил Р. Анализ биоэнергетических свойств местных растений Малайзии: сентанг и сесендок.Asia Pac J Energy Environ. 2015; 2: 141–4.

Google ученый

13.

Goh BHH, Ong HC, Cheah MY, Chen W-H, Yu KL, Mahlia TMI. Устойчивость прямого синтеза биодизеля из биомассы микроводорослей: критический обзор. Renew Sust Energy Rev.2019; 107: 59–74.

Артикул CAS Google ученый

14.

Hossain N, Zaini J, Mahlia TMI. Экспериментальное исследование энергетических свойств Stigonematales sp.микроводоросли как потенциальное сырье для биотоплива. Int J Sustain Eng. 2019; 12: 123–30.

Артикул Google ученый

15.

Gumba RE, Saallah S, Misson M, Ongkudon CM, Anton A. Green Производство биодизеля: обзор сырья, катализатора, монолитного реактора и технологии сверхкритических флюидов. Биотопливо Res J. 2016; 3: 431–47.

Артикул CAS Google ученый

16.

Cheng JJ, Тимилсина ГР. Состояние и препятствия передовых технологий биотоплива: обзор. Возобновляемая энергия. 2011; 36: 3541–9.

Артикул CAS Google ученый

17.

Шенк П.М., Томас-Холл С.Р., Стивенс Э., Маркс Калифорнийский университет, Мусгнюг Дж. Х., Постен С. и др. Биотопливо второго поколения: высокоэффективные микроводоросли для производства биодизеля. Bioenergy Res. 2008; 1: 20–43.

Артикул Google ученый

18.

Паттаркин М.В., Паттаркин В.М. Нанотехнологии для производства водорослевого биотоплива. В: Гордон Р., Секбах Дж., Редакторы. Наука о водорослевом топливе. Берлин: Спрингер; 2012. с. 149–60.

Google ученый

19.

Хасаннуддин А.К., Яхья В.Дж., Сара С., Итнин А.М., Сяхруллайл С., Сидик НАК и др. Нанодобавки, содержащие воду в дизельном эмульсионном топливе: оценка свойств топлива, эксплуатационных характеристик и характеристик выбросов. Energy Convers Manag. 2018; 169: 291–314.

Артикул CAS Google ученый

20.

Картикян С., Пратима А. Биотопливо из микроводорослей с наноприсадками CeO ₂ в качестве экологически чистого топлива для двигателей внутреннего сгорания. Источник энергии Часть A. 2017; 39: 1332–8.

Артикул CAS Google ученый

21.

Ким Дж., Цзя Х., Ван П. Проблемы биокатализа для ферментных биотопливных клеток. Biotechnol Adv. 2006; 24: 296–308.

Артикул CAS PubMed Google ученый

22.

Сафарик И., Прочазкова Г., Поспискова К., Браник Т. Магнитно-модифицированные микроводоросли и их применение. Crit Rev Biotechnol. 2016; 36: 931–41.

Артикул CAS PubMed Google ученый

23.

Рахман К.М., Мелвилл Л., Хук СМИ, Хода СК. Понимание производства и оптимизации биоэнергии на наноуровне — обзор.J Exp Nanosci. 2016; 11: 762–75.

Артикул CAS Google ученый

24.

Becker W. Микроводоросли для питания человека и животных. В: Ричмонд А., редактор. Справочник по культуре микроводорослей: биотехнология и прикладная фикология. Нью-Йорк: Blackwell Publishing Ltd: Academic; 2003. с. 312–51.

Глава Google ученый

25.

Razzak SA, Hossain MM, Lucky RA, Bassi AS, Lasa HD.Комплексное улавливание CO ₂ , очистка сточных вод и производство биотоплива путем культивирования микроводорослей — обзор. Обновите Sust Energ Rev.2013; 27: 622–53.

Артикул CAS Google ученый

26.

Ху К., Зоммерфельд М., Джарвис Е., Гирарди М., Посевиц М., Зайберт М. и др. Триацилглицерины микроводорослей как сырье для производства биотоплива: перспективы и достижения. Плант Дж. 2008; 54: 621–39.

Артикул CAS PubMed Google ученый

27.

Byreddy AR, Gupta A, Barrow CJ, Puri M. Сравнение методов разрушения клеток для улучшения экстракции липидов из штаммов траустохитридов. Mar Drugs. 2015; 13: 5111–27.

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

28.

Norhasyima RS, Mahlia TMI. Достижения в технологии использования CO ₂ : обзор патентного ландшафта. J CO2 Util. 2018; 26: 323–35.

Артикул CAS Google ученый

29.

Saïdane-Bchir F, El Falleh A, Ghabbarou E, Hamdi M. Производство биоэтанола 3-го поколения из микроводорослей, выделенных из сточных вод скотобойни. Отходы биомассы Валори. 2016; 7: 1041–6.

Артикул CAS Google ученый

30.

Саркар Б., Чакрабарти П.П., Виджайкумар А., Кале В. Очистка сточных вод в молочной промышленности — возможность повторного использования. Опреснение. 2006; 195: 141–52.

Артикул CAS Google ученый

31.

Harun R, Danquah MK. Влияние предварительной обработки кислотой на биомассу микроводорослей для производства биоэтанола. Process Biochem. 2011; 46: 304–9.

Артикул CAS Google ученый

32.

Патхак В.В., Сингх Д.П., Котари Р., Чопра А. К. Phycoremediation текстильных сточных вод одноклеточными микроводорослями Chlorella pyrenoidosa . Cell Mol Biol (Нуази-ле-Гран, Франция). 2014; 60: 35–40.

CAS Google ученый

33.

Умамахесвари Дж., Шантакумар С. Эффективность микроводорослей для очистки промышленных сточных вод: обзор условий эксплуатации, эффективности очистки и продуктивности биомассы. Rev Environ Sci Biotechnol. 2016; 15: 265–84.

Артикул CAS Google ученый

34.

Сполаоре П., Джоаннис-Кассан С., Дюран Э., Исамберт А. Коммерческое применение микроводорослей. J Biosci Bioeng. 2006; 101: 87–96.

Артикул CAS PubMed Google ученый

35.

Ли-Бейссон И., Пельтье Г. Биотопливо третьего поколения: текущие и будущие исследования липидной биотехнологии микроводорослей. OCL. 2013; 20: D606.

Артикул Google ученый

36.

Андерсен Р.А. Биология и систематика гетероконтов и гаптофитов. Am J Bot. 2004. 91: 1508–22.

Артикул PubMed Google ученый

37.

Beetul K, Bibi SS, Taleb-Hossenkhan N, Bhagooli R, Puchooa D.Исследование производства биодизеля из микроводорослей, обнаруженных в водах Маврикия. Биотопливо Res J. 2014; 1: 58–64.

Артикул CAS Google ученый

38.

Fasahati P, Liu JJ. Моделирование процесса производства биоэтанола из бурых водорослей. 8-й симпозиум МФБ по усовершенствованному контролю химических процессов; 10–13 июля 2012 г .; Международная федерация автоматического управления. Сингапур: набережная Фурамы; 2012. с. 2012.

Google ученый

39.

Хан В., Минь Н. Производство биоэтанола из биомассы морских водорослей: перспективы и проблемы. J Viet Environ. 2012; 3: 25–9.

Google ученый

40.

Chen CY, Zhao XQ, Yen HW, Ho SH, Cheng CL, Lee DJ и др. Углеводы на основе микроводорослей для производства биотоплива. Biochem Eng J. 2013; 78: 1–10.

Артикул CAS Google ученый

41.

Matos ÂP, Torres RCO, Morioka LRI, Moecke EHS, França KB, Sant’Anna ES.Выращивание Chlorella vulgaris в фотобиореакторе путем непрерывного процесса с использованием концентрированного опреснения: влияние степени разбавления на биохимический состав. Int J Chem Eng. 2014; 2014: 1–6.

Артикул CAS Google ученый

42.

Озчимен Д., Инан Б. Обзор производства биоэтанола из водорослей. Нью-Йорк: Intech Open; 2015.

