セルロース系エタノール経済

セルロース系エタノールは、植物の大部分を占める構造材料であるリグノセルロースから製造されたバイオ燃料の一種です。 リグノセルロースは、主にセルロース、ヘミセルロースおよびリグニンからなる。 トウモロコシの茎、Panicum virgatum(スイッチグラス)、Miscanthus草種、木材チップおよび芝生および樹木維持の副生成物は、エタノール生産のためのより一般的なセルロース材料のいくつかである。 リグノセルロースからのエタノールの製造は、トウモロコシおよび蔗糖などの供給源と比較して豊富で多様な原料の利点を有するが、発酵によってエタノールを生産するのに典型的に使用される微生物に糖単量体を利用できるようにするためにより多くの処理が必要である。

SwitchgrassとMiscanthusは、エーカーあたりの生産性が高いため、今日研究されている主要なバイオマス材料です。 しかし、セルロースは、農業努力やそれを成長させるために必要な費用なしで、世界中のほとんどすべての自然の自生植物、樹木、樹木、牧草地、森林、畑に含まれています。

セルロース系エタノールの利点の1つは、改質ガソリンに対して温室効果ガス排出量(GHG)を85%削減することです。 対照的に、プロセスにエネルギーを供給するために最も頻繁に天然ガスを使用するデンプンエタノール(例えば、トウモロコシ由来)は、デンプンベースの供給原料がどのように生産されるかに依存して、GHG排出をまったく減少させない可能性がある。 2011年にNational Academy of Sciencesによれば、リグノセルロース系バイオマスを燃料に変換する商業的に実行可能なバイオ精製所は存在しない。 規制によって必要とされる量のセルロースエタノールの生産がないことは、2013年1月25日に発表されたコロンビア特別区裁判所の決定に対する米国控訴裁判所の根拠であり、米国の自動車およびトラック燃料製造者に課せられた要件を無効にした。環境保護庁は製品にセルロース系バイオ燃料の追加を要求している。 これらの問題は、他の多くの困難な生産上の問題とともに、ジョージ・ワシントン大学の政策研究者たちに「短期間には、ガソリン代替エネルギーの安全性と環境目標を短期間に満たすことができません」と述べました。

歴史
フランスの化学者Henri Braconnotは、セルロースが1819年に硫酸で処理されて糖に加水分解される可能性があることを初めて発見しました。その後、加水分解された糖は、発酵によってエタノールを形成するように処理することができました。 最初に商品化されたエタノール生産は、セルロースを加水分解するために酸が使用されたドイツで1898年に始まりました。 米国では、Standard Alcohol Companyが1910年にサウスカロライナ州で最初のセルロース系エタノール生産工場を開設しました。その後、2番目の工場がルイジアナに開設されました。 しかし、第一次世界大戦後、経済的理由により両工場とも閉鎖された。

木材からのエタノールのプロセスを商業化する最初の試みは、1898年にドイツで行われました。セルロースをグルコースに加水分解する希酸を使用し、木質廃棄物100kg当たりエタノール7.6リットルを生産することができました(18 USガロン(68L)/トン)。 ドイツ人はすぐに、バイオマス1トンあたり約50 USガロン(190 L)の収量に最適化された工業プロセスを開発した。 このプロセスは、すぐに米国に向かい、第一次世界大戦中に南東部で操業していた2つの商業施設で最高潮に達しました。これらの工場では、1段階の希硫酸加水分解である「アメリカンプロセス」が使用されました。 収量は当初のドイツ製プロセス(50 USガロン対95ポンド/ 50トン)の半分でしたが、アメリカ製プロセスのスループットははるかに高かった。 木材生産の低下は、第一次世界大戦の終了直後に工場を閉鎖した。その間、USFSの森林製品研究所では希酸の加水分解に関する研究は少なかったが、安定していた。 第二次世界大戦中に、米国は再びセルロース系エタノールに変わり、今度はブタジエンに転化して合成ゴムを製造しました。 ヴァルカン・カッパー・アンド・サプライ・カンパニーは、おがくずをエタノールに変換するプラントの建設と運営を請け負った。 この工場は、フォレストプロダクツラボラトリーによって開発された元のドイツシュラープロセスの変更に基づいていました。 このプラントは、乾燥トン当たり50 US gal(190 L)のエタノール収率を達成しましたが、依然として収益性がなく、戦争後に閉鎖されました。

