Биодизель из сахарного тростника экономичнее соевого

Потребление нефти в США огромно и неустойчиво. С 2007 года Конгресс предписал переход от нефтепродуктов к возобновляемым источникам. Соевые бобы, основной источник растительных масел для биодизеля, дают лишь около одного барреля с акра, что недостаточно для нужд страны.

Программа ARPA-E Министерства энергетики США искала высокорисковые проекты по созданию новых видов топлива. Исследователи из Университета Иллинойса предложили производить большое количество масла из сахарного тростника.

Команда во главе со Стивеном П. Лонгом выбрала сахарный тростник и сорго как высокопродуктивные культуры, способные расти на землях, не используемых интенсивно для производства пищи.

Модификация растения

Учёные изменили метаболизм тростника, чтобы он превращал сахара в липиды (масла) для биодизеля. Естественное содержание масла в тростнике — около 0,05%. За год проекта его удалось увеличить в 20 раз (до ~1%). На момент публикации растения «масличного тростника» (oil-cane) производят уже 12% масла. Конечная цель — 20%.

Дополнительные улучшения включают повышенную холодоустойчивость и более эффективный фотосинтез, что увеличивает биомассу и выход масла.

Экономический потенциал

По словам Лонга, если вся энергия, идущая на производство сахара, будет направлена в масло, можно получить 17–20 баррелей с акра. Это сделает биодизель очень конкурентоспособным по цене и станет значительным вкладом в сокращение выбросов парниковых газов.

Анализ и сравнение

Команда проанализировала земельные площади, технологии и затраты на переработку биомассы масличного тростника с содержанием масла от 2% до 20% и сравнила с обычным тростником (для этанола) и соей.

Преимущества oil-cane:

  • Оставшиеся в растении сахара можно конвертировать в этанол, получая два вида топлива из одной культуры.
  • Анализ опирался на существующие технологии переработки сахарного тростника (Бразилия) и кукурузного масла (США).

Результаты анализа:

  • Масличный тростник с 20% масла, выращенный на неиспользуемых землях на юго-востоке США, может заменить более двух третей национального потребления дизельного и авиационного топлива.
  • Это значительно больше, чем может обеспечить соя, даже если весь её урожай пойдёт на биодизель.
  • Oil-cane достигнет такой продуктивности на меньшей площади, чем соя или рапс, и на землях, непригодных для продовольственных культур.

Себестоимость производства:

  • Биодизель из сои: 4.10загаллон(1.08 за литр).
  • Биодизель из oil-cane: 3.30загаллон * *(22.20 за галлон (20% масла).
  • Производимый этанол дополнительно улучшает экономику.

Хотя $2.20 за галлон не сильно дешевле текущей цены на бензин, Лонг призывает смотреть в будущее: нужна независимость от импорта нефти и устойчивый внутренний возобновляемый источник.

Исследование «Techno-economic analysis of biodiesel and ethanol co-production from lipid-producing sugarcane» опубликовано в Biofpr. Проект финансировался программой ARPA-E Министерства энергетики США.