Книга Google ученый

43.

Энергия водорослей. Продукты, рынок, процессы и стратегии. Ченнаи: Clixoo Solutions Pvt Ltd .; 2013.

Google ученый

44.

Сингх С., Кейт Б.Н., Банерджи, Калифорния. Биоактивные соединения цианобактерий и микроводорослей: обзор. Crit Rev Biotechnol. 2005; 25: 73–95.

Артикул CAS PubMed Google ученый

45.

Costard GS, Machado RR, Barbarino E, Martino RC, Lourenço SO.Химический состав пяти морских микроводорослей, обитающих на побережье Бразилии. Int J Fish Aquac. 2012; 4: 191–201.

CAS Google ученый

46.

Бреннан Л., Оуэнде П. Биотопливо из микроводорослей — обзор технологий производства, обработки и извлечения биотоплива и побочных продуктов. Обновите Sust Energ Rev.2010; 14: 557–77.

Артикул CAS Google ученый

47.

Hossain N, Zaini J, Mahlia TMI, Azad AK. Элементный, морфологический и термический анализ смешанных видов микроводорослей из сточных вод. Возобновляемая энергия. 2019; 131: 617–24.

Артикул CAS Google ученый

48.

Торкамани С., Вани С.Н., Танг Й.Дж., Сурешкумар Р. Рост микроводорослей, усиленный плазмоном, в мини-фотобиореакторах. Appl Phys Lett. 2010; 97: 1–4.

Артикул CAS Google ученый

49.

Cheng H-H, Whang LM, Chan KC, Chung MC, Wu SH, Liu CP, et al. Биологическое производство бутанола из остатков биодизельного топлива на основе микроводорослей с помощью Clostridium acetobutylicum . Биоресур Технол. 2015; 184: 379–85.

Артикул CAS PubMed Google ученый

50.

Дебовски М., Зелински М., Кшеменевский М. Микроводоросли — метод выращивания. Pol J Nat Sci. 2012; 27: 151–64.

Google ученый

51.

Моханакришна Г., Сандипам С., Пант Д. Биопроцессы для очистки отходов и сточных вод для устойчивой энергетики. Биоремидиация и биоэкономика. Бельгия: академический; 2016. с. 537–65.

Глава Google ученый

52.

Posadas E, Bochon S, Coca M, García-González MC, García-Encina PA, Muñoz R. Очистка агропромышленных сточных вод на основе микроводорослей: предварительный анализ биоразлагаемости. J Appl Phycol. 2014; 26: 2335–45.

Артикул CAS Google ученый

53.

Расули З., Вальверде-Перес Б., Д’Эсте М., Де Франсиши Д., Ангелидаки И. Извлечение питательных веществ из промышленных сточных вод в виде одноклеточного белка путем совместного культивирования зеленых микроводорослей и метанотрофов. Биохим Энг Дж. 2018; 134: 129–35.

Артикул CAS Google ученый

54.

Cheah WY, Ling TC, Show PL, Juan JC, Chang J-S, Lee D-J.Выращивание в сточных водах для получения энергии: платформа микроводорослей. Appl Energy. 2016; 179: 609–25.

Артикул CAS Google ученый

55.

Zhang TY, Hu HY, Wu YH, Zhuang LL, Xu XQ, Wang XX, et al. Перспективные решения для устранения узких мест в крупномасштабном выращивании микроводорослей для производства биомассы / биоэнергетики. Renew Sust Energy Rev.2016; 60: 1602–14.

Артикул CAS Google ученый

56.

Ганеш Д., Гоуришанкар Г., редакторы. Влияние нанотопливной добавки на сокращение выбросов в двигателе с ХИ, работающим на биодизельном топливе. В: Международная конференция по электротехнике и автоматике; 2011. с. 16–18.

57.

Сабариш Р., Моханкумар Д., Прем М. Дж. К., Манавалан С. Экспериментальное исследование наноприсадки с биодизелем и его смесями для дизельного двигателя. Int J Pure Appl Math. 2018; 118: 967–79.

Google ученый

58.

Манибхарати С. , Аннадурай Б., Чандрапракаш Р. Экспериментальное исследование характеристик двигателя ХИ с помощью нанодобавки в биотопливо. Int J Sci Eng Technol Res. 2014; 3: 3303–7.

Google ученый

59.

Картикеян С., Пратима А. Анализ выбросов от использования биотоплива из водорослей с нано-ZrO ₂ . Источник энергии, часть A. 2017; 39: 473–9.

Артикул CAS Google ученый

60.

Картикеян С., Пратима А. Воздействие на окружающую среду двигателя CI с использованием метилового эфира микроводорослей с легированными нанодобавками. Transp Res D Transp Environ. 2017; 50: 385–96.

Артикул Google ученый

61.

Прабу А. Наночастицы в качестве добавки к биодизелю на рабочие характеристики дизельного двигателя DI. Айн Шамс Энг Дж. 2018; 9: 2343–9.

Артикул Google ученый

62.

Джаянти П., Шриниваса, РМ. Влияние добавок наночастиц на рабочие характеристики и характеристики выбросов дизельного двигателя DI, работающего на биодизеле. Int J Adv Eng Technol. 2016; 9: 689–95.

Google ученый

63.

Девараджан Ю., Мунусвами Д.Б., Махалингам А. Влияние нанодобавки на рабочие характеристики и характеристики выбросов дизельного двигателя, работающего на чистом биодизельном масле из нима. Environ Sci Pollut Res Int. 2018; 25: 26167–72.

Артикул CAS PubMed Google ученый

64.

Ranaware AA, Satpute ST. Корреляция между эффектами наночастиц оксида церия и феррожидкости на рабочие характеристики и характеристики выбросов двигателя с ХИ. IOSR J Mech Civil Eng. 2002; 2278: 55–9.

Google ученый

65.

Стил Дж. М., Грейди Н. К., Нордландер П., Халас Нью-Джерси. Гибридизация плазмонов в сложных наноструктурах. В кн .: Бронгерсма М.Л., Кик П.Г., ред. Нанофотоника поверхностных плазмонов. Дордрехт: Спрингер; 2007. с. 183–96.

Глава Google ученый

66.

Zimmerman WB, Hewakandamby BN, Tesař V, Bandulasena HCH, Omotowa OA. О конструкции и моделировании петлевого биореактора эрлифта с генерацией микропузырьков за счет колебаний жидкости. Пищевой процесс Bioprod. 2009. 87: 215–27.

Артикул CAS Google ученый

67.

Циммерман В.Б., Тесар В., Бандуласена Х. На пути к созданию энергоэффективных нанопузырьков с помощью колебаний жидкости. Curr Opin Colloid Interface Sci. 2011; 16: 350–6.

Артикул CAS Google ученый

68.

Silitonga AS, Atabani AE, Mahlia TMI, Masjuki HH, Badruddin IA, Mekhilef S. Обзор перспектив использования Jatropha curcas для биодизельного топлива в Индонезии. Renew Sust Energy Rev. 2011; 15: 3733–56.

Артикул CAS Google ученый

69.

Chen S-Y, Mochizuki T., Abe Y, Toba M, Yoshimura Y. Мезопористый диоксид кремния SBA-15 с включением Ti в качестве эффективного и надежного твердого кислотного катализатора Льюиса для производства высококачественного биодизельного топлива. Appl Catal B Environ. 2014; 148–149: 344–56.

Артикул CAS Google ученый

70.

Шарма Р.В., Далай АК. Синтез биосмазки из эпоксидного масла канолы с использованием сульфатированного катализатора Ti-SBA-15. Appl Catal B Environ. 2013; 142–143: 604–14.

Артикул CAS Google ученый

71.

Силва А., Уилсон К., Ли А.Ф., дос Сантос В.К., Конс Бацилла А.С., Мантовани К.М. и др. Nb ₂ O ₅ / SBA-15 катализируемая этерификация пропановой кислоты. Appl Catal B Environ. 2017; 205: 498–504.