過去20年間の酵素技術の急速な発展に伴い、酸加水分解プロセスは徐々に酵素加水分解に置き換えられました。 ヘミセルロースを予備加水分解(分離)するためには、原料の化学的前処理が必要であり、より効果的に糖に変換することができる。 希酸の前処理は、USFSの森林製品研究所で木材の酸加水分解に関する初期の研究に基づいて開発されています。 最近、ウイスコンシン – マディソン大学と一緒に森林製品研究所は木質セルロースの強力な酵素加水分解のためのリグノセルロースの難燃剤を克服する亜硫酸塩前処理を開発しました。

ブッシュ米大統領は、2006年1月31日に発表された連邦議会の演説で、セルロース系エタノールの使用を拡大することを提案した。 ブッシュ大統領は、2007年1月23日の連邦議会の演説で、2017年までに350億米ドル(130,000,000m3)のエタノールに対する提案義務を発表した。トウモロコシ澱粉からの最大エタノール生産量は150億US 2001年には200億ガロン(7600万m3)以上のセルロース系エタノールを生産することを提案している。ブッシュの提案計画には、セルロース系エタノール2007年1月27日にUSDAによって発表された追加の16億ドル(2007年から2017年まで)が含まれています。

2007年3月、米国政府は、ウッドチップ、スイッチグラス、および柑橘類の皮のような非伝統的な供給源からの飛躍的なエタノール生産を目指した補助金で3億8500万ドルを授与しました。 選ばれた6つのプロジェクトのうち半分は熱化学的方法を使用し、半数はセルロースエタノール法を使用する。

米国のRange Fuels社は、2007年7月、ジョージア州から建設許可を得て、米国で最初の商業規模の1億USガロン(38万m3)のセルロース系エタノール工場を建設すると発表しました。 建設は2007年11月に始まりました。Range Fuels工場はジョージア州ソペルトンに建設されましたが、2011年1月にはエタノールを生産することなくシャットダウンされました。 米国エネルギー省から7,600万ドル、ジョージア州から6百万ドル、米国バイオリファイナリー支援プログラムによって保証された8000万ドルの融資を受けました。 米国(米国)とブラジルは、1970年代から燃料エタノールの2つの主要な生産者であった。

経済
再生可能な燃料資源への移行は、長年にわたって目標とされてきました。 しかし、その生産の大部分はトウモロコシエタノールの使用によるものである。 2000年には、米国でわずか62億リットルが生産されましたが、この数はわずか10年で800億リットル以上に拡大しました(2010年)。 米国環境保護庁(EPA)が再生可能燃料の一定割合を燃料製品に含めることを要求した2007年再生可能燃料基準(RFS)を実施して以来、再生可能燃料資源への政府の圧力は明らかになっている。 トウモロコシエタノールからのセルロース系エタノール生産への転換は、米国政府によって強く推進されている。 これらの政策が実施され、政府がセルロースエタノールの市場を開拓しようとしているにもかかわらず、2010年と2011年にこの燃料の商業生産は行われていませんでした。エネルギー自主保安法はもともと1億2,500万5億2010年、2011年、および2012年のそれぞれの年間ガロン数です。しかし、2012年現在では、セルロースエタノールの生産量は目標から約1050万ガロンになると予測されていた。 2007年だけでも、米国政府はセルロース系エタノールプロジェクトに10億ドルを、中国はセルロース系エタノール研究に5億ドルを投資した。

既存の商業化されたプラントデータがないため、最も一般的に使用される正確な生産方法を決定することは困難です。 モデルシステムは、異なる技術のコストを比較しようとしますが、これらのモデルは商用プラントのコストには適用できません。 現在、小規模でセルロース生産を示す多くのパイロットおよびデモンストレーション施設が開設されている。 これらの主要設備は以下の表に要約されている。

パイロット規模のリグノセルロース系エタノールプラントの開始費用は高い。 2007年2月28日、米国エネルギー省は、6つのセルロース系エタノールプラントに対して3億8500万ドルの助成金を発表しました。 この助成金は、投資費用の40%を占めています。 残りの60%はその施設のプロモーターからのものです。 したがって、総額約10億ドルが約1億4,000万USガロン(530,000 m3)の設備に投資されます。 これは、パイロットプラントの設備投資コストで年間$ 7 /年間のガロン生産能力に変わります。 将来の資本コストは低くなると予想される。 トウモロコシのコストはスイッチグラスや廃棄物バイオマスのコストよりもかなり高いが、トウモロコシからエタノールへのプラントのコストは年間約1〜3ドルである。

2007年現在、エタノールは主に果物や穀物から得られた糖やデンプンから製造されています。 対照的に、セルロースエタノールは、木材、藁、および植物の構造の多くの主要成分であるセルロースから得られる。 セルロースは人間が消化することができないため、小麦の価格上昇による最近の問題となっている食糧生産からセルロース生産への土地転換以外に、セルロース生産は食糧生産と競合しません。原材料1トン当たりの価格は穀物や果物の価格よりもずっと安いです。 さらに、セルロースは植物の主成分であるため、植物全体を収穫することができる。 この結果、最良の作物の場合、4〜5トン/エーカー(9〜11トン/ヘクタール)ではなく、1エーカーあたり最大10トン(22トン/ ha)の収量が得られます。

原料は豊富です。 エタノールを製造するために使用できるセルロース含有原材料の推定3億2300万トンは、米国だけで毎年捨てられる。 これには、都市の木材廃棄物3680万トン、一次ミル残渣9050万トン、森林残渣45000000トン、およびトウモロコシの藁と小麦のわらの乾燥トン150700000トンが含まれています。 効果的で費用対効果の高いヘミ(セルラーゼ)酵素または他のプロセスを用いてそれらをエタノールに変換することは、米国における現在の燃料消費量の30%を提供する可能性がある。 さらに、スイッチグラスのようなセルロース生産作物を農業に必要な土地でも植え付けることができ、現在のすべての石油輸入を米国に代わる十分な生産につなげることができます。

紙、厚紙、および梱包は、毎日米国の埋立地に送られる固形廃棄物の大部分を占め、カリフォルニア州総合廃棄物管理委員会の都市のプロファイルによると、すべての有機都市固形廃棄物(MSW)の41.26%です。 これらの都市プロファイルは、1平方マイル当たり2,413の平均人口密度が持続する埋立地あたり612.3トン(555.5トン)の累積を占めています。 石膏ボードを除くこれらの全てはセルロースを含み、これはセルロースエタノールに変形可能である。 これは、これらの製品の分解が有力な温室効果ガスであるメタンを生成するので、追加の環境上の利点を有する可能性がある。

セルロースのエタノール転化による固体廃棄物の処分の削減は、地方政府および州政府による固形廃棄物処理費用を削減する。 米国の各人は毎日4.4ポンド(2.0kg)のゴミを投棄していると推定されています。そのうち37%にはほとんどがセルロースです。 これは、セルロースを含む廃棄された紙の1日当たり244千トンと計算されます。 セルロース系エタノールを製造するための原材料は無料であるだけでなく、負の費用がかかります。つまり、エタノール生産者はそれを払うために払うことができます。

2006年6月、米国の上院の聴聞会では、セルロース系エタノールの現在の生産コストは、現在の変換効率が低いことが主な理由で、米国ガロンあたり2.25 USドル(US $ 0.59 / L)であると言われています。 その価格では、エタノールのエネルギー含量を考慮に入れて、バレル油(42 USガロン(160 L))を代替するには約120ドルかかるだろう。 しかし、エネルギー省は楽観的であり、研究資金の倍増を要請している。 同じ上院聴聞会では、2012年までに、生産コストをUSガロン当たり1.07米ドル(US $ 0.28 /リットル)に減らすことが目標であったと語った。「セルロース系エタノールの生産は、ロシアのバイオ燃料サミットで、1ドルにまで下落しているセルロースの燃料価格を見ることができると語ったKhosla VenturesのマネージングパートナであるVinod Khoslaは、次のように述べています。 10年以内に1ガロンあたり。

2010年9月、ブルームバーグの報告書は、欧州バイオマスインフラと将来の製油所開発を分析した。 2010年8月のエタノール1リットルの推定価格は、1gで0.51ユーロ、2グラムで0.71ユーロである[同報告書は、欧州が現行の米国の補助金を1トン当たり50ドルまでコピーするべきだと示唆した。