Артикул CAS Google ученый

72.

Liu G, Liao Y, Wu Y, Ma X. Получение синтез-газа в результате газификации микроводорослей в присутствии Fe ₂ O ₃ переносчика кислорода и добавки CaO.Appl Energy. 2018; 212: 955–65.

Артикул CAS Google ученый

73.

Лю Х, Пиао Х, Ван И, Чжу С., Хе Х. Метоксид кальция в качестве твердого основного катализатора для переэтерификации соевого масла в биодизельное топливо метанолом. Топливо. 2008; 87: 1076–82.

Артикул CAS Google ученый

74.

Ган Й., Цяо Л. Характеристики горения капель топлива с добавкой наночастиц и частиц алюминия микронного размера.Пламя сгорания. 2011; 158: 354–68.

Артикул CAS Google ученый

75.

Kreissl HT, Nakagawa K, Peng Y-K, Koito Y, Zheng J, Tsang SCE. Оксиды ниобия: корреляция кислотности со структурой и каталитическими характеристиками в превращении сахарозы в 5-гидроксиметилфурфурол. J Catal. 2016; 338: 329–39.

Артикул CAS Google ученый

76.

Синха В.К., Шарлин.Обзорный подход к снижению выбросов выхлопных газов с помощью добавок наночастиц в дизельном двигателе. Int J Innov Res Sci Eng Technol. 2017; 6: 15046–50.

Google ученый

77.

Silitonga, Masjuki HH, Ong HC, Sebayang A, Dharma S, Kusumo F, et al. Оценка характеристик двигателя и выбросов выхлопных газов смесей биодизель-биоэтанол-дизель с использованием машины экстремального обучения на основе ядра. Энергия. 2018; 159: 1075–87.

Артикул CAS Google ученый

78.

Damanik N, Ong HC, Tong CW, Mahlia TMI, Silitonga AS. Обзор характеристик двигателя и характеристик выбросов выхлопных газов дизельных двигателей, работающих на биодизельных смесях. Environ Sci Pollut Res Int. 2018; 25: 15307–25.

Артикул CAS PubMed Google ученый

79.

Картикеян С. Воздействие на окружающую среду нанодобавки Co ₃ O ₄ в биотопливе из виноградных косточек, работающем в двигателе с внутренним зажиганием. Res J Chem Environ.2014; 18: 14–8.

CAS Google ученый

80.

Картикеян С., Прабхакаран Т.Д. Анализ выбросов водорослевого биотоплива Botryococcus braunii с использованием нанодобавок ZnO, легированных никелем, для двигателей внутреннего сгорания. Источник энергии, часть A. 2018; 40: 1060–7.

Артикул CAS Google ученый

81.

Онг Х.С., Милано Дж., Силитонга А.С., Хассан М.Х., Шамсуддин А.Х., Ван К.Т. и др.Производство биодизеля из смеси масел Calophyllum inophyllum -Ceiba pentandra: оптимизация и характеристика. J Clean Prod. 2019; 219: 183–98.

Артикул CAS Google ученый

82.

Динеш Б., Аннамалай М. Исследование характеристик, характеристик сгорания и выбросов дизельного двигателя, работающего на новом биотопливе с нанонериевым олеандром. J Clean Prod. 2018; 196: 74–83.

Артикул CAS Google ученый

83.

Jones M, Li CH, Afjeh A, Peterson G. Экспериментальное исследование характеристик горения наноразмерных добавок металлов и оксидов металлов в биотопливо (этанол). Nano Res Lett. 2011; 6: 246.

Артикул CAS Google ученый

84.

Шаафи Т., Сайрам К., Гопинатх А., Кумаресан Г., Велрадж Р. Влияние дисперсии различных нанодобавок на рабочие характеристики и характеристики выбросов двигателя с дизельным топливом, биодизелем и его смесями — обзор.Обновите Sust Energ Rev.2015; 49: 563–73.

Артикул CAS Google ученый

85.

Камински В., Томчак Э., Горак А. Биобутанол — методы производства и очистки. Ecol Chem Eng. 2011; 18: 31–7.

Google ученый

86.

Phwan CK, Ong HC, Chen W-H, Ling TC, Ng EP, Show PL. Обзор: сравнение технологий предварительной обработки и процессов ферментации биоэтанола из микроводорослей.Energy Convers Manag. 2018; 173: 81–94.

Артикул CAS Google ученый

87.

Шокркар Х., Эбрахими С., Замани М. Производство биоэтанола из кислых и ферментативных гидролизатов смешанной культуры микроводорослей. Топливо. 2017; 200: 380–6.

Артикул CAS Google ученый

88.

Цукахара К., Саваяма С. Производство жидкого топлива с использованием микроводорослей. J Jpn Petrol Inst.2005. 48: 251–259.

Артикул CAS Google ученый

89.

Hossain N, Zaini J, Jalil R, Mahlia TMI. Эффективность периода осахаривания масличной пальмы ( Elaeis guineensis) гидролиз сока ствола. Int J Technol. 2018; 9: 652–62.

Артикул Google ученый

90.

Ранджит Кумар Р., Хануманта Рао П., Арумугам М. Методы экстракции липидов из микроводорослей: всесторонний обзор.Front Energy Res. 2015; 2: 1–9.

Артикул Google ученый

91.

Feltes MMC, de Oliveira D, Ninow JL, de Oliveira JV, редакторы. Обзор реакций, катализируемых ферментами, и альтернативного сырья для производства биодизеля. Нью-Йорк: Федеральный университет Санта-Катарины, Бразилия; Интех; 2011.

Google ученый

92.

Wang S, Zhu J, Dai L, Zhao X, Liu D, Du W.Новый процесс экстракции липидов из микроводорослей для производства биодизеля. Энергия. 2016; 115: 963–8.

Артикул CAS Google ученый

93.

Рахман М.А., Азиз М.А., Аль-Хулайди Р.А., Сакиб Н., Ислам М. Производство биодизеля из микроводорослей Spirulina maxima с помощью двухэтапного процесса: оптимизация параметра процесса. J Radiat Res Appl Sci. 2017; 10: 140–7.

Артикул CAS Google ученый

94.

Мохамадзаде Ширази Х., Карими-Сабет Дж., Готби С. Производство биодизеля из исходного сырья микроводорослей спирулины с использованием прямой переэтерификации метанола в почти сверхкритических условиях. Биоресур Технол. 2017; 239: 378–86.

Артикул CAS PubMed Google ученый

95.

Cheng J, Qiu Y, Huang R, Yang W, Zhou J, Cen K. Производство биодизеля из влажных микроводорослей с использованием оксида графена в качестве твердого кислотного катализатора. Биоресур Технол.2016; 221: 344–9.

Артикул CAS PubMed Google ученый

96.

Kings AJ, Raj RE, Miriam LRM, Visvanathan MA. Выращивание, извлечение и оптимизация производства биодизеля из потенциальных микроводорослей Euglena sanguinea с использованием экологически чистого природного катализатора. Energy Convers Manag. 2017; 141: 224–35.

Артикул CAS Google ученый

97.

Пан И, Алам М.А., Ван З., Хуанг Д., Ху К., Чен Х. и др. Одностадийное производство биодизеля из влажной и неразрушенной биомассы микроводорослей с использованием глубокого эвтектического растворителя. Биоресур Технол. 2017; 238: 157–63.

Артикул CAS PubMed Google ученый

98.

Эхимен Э.А., Сан З.Ф., Кэррингтон К.Г., Берч Э.Дж., Итон-Рай Дж.Дж. Анаэробное переваривание остатков микроводорослей, образующихся в процессе производства биодизеля. Appl Energy. 2011; 88: 3454–63.

Артикул CAS Google ученый

99.

Разон Л.Ф., Тан Р.Р. Анализ чистой энергии производства биодизеля и биогаза из микроводорослей: haematococcus pluvialis и nannochloropsis. Appl Energy. 2011; 88: 3507–14.

Артикул CAS Google ученый

100.