最近、燃料製品のリーダーの1人であるBPは、2012年10月25日に、3億5,000万ドルの商業規模のプラントをキャンセルすると発表しました。 フロリダ州ハイランズ郡の工場では、年間3600万ガロン生産していると推定されています。 BPはエネルギーバイオサイエンス研究所でバイオ燃料研究に5億ドルを提供しています。 ゼネラル・モーターズ(GM)はまた、より具体的には、マスコマ(Mascoma)およびコスカタ(Coskata)のセルロース系企業に投資した。 建設やそれに向かう多くの企業があります。 Abengoaはリグノセルロースを発酵可能な糖に変換するMyceliophthora thermophila菌に基づいて年間2500万ガロンのプラントを建設しています。 詩人はまた、アイオワ州Emmetsburgで年間2億ドル、2,500万ガロンを生産しています。 Valeroと提携しているMascomaは、ミシガン州Kinrossで年に2000万ガロンを建設する意向を表明しています。 China Alcohol Resource Corporationは、連続運転下で6.4百万リットルのセルロース系エタノールプラントを開発しました。

2013年以来、ブラジルの会社GranBioはバイオ燃料と生化学の生産者になるよう努めています。 同社は、同グループの最初の工業施設となるブラジルのアラゴアス州に、年間8200万リットル(22MG)のセルロース系エタノールプラント(2Gエタノール)を委託している。 GranBioの第2世代エタノール施設は、Grupo Carlos Lyraが運営する第1世代のエタノールプラントに統合されており、Beta Renewablesのプロセス技術、Novozymesの酵素、DSMの酵母を使用しています。 2013年1月に打ち切られたこの工場は、最終的な試運転中です。 GranBio Annual Financial Recordsによると、総投資額は208百万米ドルでした。

原料
一般に、森林(木質)バイオマスと農業バイオマスの2種類の原料がある。 米国では、毎年約14億乾燥トンのバイオマスを持続的に生産することができます。 約3億7千万トン(30%)が森林バイオマスである。 森林バイオマスは、セルロースバイオマスよりもセルロースおよびリグニン含量が高く、ヘミセルロースおよび灰分含量が低い。 前処理加水分解物、特にキシロースのような炭素ヘミセルロース糖が非常に高いものを発酵させることが困難でエタノール収率が低いため、森林バイオマスは農業バイオマスよりも大きな利点を有する。 森林バイオマスも輸送コストを大幅に削減する高密度である。 それは長期保存を排除して収穫年を取ることができます。 森林バイオマスのゼロ灰分に近いものは、輸送および処理における死荷重を大幅に低減します。 生物多様性のニーズを満たすために、森林バイオマスは将来のバイオベース経済における重要なバイオマス供給原料の混合物となるであろう。 しかし、森林バイオマスは、農業バイオマスよりはるかに反抗的である。 最近、USDA林産物研究所とウイスコンシン・マディソン大学は、キシラン含量の低い針葉樹種を含む森林(木質)バイオマスの強い反復を克服できる効率的な技術を開発しました。 短期間の集中的な栽培や樹木栽培は、森林バイオマス生産のためのほとんど無制限の機会を提供することができる。

スラッシュや樹木からの木材チップ、製紙工場の粉塵、および古紙パルプは、セルロース系エタノール製造の一般的な森林バイオマス原料です。

以下は農業バイオマスのいくつかの例である:

Switchgrass(Panicum virgatum)はネイティブトールグラスのプレーリーグラスです。 その丈夫さと急速な成長のために知られている、この多年生は暖かい月の間に2〜6フィートの高さに成長します。 スイッチグラスは、スワンプ、平野、河川、海岸沿いなど、米国のほとんどの地域で栽培することができます。 州間高速道路。 それは自己播種(播種のためだけの播種のためのトラクターなし)であり、多くの病気や害虫に耐性があり、 肥料やその他の化学物質の使用量が少なくても高い収量が得られます。 貧しい土壌、洪水、砂漠化にも耐性があります。 干ばつ 土壌の品質を改善し、根系の種類による浸食を防ぎます。