Silitonga AS, Masjuki HH, Ong HC, Mahlia TMI, Kusumo F. ​​Оптимизация экстракции липидов из микроводорослей Isochrysis galbana для синтеза биодизельного топлива.Источник энергии, часть A. 2017; 39: 1167–75.

Артикул CAS Google ученый

101.

Hu Z, Ma X, Li L, Wu J. Каталитический пиролиз микроводорослей для получения синтез-газа. Energy Convers Manag. 2014; 85: 545–50.

Артикул CAS Google ученый

102.

Hong Y, Chen W, Luo X, Pang C, Lester E, Wu T. Пиролиз макроводорослей и микроводорослей с использованием микроволн для производства синтез-газа.Биоресур Технол. 2017; 237: 47–56.

Артикул CAS PubMed Google ученый

103.

Azadi P, Brownbridgea GPE, Mosbacha S, Inderwildib OR, Krafta M. Производство биовозобновляемого водорода и синтез-газа посредством газификации водорослей: анализ чувствительности. В: 6-я международная конференция по прикладной энергии — ICAE2014: энергетическая процедура; 2014. с. 2767–2770.

104.

Beneroso D, Bermudez JM, Arenillas A, Menendez JA.Микроволновый пиролиз микроводорослей для получения большого количества синтез-газа. Биоресур Технол. 2013; 144: 240–6.

Артикул CAS PubMed Google ученый

105.

Freitas ACD, Guirardello R. Термодинамический анализ сверхкритической водной газификации биомассы микроводорослей для производства водорода и синтез-газа. Chem Eng Trans. 2013; 32: 553–8.

Google ученый

106.

Цуй Й, Рашид Н., Ху Н., Рехман МГУ, Хан Дж. И..Производство электроэнергии и культивирование микроводорослей в микробных топливных элементах с использованием анода и биокатода, обогащенных микроводорослями. Energy Convers Manag. 2014; 79: 674–80.

Артикул CAS Google ученый

107.

Хазраи З.М., Каримина Х.Р., Восуги М. Производство электроэнергии, опреснение и культивирование микроводорослей в биокатодно-микробной опреснительной ячейке. J Environ Chem Eng. 2017; 5: 843–8.

Артикул CAS Google ученый

108.

Коста С., Хадиянто А. Производство биоэлектроэнергии с помощью микроводорослевой и микробной технологии топливных элементов (MMFC). Веб-конференция MATEC. 2018; 156: 2–4.

Артикул CAS Google ученый

109.

Штуки С., Фогель Ф., Людвиг С., Хайдук А.Г., Бранденбергер М. Каталитическая газификация водорослей в сверхкритической воде для производства биотоплива и улавливания углерода. Energy Environ Sci. 2009; 2: 535.

Артикул CAS Google ученый

110.

Лю Ц.-Х, Чанг Ц.-И, Ляо Ц., Чжу X, Ляо Ц.-Ф, Чанг Дж.-С. Производство биогидрогена за счет новой интеграции темного брожения и культивирования миксотрофных микроводорослей. Int J Hydrog Energy. 2013; 38: 15807–14.

Артикул CAS Google ученый

111.

Молино А., Нанна Ф., Динг Й., Биксон Б., Браччо Г. Производство биометана путем анаэробного сбраживания органических отходов. Топливо. 2013; 103: 1003–9.

Артикул CAS Google ученый

112.

Gruber-Brunhumer MR, Jerney J, Zohar E, Nussbaumer M, Hieger C., Bromberger P. Сопутствующие эффекты хранения и предварительной механической обработки биомассы микроводорослей на выход биометана при анаэробном сбраживании. Биомасса Биоэнергетика. 2016; 93: 259–68.

Артикул CAS Google ученый

113.

Висцеральный. Биофотолиз: производство зеленого водородного топлива: Daily Kos. 2008. http://www.dailykos.com/story/2008/6/27/543096/-.

114.

Carrillo-Reyes J, Buitron G. Производство биоводорода и метана с помощью двухэтапного процесса с использованием предварительно обработанного кислотой консорциума природных микроводорослей. Биоресур Технол. 2016; 221: 324–30.

Артикул CAS PubMed Google ученый

115.

Tapia-Venegas E, Ramirez-Morales JE, Silva-Illanes F, Toledo-Alarcón J, Paillet F, Escudie R. Производство биогидрогена путем темного брожения: масштабирование и интеграция технологий для создания устойчивой системы.Rev Environ Sci Biotechnol. 2015; 14: 761–85.

Артикул CAS Google ученый

116.

Рашид Н., Рехман МГУ, Мемон С., Рахман З.У., Ли К., Хан Джи. Текущее состояние, препятствия и разработки в производстве биоводорода микроводорослями. Renew Sustain Energ Rev.2013; 22: 571–9.

Артикул CAS Google ученый

117.

Ma Z, Li C, Su H. Брожение в темном био-водороде с помощью иммобилизованной смешанной культуры Bacillus cereus и Brevumdimonas naejangsanensis .Renew Energ. 2017; 105: 458–64.

Артикул CAS Google ученый

118.

Нагараджан Д., Ли Ди-джей, Кондо А., Чанг Дж. С.. Недавние исследования производства биогидрогена микроводорослями от биофотолиза до темного брожения. Биоресур Технол. 2016; 227: 373–87.

Артикул CAS Google ученый

119.

Эллиотт, округ Колумбия, Биллер П., Росс А.Б., Шмидт А.Дж., Джонс С.Б. Гидротермальное сжижение биомассы: развитие от периодического к непрерывному процессу.Биоресур Технол. 2015; 178: 147–56.

Артикул CAS PubMed Google ученый

120.

Yu KL, Show PL, Ong HC, Ling TC, Chi-Wei Lan J, Chen WH, et al. Микроводоросли от очистки сточных вод до биоугля — технологии подготовки и переработки сырья. Energy Convers Manag. 2017; 150: 1–13.

Артикул CAS Google ученый

121.

Yu KL, Lau BF, Show PL, Ong HC, Ling TC, Chen W-H, et al.Последние разработки в области производства и характеристики биочара из водорослей. Биоресур Технол. 2017; 246: 2–11.

Артикул CAS PubMed Google ученый

122.

Чайвонг К., Киатсироат Т., Ворайос Н., Тараракс С. Изучение производства бионефти и биогольца из водорослей путем медленного пиролиза. Биомасса Биоэнергетика. 2013; 56: 600–6.

Артикул CAS Google ученый

123.

Хуан И, Чен И, Се Дж, Лю Х, Инь Х, Ву С. Производство бионефти путем гидротермального разжижения высокопротеиновых и высокозольных микроводорослей, включая дикие Cyanobacteria sp. и культивировали Bacillariophyta sp. Топливо. 2016; 183: 9–19.

Артикул CAS Google ученый

124.

Зайнан Н.Х., Шриватса С.К., Ли Ф., Бхаттачарья С. Качество биомасла от каталитического пиролиза микроводорослей Chlorella vulgaris .Топливо. 2018; 223: 12–9.

Артикул CAS Google ученый

125.

Чанг З., Дуан П., Сюй Ю. Каталитический гидропиролиз микроводорослей: влияние рабочих переменных на образование и состав бионефти. Биоресур Технол. 2015; 184: 349–54.

Артикул CAS PubMed Google ученый

126.

Шамсул Н.С., Камарудин С.К., Рахман Н.А. Конверсия бионефти в биобензин путем пиролиза и гидротермального воздействия: обзор.Обновите Sust Energ Rev.2017; 80: 538–49.

Артикул CAS Google ученый

127.

Феррейра А., Соарес Диас А., Силва С., Коста М. Характеристики бионефти и биогольца на основе биомассы микроводорослей. В: V Conferência Nacional de Mecânica dos Fluidos, Termodinâmica e Energia; 11–12 сентября 2014 г .; Порту, Португалия. 2014. с. 99–104.

128.

Пандиан А.К., Рамакришнан РББ, Девараджан Ю. Анализ выбросов по влиянию наночастиц на чистое биодизельное топливо в немодифицированном дизельном двигателе.Environ Sci Pollut Res Int. 2017; 24: 23273–8.

Артикул CAS PubMed Google ученый

129.

Баша Ю.С., Ананд РБ. Влияние нанодизельных добавок биодизельного топлива на рабочие характеристики дизельного двигателя. J Braz Soc Mech Sci. 2013; 35: 257–64.

Артикул Google ученый

130.

Кришна В.С.Р, Редди КВК, Прасад Б.Д. Экспериментальные исследования дизельного двигателя LHR с использованием биодизеля с наноприсадками. Int J Lat Eng Manag Res. 2018; 3: 89–95.

Google ученый

131.

Ван С.К., Ван Ф., Ху Ю.Р., Стайлз А.Р., Го С., Лю Ч.З. Магнитный флокулянт для высокоэффективного сбора клеток микроводорослей. ACS Appl Mater Inter. 2014; 6: 109–15.

Артикул CAS Google ученый

132.

Lee K, Lee SY, Na JG, Jeon SG, Praveenkumar R, Kim DM, et al. Магнитофоретическая уборка масличных Chlorella sp.за счет использования биосовместимых композитов хитозан / магнитные наночастицы. Биоресур Технол. 2013; 149: 575–8.

Артикул CAS PubMed Google ученый

Генная инженерия растений для производства биотоплива: к доступному целлюлозному этанолу

1

Бордецкий А., Хванг Р., Корин А., Ловаас Д. и Тоначел Л. Обеспечение безопасности Америки: решение нашей нефтяной зависимости Через инновации (Совет по защите природных ресурсов, Нью-Йорк, 2005)

Google ученый

2

Schlamadinger, B. и другие. К стандартной методологии балансов парниковых газов в биоэнергетических системах по сравнению с системами ископаемого топлива. Биомасса Биоэнергетика 13 , 359–375 (1997).

CAS Статья Google ученый

3

Национальная ассоциация производителей кукурузы. Мир кукурузы [онлайн], (2007).

4

Министерство энергетики. Министерство энергетики выбирает шесть заводов по производству целлюлозного этанола на сумму до 385 миллионов долларов из федерального бюджета [онлайн], (2007). Показывает признание Соединенными Штатами необходимости выделить средства на проектирование и создание первых шести заводов по производству целлюлозного этанола.

5

Knauf, M. & Moniruzzaman, M. Обработка лигноцеллюлозной биомассы: перспектива. Внутр. Sugar J. 106 , 147–150 (2004).

CAS Google ученый

6

Sticklen, M. B. in Proc. 2-й Int. Украинская конф.Биомасса для энергетики 133–136 (Украина, Киев, 2004).

Google ученый

7

Carpita, N. & McCann, M. in Biochemistry & Molecular Biology of Plants Ch. 2 (ред. Бьюкенен, Б., Груиссем, В. и Джонс, Р. Л.) (John Wiley & Sons, Нью-Джерси, 2002).

Google ученый

8

Динг, С. Ю. и Химмель, М. Э. Микрофибриллы первичной клеточной стенки кукурузы: новая модель, полученная на основе прямой визуализации. J. Agric. Food Chem. 54 , 597–606 (2006).

CAS Статья PubMed Google ученый

9

Ботаст Р. Дж. И Шлихер М. А. Биотехнологические процессы превращения кукурузы в этанол. Заявл. Microbiol. Biotechnol. 67 , 19–25 (2005).

CAS Статья PubMed Google ученый

10

Мозье, Н.и другие. Особенности перспективных технологий предварительной обработки лигноцеллюлозной биомассы. Biores. Tech. 96 , 673–686 (2005).

CAS Статья Google ученый

11

Сомервилль, К.С., Видение биотоплива на миллиард тонн. Наука 312 , 1277 (2006). Описывает наличие земель и потребности в производстве миллиарда тонн биомассы в Соединенных Штатах, чтобы уменьшить их зависимость от иностранной нефти.

CAS Статья PubMed Google ученый

12

Сомлева, М. Н., Томашевски, З. и Конг, Б. В. Генетическая трансформация проса, опосредованная Agrobaterium . Crop Sci. 42 , 2080–2087 (2002).

CAS Статья Google ученый

13

Стиклен М. и Ораби Х. Апикальная меристема побега: устойчивый эксплантат для генной инженерии зерновых культур. Клетка in vitro. Dev. Завод 41 , 187–200 (2005).

CAS Статья Google ученый

14

Стиклен М. Б. Генная инженерия растений для улучшения характеристик биомассы для биотоплива. Curr. Opin. Biotechnol. 17 , 315–319 (2006).

CAS Статья PubMed Google ученый

15

Фишер Р., Стогер Э., Шилберг, С., Кристу, П. и Твайман, Р. Производство биофармацевтических препаратов на основе растений. Curr. Opin. Plant Biol. 7 , 152–158 (2004).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

16

Howard, J. A., & Hood, E. Биоиндустриальные и биофармацевтические продукты, производимые на заводах. Adv. Агрон. 85 , 91–124 (2005).

CAS Статья Google ученый

17

Горн, М.Э., Вудард, С. Л. и Ховард, Дж. А. Молекулярное земледелие растений: системы и продукты. Plant Cell Rep. 22 , 711-720 (2004).

CAS Статья PubMed Google ученый

18

Теймури, Ф., Ализаде, Х., Лауреано-Перес, Л., Дейл, Б. Э. и Стиклен, М. Б. Влияние обработки взрывом аммиачного волокна на активность эндоглюканазы из Acidothermus cellulolyticus в трансгенных растениях. Заявл. Biochem. Biotechnol. 116 , 1183–1192 (2004).

Артикул Google ученый

19

Ransom, C. B. et al. Гетерологичный Acidothermus cellulolyticus 1,4-β-эндоглюканаза E1, продуцируемая в биомассе кукурузы, превращает кукурузную солому в глюкозу. Заявл. Biochem. Biotechnol. 36 , 207–220 (2007).

Google ученый

20

Ораби, Х.и другие. Повышенное преобразование растительной биомассы в глюкозу с использованием трансгенной эндоглюканазы риса для получения целлюлозного этанола. Transgenic Res. 16 , 739–749 (2007). Превосходный пример производства фермента гидролиза клеточной стенки из риса, культуры мирового значения.

CAS Статья PubMed Google ученый

21

Национальный исследовательский совет. Биоконфайнмент организмов, созданных с помощью генной инженерии (Natl Acad.Sci., Вашингтон Д. С., 2004). Всесторонний обзор конструкций и методов, которые можно использовать до производства генно-инженерных организмов, чтобы снизить риски и обеспокоенность общественности.

22

Okumura, S. et al. Трансформация пластид тополя ( Poplus alba ) и экспрессия чужеродных белков в хлоропластах деревьев. Transgenic Res. 15 , 637–646 (2006).

CAS Статья PubMed Google ученый

23

Шилберг, С., Циммерманн, С., Восс, А., Фишер, Р. Апопластная и цитозольная экспрессия полноразмерных антител и фрагментов антител в Nicotiana tabacum . Transgenic Res. 8 , 255–263 (1999).

CAS Статья PubMed Google ученый

24

Шилберг, С. Фишер, Р. и Эманс, Н. Молекулярное выращивание рекомбинантных антител в растениях. Ячейка. Мол. Life Sci. 60 , 433–445 (2003).

CAS Статья PubMed Google ученый

25

Циглер М. Т., Томас С. Р. и Данна К. Дж. Накопление термостабильной эндо-1,4-D-глюканазы в апопласте листьев Arabidopsis thaliana . Мол. Разведение 6 , 37–46 (2000).

CAS Статья Google ученый

26

Хёнджон, Б., Ли, Д. С. и Хван, И.Двойное нацеливание ксиланазы на хлоропласты и пероксисомы как средство увеличения накопления белка в клетках растений. J. Exp. Бот. 57 , 161–169 (2006).