Switchgrassは、連邦保護区準備プログラム(CRP)の下で保護されている土地のための承認されたカバー作物です。 CRPは、最近作物が栽培された土地で作物を栽培しないために生産者に料金を支払う政府のプログラムです。 このプログラムは土壌侵食を減らし、水質を向上させ、野生生物の生息地を増加させます。 CRPの土地は、キジやアヒルなどの陸上競技場や多くの昆虫の生息地として機能します。 バイオ燃料生産のためのスイッチグラスは、生態学的持続性を高め、CRPプログラムのコストを低下させることができる保存性保護プログラム(CRP)の土地での使用が検討されている。 しかし、このCRP土地の経済的利用を可能にするためには、CRPルールを修正しなければならない。

Miscanthus×giganteusは、セルロース系エタノール生産のためのもう一つの実行可能な原料である。 この種の草はアジア原産で、Miscanthus sinensisとMiscanthus sacchariflorusの無菌三倍体ハイブリッドです。 水や肥料をほとんど入れずに最大12フィート(3.7 m)の高さで成長することができます。 Miscanthusは寒さや干ばつ耐性、水利用効率に関してswitchgrassに似ています。Miscanthusは、欧州連合(EU)で可燃エネルギー源として商業的に栽培されています。

トウモロコシ穂軸およびトウモロコシ茎葉は、最も一般的な農業用バイオマスである。

Kudzuは貴重なバイオマス源になるかもしれないことが示唆されている。

トウモロコシベース対草ベース
2008年には、エタノール生産専用のスイッチグラスが少量しかありませんでした。 大規模生産で栽培されるためには、主に作物の生産のために農地の既存の用途と競争しなければならない。 米国の22億6000万エーカー(9.1百万平方キロメートル)の未耕作土地の33%が林地、26%の牧草地および草原、20%の作物地である。 米国エネルギー省農業省が2005年に実施した調査によると、液体輸送燃料の現在の使用量の30%以上を代替するために、毎年10億トン以上のバイオマスを生産するのに十分な土地資源があるかどうかが決定された。 この研究では、農業および林業の実践にほとんど変化をもたらさず、林産物、食糧、繊維に対する需要を満たすことによって、エタノール使用に利用可能な13億乾燥トンのバイオマスが存在する可能性があることが分かった。 最近のテネシー大学の研究では、石油使用量を25%削減するために、スイッチグラスの生産に1億エーカー(400,000km2または154,000平方マイル)の耕地および牧草地を配分する必要があると報告されています。

Searchingerらのまとめ
トウモロコシのエタノールとガソリンのGHG排出量の比較
土地利用の有無にかかわらず
(燃料中のエネルギーのメガジュールあたりに放出されるCO 2のグラム)
燃料タイプ
(米国)
炭素
強度
削減
GHG
炭素
強度
+ ILUC
削減
GHG
ガソリン 92 92
トウモロコシエタノール 74 -20% 177 + 93%
セルロース系エタノール 28 -70% 138 + 50%
注:E85におけるエタノールの2015シナリオのデフォルト仮定を使用して計算されています。 
ガソリンは、従来のガソリンと改質ガソリンの組み合わせです。

現在、トウモロコシは、セルロースエタノールと比較して、エタノールを処理するのがより容易で、より安価である。 エネルギー省は、トウモロコシからのエタノールの2倍のセルロース系エタノールを製造するには、ガロン当たり約2.20ドルの費用がかかると推定している。 植物の細胞壁組織を破壊する酵素は、トウモロコシの1ガロンあたり3セントと比較して、エタノール1ガロン当たり30〜50セントである。 エネルギー省は2012年までにガロン当たり1.07ドルの生産コストを削減することを望んでいます。 しかし、セルロース系バイオマスは、エネルギー、肥料、除草剤などの投入が少なく、土壌浸食が少なく、土壌肥沃度が向上するため、トウモロコシよりも安価に製造できます。 さらに、エタノールを製造した後に放置された非発酵性および未転換固形物は、変換プラントの運転および電気生成に必要な燃料を供給するために燃焼させることができる。 トウモロコシを原料とするエタノールプラントの運転に使用されるエネルギーは、石炭と天然ガスに由来します。 自治体研究所は、第1世代の商業プラントからのセルロース系エタノールの費用は、インセンティブを除いて、1.90~2.25ドル/ガロンの範囲にあると見積もっています。 これは、トウモロコシからのエタノールと現在の小売価格が通常のガソリン(補助金と課税されている)につき1ガロンあたり4.00ドルを上回る場合、ガロン当たり$ 1.20- $ 1.50という現在のコストと比較されます。