CAS Статья PubMed Google ученый

27

Дай, З., Хукер, Б.С., Андерсон, Д. Б. и Томас, С. Р. Улучшение производства эндоглюканазы E1 на растительной основе с использованием картофеля: оптимизация экспрессии и нацеливание на ткани. Мол. Разведение 6 , 277–285 (2000).

CAS Статья Google ученый

28

Кавагое, Ю. и Делмер, Д. П. Пути и гены, участвующие в биосинтезе целлюлозы. Genet. Англ. 19 , 63–87 (1997).

CAS Статья Google ученый

29

Arioli, T. et al. Молекулярный анализ биосинтеза целлюлозы Arabidopsis . Наука 279 , 717–720 (1998).

CAS Статья PubMed Google ученый

30

Болвелл, Г. П. Биосинтез полисахаридов клеточной стенки растений. Trends Glycosci. Glycotechnol. 12 , 143–160 (2000).

CAS Статья Google ученый

31

Перссон, С., Вей, Х., Милн, Дж., Пейдж, Г. П. и Сомервилл, С. Р. Идентификация генов, необходимых для синтеза целлюлозы, путем регрессионного анализа наборов данных общедоступных микрочипов. Proc. Natl Acad. Sci. США 102 , 8633–8638 (2005).

CAS Статья PubMed Google ученый

32

Andersson-Gunneras, S. et al. Биосинтез обогащенной целлюлозой натяжной древесины в Populus : глобальный анализ транскриптов и метаболитов определяет биохимические регуляторы и регуляторы развития во вторичном биосинтезе стенки. Plant J. 45 , 144–165 (2006).

Артикул CAS Google ученый

33

Хейглер, К.Х. в Наука и знания о стенке растительной клетки: биосинтез, структура и функции (редактор Хаяши, Т.) (Браун Уокер, Бока-Ратон, 2006).

Google ученый

34

Eriksson, M. E., Israelsson, M., Olsson, O. & Moritiz, T. Повышенный биосинтез гиббереллина в трансгенных деревьях способствует росту, производству биомассы и длине волокон ксилемы. Nature Biotechnol. 18 , 784–788 (2000).

CAS Статья Google ученый

35

Стиклен, М.Б. Генная инженерия сельскохозяйственных культур для производства спиртового топлива. Crop Sci. 47 , 2238–2248 (2007).

CAS Статья Google ученый

36

Луо, Ю., Чен, Дж. Л., Рейнольдс, Дж. Ф., Филд, К. Б. и Муни, Х. А. Непропорциональное увеличение фотосинтеза и биомассы растений в калифорнийских пастбищах, подвергшихся воздействию повышенного содержания CO2: анализ моделирования. Функц. Ecol. 11 , 696–704 (1997).

Артикул Google ученый

37

Додд, А. Н. и др. Циркадные часы растений увеличивают фотосинтез, рост, выживаемость и конкурентное преимущество. Наука 309 , 630–633 (2005).

CAS Статья Google ученый

38

Smidansky, E. D., Martin, J. M., Hannah, C. L., Fischer, A. M. & Giroux, M. J. Повышение урожайности семян и биомассы растений риса обусловлено нарушением регуляции АДФ-глюкозопирофосфорилазы эндосперма. Planta 216 , 656–664 (2003).

CAS PubMed Google ученый

39

Рагаускас, A. J. et al. Путь вперед для биотоплива и биоматериалов. Наука 311 , 484–489 (2006).

CAS Статья PubMed Google ученый

40

Буде, А.-М. Лигнины и лигнификация: избранные вопросы. Plant Physiol.Biochem. 38 , 81–96 (2000).

CAS Статья Google ученый

41

Дин, Дж. Ф. Д. в Биотехнология биополимеров: от синтеза до патентов 4–21 (редакторы Стейнбучел, А. и Дои, Ю.) (Джон Вили и сыновья, Нью-Джерси, 2004).

Google ученый

42

Ralph, J. et al. Эффекты подавления кумарат-3-гидроксилазы на структуру лигнина. J. Biol. Chem. 281 , 8843–8853 (2006).

CAS Статья PubMed Google ученый

43

Reddy, M. S. S. et al. Целенаправленное подавление ферментов цитохрома P450 для улучшения качества кормов люцерны ( Medicago sativa L). Proc. Natl Acad. Sci. США 102 , 16573–16578 (2005).

CAS Статья PubMed Google ученый

44

Баучер, М.и другие. Подавление дегидрогеназы циннамилового спирта в трансгенной люцерне ( Medicago sativa L) и влияние на состав и усвояемость лигнина. Plant Mol. Биол. 39 , 437–447 (1999).

CAS Статья PubMed Google ученый

45

Pilate, G. et al. Полевые и варочные характеристики трансгенных деревьев с измененной лигнификацией. Nature Biotechnol. 20 , 607–612 (2002).

CAS Статья Google ученый

46

Blaschke, L., Legrand, M., Mai, C. и Polle, A. Лигнификация и производство структурной биомассы в табаке с подавленной активностью кофеиновой / 5-гидроксиферуловой кислоты- O -метилтрансферазы в условиях окружающей среды. и повышенные концентрации CO2. Physiol. Растение. 121 , 75–83 (2004).

CAS Статья PubMed Google ученый

47

Ху, W.J. et al. Подавление биосинтеза лигнина способствует накоплению целлюлозы и росту трансгенных деревьев. Nature Biotechnol. 17 , 808–812 (1999).

CAS Статья Google ученый

48

Li, Y. et al. Процессивность, связывание субстрата и механизм гидролиза целлюлозы Thermobifida fusca Cel9A. Заявл. Environ. Microbiol. 73 , 3165–3172 (2007).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

49

Шабанн, М.и другие. Сильное снижение содержания лигнина без значительного изменения развития растений индуцируется одновременным подавлением циннамоил-КоА-редуктазы (CCR) и дегидрогеназы циннамилового спирта (CAD) в растениях табака. Plant J. 28 , 257–270 (2001).

CAS Статья PubMed Google ученый

50

Chen, F. & Dixon, R.A. Модификация лигнина улучшает выход сбраживаемого сахара для производства биотоплива. Nature Biotechnol. 25 , 759–761 (2007). Прекрасный пример того, как подавление растительного лигнина может снизить потребность в дорогостоящих процессах предварительной обработки.

CAS Статья Google ученый

51

Чаппл, К., Лэдиш, М. и Мейлан, Р. Ослабление хватки лигнина на производстве биотоплива. Nature Biotechnol. 25 , 746–748 (2007).

CAS Статья Google ученый

52

Обембе, О.и другие. Беспорядочные, некаталитические, тандемные модули связывания углеводов модулируют структуру клеточной стенки и развитие трансгенных растений табака. J. Plant Res. 120 , 605–617 (2007).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

53

Boraston, A. B. et al. Модули связывания углеводов: тонкая настройка распознавания полисахаридов. Biochem. J. 382 , 769–781 (2004).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

54

McCartney, L. et al. Дифференциальное распознавание клеточных стенок растений микробными ксилан-специфическими углеводсвязывающими модулями. Proc. Natl Acad. Sci. США 103 , 4765–4770 (2006).

CAS Статья PubMed Google ученый

55

Косгроув, Д. Дж. Разрыхление стенок растительных клеток экспансинами. Nature 407 , 321–326 (2000).

CAS Статья PubMed Google ученый

56

Vaaje-Kolstad, G. et al. Кристаллическая структура и связывающие свойства хитин-связывающего белка CBP21 Serratia marcescens . J. Biol. Chem. 280 , 11313–11319 (2005).

CAS Статья PubMed Google ученый

57

Йеннавар, Н.H. et al. Кристаллическая структура и активность EXPB1 (Zea m 1), бета-экспансина и аллергена пыльцы группы 1 из кукурузы. Proc. Natl Acad. Sci. США 103 , 14664–14671 (2006).

CAS Статья PubMed Google ученый

58

Косгроув Д. Дж. И Танада Т. Использование белков gr2 для модификации целлюлозных материалов и для усиления ферментативной и химической модификации целлюлозы. Патент США 20070166805 (2007).