バイオ燃料の利用を増やす主な理由の1つは、温室効果ガスの排出を削減することです。 ガソリンと比較して、エタノールはクリーナーを燃焼させるため、二酸化炭素や空気中の汚染が少なくなります。 さらに、燃焼からはスモッグのレベルが低いだけです。 米国エネルギー省によると、セルロースからのエタノールはガソリンとトウモロコシベースのエタノールに比べて温室効果ガスの排出量を86%削減し、排出量を52%削減します。 二酸化炭素ガスの排出量は、ガソリンの排出量よりも85%低いことが示されています。 セルロース系エタノールは、温室効果にほとんど寄与せず、トウモロコシベースのエタノールよりも5倍優れた正味エネルギーバランスを有する。 燃料として使用される場合、セルロース系エタノールは、硫黄、一酸化炭素、微粒子、および温室効果ガスをより少なく放出する。 セルロース系エタノールは生産者の炭素削減クレジットを獲得するべきであり、コーンをエタノールで生産する生産者に与えられたもので、ガロン当たり約3〜20セントである。

トウモロコシから1 Jのエタノールを生産するには、化石燃料から0.76 Jのエネルギーが必要です。この総計には、肥料、トラクター燃料、エタノールプラントの運転などに使用される化石燃料の使用が含まれています。研究では、化石燃料が草原からエタノールの5倍以上のエタノールを生産できることが示されています。セオドアルーズベルト保全パートナーシップ。 米国エネルギー省は、トウモロコシベースのエタノールは、生産に必要なエネルギーよりも26%多くのエネルギーを供給し、セルロース系エタノールはエネルギーを80%上回ると結論付けています。 セルロースのエタノールは、それを成長させ、変換するのに必要なエネルギーよりも80%多いエネルギーを産出する。トウモロコシをエタノールに変えるプロセスは、エタノール生産量の約1700倍(容積)を必要とします。 穀物エタノールは、植物の可食部のみを使用する。

セルロースは食品には使用されず、世界のあらゆる地域で栽培することができます。 セルロース系エタノールを製造する場合、植物全体を使用することができる。 スイッチグラスは、トウモロコシに比べてエーカーあたり2倍のエタノールを産生する。 したがって、生産に必要な土地が少なくて済むため、生息地の分断が少なくなります。 バイオマス原料は、肥料、除草剤、野生生物に危険を及ぼす可能性のある他の化学物質などの投入が少なくて済みます。 土壌の品質を向上させ、侵食を減らし、栄養摂取量を増やします。 草本のエネルギー作物は、従来の商品作物生産と比較して、土壌侵食を90%以上減少させる。 これは農村地域の水質改善につながります。 さらに、草本のエネルギー作物は、土壌の炭素が大気中の二酸化炭素を吸収することができるので、枯渇した土壌に有機物質を加え、土壌の炭素を増加させる可能性があります。 コモディティ作物生産と比較して、バイオマスは地表流出と窒素輸送を減少させる。 Switchgrassは、主に昆虫や鳥など多様な野生生物の棲息環境を提供します。 Conservation Reserve Program(CRP)の土地は、セルロース系エタノールに使用される多年生の草で構成されており、利用できる可能性があります。

何年もの間、アメリカの農家は、ソルガムやトウモロコシなどの作物を使って、行作を行ってきました。 このため、これらの慣行が野生生物に与える影響については、多くのことが知られています。 増加したトウモロコシのエタノールの最も顕著な効果は、農業用地に転換しなければならない追加の土地と、農業生産に伴う腐食と肥料の使用の増加である。 トウモロコシの使用によるエタノール生産の増加は、野生生物に悪影響を及ぼす可能性があります。その大きさは生産規模に左右され、この増加した生産に使用された土地は以前はアイドリング状態であったか、自然状態であったか、作物。 もう一つの考慮すべき点は、スイッチグラス単科を植えるか、いろいろな草や植物を植えるかどうかです。 植生種の混合物がより良い野生生物の生息地を提供する可能性は高いが、この技術はまだ異なる草種または植生種の混合物をバイオエタノールに加工することを可能にするように開発されていない。 当然のことながら、セルロース系エタノールの生産はまだ初期段階にあり、モノカルチャーの代わりに多様な植生スタンドを使用する可能性は、研究が続くにつれてさらに探求する価値がある。