59

Хан Ю. и Чен Х. Синергизм между белком соломы кукурузы и целлюлазой. Enz. Microb. Technol. 41 , 638–645 (2007).

CAS Статья Google ученый

60

Saloheimo, M. et al. Сволленин, белок Trichoderma reesei со сходной последовательностью с растительными экспансинами, проявляет разрушающую активность в отношении целлюлозных материалов. Eur. J. Biochem. 269 , 4202–4211 (2002).

CAS Статья Google ученый

61

Han, Y. W. Microbial levan. Adv. Прил. Microbiol. 35 , 171–194 (1990).

CAS Статья PubMed Google ученый

62

Graves, M. V. et al. Синтез гиалуронана в хлореллоподобных зеленых водорослях, инфицированных вирусом PBCV-1, (1999). Вирусология 257 , 15–23.

CAS Статья PubMed Google ученый

63

Кавасаки, Т., Танака, М., Фуджи, М., Усами, С. и Ямада, Т. Синтез хитина в клетках Chlorella, инфицированных хлорвирусом CVK2, Virology 302 , 123–131 (2003).

Артикул CAS Google ученый

64

Himmel, M. E. et al. Устойчивость биомассы: инженерные установки и ферменты для производства биотоплива. Наука 315 , 804–807 (2007).

CAS Статья PubMed Google ученый

65

Бао, W.& Renganathan, V. Целлобиозооксидаза Phanerochaete chrysosporium усиливает разложение кристаллической целлюлозы целлюлазами, FEBS Lett. 302 , 77–80 (1992).

CAS Статья PubMed Google ученый

66

Айерс, А. Р., Айерс, С. Б. и Эрикссон, К.-Э. Целлобиозооксидаза, очистка и частичная характеристика гемопротеина из Sporotrichum pulverulentum . Eur. J. Biochem. 90 , 171–181 (1978).

CAS Статья PubMed Google ученый

67

Хенрикссон, Г., Йоханссон, Г. и Петтерссон, Г. Критический обзор целлобиозодегидрогеназ, J. Biotechnol. 78 , 93–113 (2000).

CAS Статья PubMed Google ученый

68

Брей, К., Чан, М., Гилберт, М. и Саддлер, Дж. Н. Влияние β-глюкозидазы на активность фильтровальной бумаги и гидролиз лигноцеллюлозных субстратов. Biores. Technol. 39 , 139–142 (1992).

CAS Статья Google ученый

69

Montalvo-Rodriguez, R. et al. Автогидролиз полисахаридов растений с использованием трансгенных гипертермофильных ферментов. Biotechnol. Bioeng. 70 , 151–159 (2000).

CAS Статья PubMed Google ученый

70

Стиклен М. Б., Дейл Б. Э. и Макбул С. Б. Трансгенные растения, содержащие лигниназу и целлюлазу, которые разлагают лигнин и целлюлозу до сбраживаемых сахаров. Патент США 7049485 (2006).

71

Sticklen, M. B. Продукция бета-глюкозидазы, гемицеллюлазы и лигниназы в растениях, трансгенных E1 и FLC-целлюлазой. Патент США 20070192900 (2007).

72

Jeoh, T.и другие. Перевариваемость предварительно обработанной биомассы целлюлазой ограничена доступностью целлюлозы. Biotechnol. Bioeng. 98 , 112–122 (2007).

CAS Статья PubMed Google ученый

73

Шосеев О., Шани З. и Леви И. Модули связывания углеводов: биохимические свойства и новые применения, Microbiol. Мол. Биол. Ред. 70 , 283–295 (2006).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

74

Сяо, З.Z., Gao, P.J., Qu, Y. B. & Wang, T.H. Целлюлозосвязывающий домен эндоглюканазы III из Trichoderma reesei , нарушающий структуру целлюлозы, Biotechnol. Lett. 23 , 711–715 (2001).

CAS Статья Google ученый

75

Леви И., Шани З. и Шосейов О. Модификация полисахаридов и клеточной стенки растений эндо-1,4-β-глюканазой (EGase) и доменами связывания целлюлозы (CBD). Biomol. Англ. 19 , 17–30 (2002).

CAS Статья PubMed Google ученый

76

Фестуччи-Бузелли, Р. А., Отони, В. К. и Джоши, С. П. Структура и функции комплексов синтазы целлюлозы у высших растений. Braz. J. Plant Physiol. 19 , 1–13 (2007). Современный обзор структуры и функций комплексов целлюлазо-синтазы у высших растений.

CAS Статья Google ученый

77

Ридли, Б.Л., О’Нил, М. А. и Монен, Д. Пектины: структура, биосинтез и передача сигналов, связанных с олигогалактуронидами. Phytochem. 57 , 929–967 (2001).

CAS Статья Google ученый

78

О’Нил, М.А., Исии, Т., Альберсхайм, П., Дарвилл, А.Г. Рамногалактуронан II: структура и функция боратно-сшитого пектинового полисахарида клеточной стенки. Annu. Rev. Plant Biol. 55 , 109–139 (2004).

CAS Статья PubMed Google ученый

79

Цигельхоффер, Т., Рааш, Дж. А. и Остин-Филлипс, С. Драматические эффекты усечения и субклеточного нацеливания на накопление рекомбинантной микробной целлюлазы в табаке. Мол. Разведение 8 , 147–158 (2001).

CAS Статья Google ученый

80

Уоррен Р.А. Дж. Микробный гидролиз полисахаридов. Annu. Rev. Microbiol. 50 , 183–212 (1996).

CAS Статья PubMed Google ученый

81

D’Souza, T. M., Merritt, C. S. & Reddy, C. A. Лигнин-модифицирующие ферменты базидиомицета белой гнили Ganoderma lucidum . Заявл. Environ. Microbiol. 65 , 5307–5313 (1999).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

82

Боминатан, К.И Редди, К. А. в Справочнике по прикладной микологии . 4. Fungal Biotechnology (ред. Арора, Д. К., Эландер, Р. П. и Мукерджи, К. Г.) 763–822 (Марсель Деккер, Нью-Йорк, 1992).

Google ученый

83

Hatakka, A. Ферменты, модифицирующие лигнин, из выбранных грибов белой гнили: производство и роль в деградации лигнина. FEMS Microbiol. Ред. 13 , 125–135 (1994).

CAS Статья Google ученый

84

Кирк Т.К. и Фаррелл, Р. Л. Ферментативное «горение»: микробное разложение лигнина. Annu. Rev. Microbiol. 41 , 465–505 (1987).

CAS Статья PubMed Google ученый

85

Дай, З., Хукер, Б.С., Кузенберри, Р. Д. и Томас, С. Р. Оптимизация продукции эндоглюканазы (е1) Acidothermus cellulolyticus в трансгенных растениях табака путем транскрипционной, посттранскрипционной и посттрансляционной модификации. Transgenic Res. 14 , 627–643 (2005).

CAS Статья PubMed Google ученый

86

Herbers, K., Wilke, I. & Sonnewald, U. Термостабильная ксиланаза из Clostridium thermocellum , экспрессируемая на высоких уровнях в апопласте трансгенного табака, не оказывает вредного воздействия и легко очищается. Nature Biotechnol. 13 , 63–66 (1995).

CAS Статья Google ученый

87

Дай, З., Хукер, Б. С., Андерсон, Д. Б. и Томас, С. Р. Экспрессия эндоглюканазы E1 Acidothermus cellulolyticus в трансгенном табаке: биохимические характеристики и физиологические эффекты. Transgenic Res. 9 , 43–54 (2000).

CAS Статья PubMed Google ученый

88

Ziegelhoffer, T., Will, J. & Austin-Phillips, S. Экспрессия генов бактериальной целлюлазы в трансгенной люцерне ( Medicago sativa L), картофеле ( Solanum tuberosum L) и табаке ( Nicotiana tabacum L). Мол. Разведение 5 , 309–318 (1999).