米国環境保護庁
ドラフトライフサイクルGHG排出削減結果
異なる時間軸と割引率のアプローチ
(間接的な土地利用の変更効果を含む)
燃料経路 100年以上
2%割引
レート
30年以上
0%割引
レート
トウモロコシエタノール(天然ガスドライミル) (1) -16% + 5%
トウモロコシエタノール(最良の場合はNG DM) (2) -39% -18%
トウモロコシエタノール(石炭乾燥機) + 13% + 34%
トウモロコシエタノール(バイオマスドライミル) -39% -18%
トウモロコシエタノール(バイオマス乾燥機付
熱と電力を合わせたもの)
-47% -26%
ブラジルのサトウキビエタノール -44% -26%
スイッチグラスのセルロース系エタノール -128% -124%
トウモロコシ茎葉からのセルロース系エタノール -115% -116%
注:(1)ドライミル(DM)プラントは、カーネル全体を粉砕し、一般に 
たった1つの主な副生成物:可溶物を有する蒸留穀粒(DGS)。 
(2)最良の場合の植物は、湿式蒸留穀物の穀物副産物を生産する。

ノーベル賞受賞者のポール・クルツェン(Paul Crutzen)の研究では、トウモロコシのエタノール製造中に発生する亜酸化窒素(N2O)の排出量を完全ライフサイクルアセスメントで適切に考慮した場合、オイルと比較して ” クルツェン氏は、牧草やウッディー・コピースのような窒素需要の少ない作物は、より良い気候の影響を受けることを発見した。

セルロース系エタノールの商業化
セルロース系エタノールの商品化は、セルロース含有有機物を燃料化する方法から産業を築くプロセスです。 DuPont、Diversa、Novozymes、Dyadicなどの企業は、セルロース系エタノールの将来を可能にする酵素を生産しているが、Iogen、POET、Abengoaなどの企業はバイオマスを処理してエタノールに変えることができる製油所を建設している。 食品作物原料から廃棄物残渣およびネイティブ草地への移行は、農家からバイオテクノロジー企業、プロジェクト開発者から投資家まで幅広い選手にとって重要な機会を提供します。

セルロース系エタノール産業は、2008年にいくつかの新しい商業規模の工場を開発した。米国では、年間1200万リットル(317百万ガロン)の工場が稼働し、年間生産能力は8000万リットル – 26の新工場で建設中。 カナダでは年間600万リットルの容量が稼働していました。 ヨーロッパでは、ドイツ、スペイン、スウェーデンで複数の工場が稼動していましたが、年間1,000万リットルの設備が建設中です。

イタリアに本拠を置くMossi& Ghisolfi Groupは、2011年4月12日にイタリア北西部の13MMGのセルロースエタノール施設を開設しました。このプロジェクトは、現在稼働しているデモ規模の施設の10倍の世界最大のセルロース系エタノールプロジェクトとなります。

米国の商業用セルロース系エタノール工場
(運転中または建設中)

会社 ロケーション 原料
Abengoa Bioenergy Hugoton、KS 麦わら
BlueFireエタノール アーバイン、CA 複数の情報源
コルサバイオマスエネルギー株式会社 サクラメント、カリフォルニア州 稲わら
コスカタ ウォレンヴィル、イリノイ州 バイオマス、農業および都市廃棄物
デュポン Vonore、TN トウモロコシ穂軸、スイッチグラス
デュポン ネバダ、アイオワ州 コーンストーバー
Fulcrum BioEnergy リノ、ネバダ州 市の固形廃棄物
湾岸沿岸エネルギー モシヘッド、フロリダ州 木屑
KLエネルギー株式会社 アップトン、ワイオミング州 木材
マスコミ ミシガン州ランシング 木材
POET-DSM先進バイオ燃料 Emmetsburg、IA トウモロコシの穂軸、殻、および茎葉
レンジ燃料 Treutlen County、GA 木屑
SunOpta リトルフォールズ、MN 木のチップ
SweetWaterエネルギー ロチェスター、NY 複数のソース
US Envirofuels ハイランズ郡、フロリダ州 スイートソルガム
Xethanol フロリダ州オーバンデール シトラスピール