CAS Статья Google ученый

89

Дай, З., Хукер, Б.С., Кузенберри, Р. Д. и Гао, Дж. Экспрессия экзоцеллобиогидролазы I Trichoderma reesei в листьях и каллусах трансгенного табака. Заявл. Biochem. Biotechnol. 77 , 689–699 (1999).

Артикул PubMed Google ученый

90

Реджи, С.и другие. Рекомбинантная кислота β-глюкозидаза человека, хранящаяся в семенах табака, стабильна, активна и поглощается фибробластами человека. Plant Mol. Биол. 57 , 101–113 (2005).

CAS Статья PubMed Google ученый

91

Кимура, Т., Мизутани, Т., Сакка, К. и Омия, К. Стабильная экспрессия термостабильной ксиланазы Clostridium thermocellum в культивируемых клетках табака. J. Biosci. Bioeng. 95 , 397–400 (2003).

CAS Статья PubMed Google ученый

92

Yang, P. et al. Экспрессия ксиланазы с высокой удельной активностью из Streptomyces olivaceoviridis A1 в трансгенных растениях картофеля ( Solanum tuberosum L). Biotechnol. Lett. 29 , 659–667 (2007).

CAS Статья PubMed Google ученый

93

Кимура Т.и другие. Молекулярное разведение трансгенного риса, экспрессирующего ксиланазный домен гена xynA из Clostridium thermocellum . Заявл. Microbiol. Biotechnol. 62 , 374–379 (2003).

CAS Статья PubMed Google ученый

94

Патель, М., Джонсон, Дж. С., Бреттел, Р. И. С., Якобсен, Дж. И Сюэ, Г. П. Трансгенный ячмень, экспрессирующий ген грибной ксиланазы в эндосперме развивающихся зерен. Мол. Разведение 6 , 113–124 (2000).

CAS Статья Google ученый

95

Бисвас, Г.С.Г., Рэнсом, С. и Стиклен, М. Экспрессия биологически активной эндоглюканазы Acidothermus cellulolyticus в трансгенных растениях кукурузы. Plant Sci. 171 , 617–623 (2006).

CAS Статья Google ученый

Производство биотоплива в Европе

Продвинутое биотопливо

Просмотреть цифры о планируемой производственной мощности Advanced Biofuels в США, ЕС и других странах на 2009-2013 гг. На основе расширенной базы данных по отслеживанию производства Biofuels Digest.Все цифры в Mgy. См. Также список

Глобального завода по производству биотоплива со свободным доступом SuperData

Термин усовершенствованное биотопливо может использоваться для описания:

а. Биотопливо, производимое с помощью передовых технологий из непродовольственного сырья (например, отходов, сельскохозяйственных и лесных отходов, энергетических культур). Конечный продукт (например, целлюлозный этанол или биодизель) такой же, как продукт, произведенный по технологии первого поколения. Однако продукт 2G считается более устойчивым, поскольку он, как правило, обеспечивает более высокие уровни сокращения выбросов парниковых газов и / или не использует пищевые культуры в качестве сырья.

г. Термин «усовершенствованное биотопливо» также применяется к биотопливу с улучшенными свойствами, таким как HVO, биотопливо, биотопливо для реактивных двигателей, биобутанол и т. Д. Эти конечные продукты могут быть более совместимы с существующей топливной инфраструктурой или иметь другие технические преимущества. Биотопливо с улучшенными свойствами может быть получено из различных видов сырья (включая сельскохозяйственные культуры). В конечном итоге цель состоит в том, чтобы производить все такое биотопливо из экологически чистого сырья, которое не считается неблагоприятным для конкуренции с производством продуктов питания.

Это подробно описано в разделе устойчивого развития на веб-сайте EBTP.

Картирование производства биотоплива и сопутствующая информация

BIOMAP является инициативой DG ENER, целью которой является содействие распространению результатов по биотопливу Рамочных программ Европейской комиссии (FP6 и FP7), а также программы Intelligent Energy Europe. Включен значительный объем данных, охватывающих промышленные предприятия, стандарты качества биотоплива, ассоциации, связанные с биотопливом, политику ЕС, политику государств-членов и т. Д.

Введение

Общая информация в этом разделе разделена на две широкие области: Первое поколение (биотопливо из сельскохозяйственных культур) и Второе поколение (передовые устойчивые биотоплива, которые находятся в центре внимания деятельности EBTP). Эта страница включает краткий обзор производства биотоплива и ссылки на более подробную информацию по каждой технологии, а также диаграммы и ссылки на соответствующие исследовательские проекты.

Первое поколение охватывает:

Биодизель (RME)

Биоэтанол

ETBE

Биогаз / свалочный газ

Прямые растительные масла (SVO).

Как правило, биотопливо первого поколения производится из зерновых культур (например, пшеницы, кукурузы), масличных культур (например, рапса, пальмового масла) и сахарных культур (например, сахарной свеклы, сахарного тростника) с использованием установленных технологий. Более подробная информация доступна на отдельных страницах по каждому продукту.

Использование технологий первого поколения стало предметом значительного внимания средств массовой информации, широких общественных и политических дебатов и кампаний гражданского общества, направленных на привлечение внимания к экологическим и социальным последствиям биотоплива из продовольственных культур.Это рассматривается в разделе устойчивого развития на этом веб-сайте, который предлагает ссылки и справочную информацию о продуктах питания против топлива, воздействии на окружающую среду, доступности земли, сертификации и косвенных эффектах производства биоэнергии.

Основное внимание Европейской технологической платформы биотоплива уделяется демонстрации новых технологий для промышленного производства биотоплива второго поколения (2G) (передовое биотопливо) из экологически безопасного сырья. К ним относятся энергетические культуры, водоросли, сельскохозяйственные остатки (например,грамм. солома, кукурузная солома), потоки отходов (например, ТБО, пищевые отходы) и лесные ресурсы. Устойчивость передовых видов биотоплива также зависит от чистого сокращения выбросов парниковых газов по каждой «цепочке создания стоимости» (конкретное сочетание устойчивого сырья, процесса переработки и конечных продуктов) без «отрицательного воздействия на биоразнообразие или землепользование».

Разрабатываются и демонстрируются различные «производственно-сбытовые цепочки» для преобразования устойчивого сырья в ряд видов биотоплива, а также других ценных побочных продуктов и / или тепла и энергии.

Биотопливо нового поколения (усовершенствованное) включает:

Биомасса в жидкость (BTL)

Этанол целлюлозный

БиоДМЭ / метанол

Биосинтетический природный газ (BioSNG)

Бионефть / бионефть

Биотопливо из водорослей

Углеводороды от катализа растительных сахаров

Биотопливо на основе синтетической биологии и модифицированного метаболизма

Биоводород

Биоэлектричество / ТЭЦ

Биобутанол

Как правило, биотопливо второго поколения производится из целлюлозных материалов (лигноцеллюлозное сырье).Эти варианты сырьевых материалов могут привести к производству большего количества топлива на единицу используемых сельскохозяйственных земель и потребовать меньших затрат химикатов и энергии на производство и сбор урожая, что приведет к более высокому урожаю в виде чистого ГДж энергии, произведенной на гектар используемой земли. Такое сырье можно считать более экологичным и не конкурировать напрямую с продуктами питания. Однако может существовать конкуренция за землепользование, а также конкуренция между потенциальным использованием целлюлозных материалов для жидкого биотоплива и текущим (быстро расширяющимся) использованием для производства тепла и электроэнергии путем сжигания в качестве твердого биотоплива.

Разрабатывается новая технология производства биотоплива из целлюлозных материалов. Более подробная информация доступна на отдельных страницах по каждому продукту.

Диаграммы

Исследования

>> ЕС поддержал НИОКР по биотопливу второго поколения

>> НИОКР первого поколения при поддержке ЕС

Второе поколение

Поддерживаемые ЕС исследования, разработки, демонстрации и связанные исследования

Полный список проектов ЕС по сырью биомассы, передовым видам биотоплива, устойчивости и развитию рынка теперь включен на страницу финансирования исследований

.