Eröffnung einer Biokraftstoffanlage in Brasilien

Ende letzten Monats, Amyris Biotechnologies eröffnete eine Anlage in Campinas, Brasilien, um die großtechnische Produktion von Kohlenwasserstoffen aus Zuckerrohr zu demonstrieren, das mit seinen technisch hergestellten Mikroben verarbeitet wird. Kraftstoff aus der Anlage wird für Demonstrationen und Tests in Brasilien und anderen Ländern verwendet. Amyris hofft, die bestehende Biokraftstoff-Infrastruktur Brasiliens, die auf Ethanol ausgerichtet ist, nutzen zu können, um Diesel und andere Chemikalien herzustellen, die 2011 im Land und möglicherweise in den USA und Europa verkauft werden sollen. Die Demonstrationsanlage hat eine Kapazität von mehr als 10.000 Gallonen pro Jahr.

Süßer Treibstoff: Hefe in Gärtanks einer Demonstrationsanlage in Campanis, Brasilien, verwandelt Zuckerrohrsaft in Diesel.

Brasilien ist für Amyris attraktiv, weil es der zweitgrößte Ethanolproduzent der Welt ist; Während das Unternehmen Kohlenwasserstoffe und kein Ethanol herstellen wird, wird es die bestehende Infrastruktur des Landes für den Anbau und die Verarbeitung von Zuckerrohr nutzen. Amyris mit Sitz in Emeryville, Kalifornien, verwendet die Werkzeuge eines neuen Gebiets namens synthetische Biologie, um Mikroben umzugestalten, einschließlich Hefe, die Zucker fermentieren kann, um Kohlenwasserstoffe anstelle von Ethanol zu produzieren. Anstatt seine kohlenwasserstoffproduzierende Hefe an ein anderes Unternehmen zu lizenzieren, plant Amyris den Kauf von Zuckermühlen und deren Umwandlung, um ihre Mikroben zur Herstellung von Kraftstoffen und anderen Chemikalien zu verwenden.



Der Dieselkraftstoff des Unternehmens funktioniert in den heutigen Motoren und entspricht der Leistung von Petroleumdiesel. Beim Verbrennen des Kraftstoffs entstehen im Vergleich zu Erdöldiesel kein Schwefel, weniger Kohlenmonoxid und weniger Stickoxide, Partikel und andere Emissionen. Staatliche Regulierungen und CO2-Steuern können dem Unternehmen helfen, wettbewerbsfähiger zu werden, aber sein Ziel ist ein Kraftstoff, der dem Ölpreis – etwa 60 US-Dollar pro Barrel – entspricht oder diesen übertrifft. Die Ökologie des Kraftstoffs mag einige Leute dazu bewegen, aber wir müssen wettbewerbsfähig sein, sagt Neil Renninger , Gründer und Chief Technical Officer von Amyris. Der größte Aufwand bei der Herstellung des Kraftstoffs ist der Rohstoff, weshalb Amyris Brasilien und Zuckerrohr anstelle von Mais und den USA gewählt hat, sagt Renninger.

Als Ethanol-Rohstoff kostet Mais 1,20 US-Dollar pro Gallone und Zuckerrohr nur 0,85 US-Dollar. Und die Zuckerrohrverarbeitung ist auch deutlich günstiger, weil die faserigen Abfälle, die nach der Zuckergewinnung für die Fermentation übrig bleiben, verbrannt werden, um Strom zu erzeugen. Während die Maisethanolverarbeitung ein Nettostromverbraucher ist, ist Zuckerrohrethanol ein Nettostromexporteur. Die Nettoenergie, die in Zuckerrohr-Ethanol investiert wird, ist nicht sehr hoch und führt zu enormen Gewinnen im Vergleich zum Gewinn von Mais, sagt Lester Lave , Professor für Wirtschaftswissenschaften und Co-Direktor des Electricity Industry Center an der Carnegie Mellon University in Pittsburgh.

Beim Verfahren von Amyris werden Zuckerrohrstengel zerkleinert und die Säfte dann mit der firmeneigenen Hefe, die ein Diesel-Vorläufermolekül bildet, in 5.000-Liter-Fermenter gefüllt. (Das Unternehmen hat das Verfahren in 60.000-Liter-Fermentern getestet, aber die Demonstrationsanlage arbeitet noch nicht in diesem Maßstab.) Bei der Herstellung der öligen Moleküle trennen sie sich und schwimmen mit Hilfe einer Zentrifuge an der Spitze der Lösung. Der geringe Energiebedarf für diese Trennung ist laut Renninger einer der Kostenvorteile bei der Herstellung von Kohlenwasserstoffen gegenüber Ethanol. Für die Zentrifugation wird nur ein Zehntausendstel des Energieinhalts des Dieselkraftstoffs benötigt; wasserlösliches ethanol muss dagegen aus fermentationslösung destilliert werden, was ein drittel seines energieinhalts beansprucht. Die Kohlenwasserstoffe werden dann bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck hydriert, um Diesel oder andere Verbindungen herzustellen.

Zuckerrohr liegt auch bei den Umweltmaßnahmen vor Mais. Im Vergleich zu Erdölkraftstoffen führt die Verwendung von Mais-Ethanol zu einer Nettoverringerung der Treibhausgasemissionen um 10 Prozent. Die Verbrennung von Zuckerrohr-Ethanol anstelle von Erdöl führt zu einer 60 bis 80-prozentigen Verringerung der Treibhausgase, sagt Renninger. Im Vergleich zu Zuckerrohr-Ethanol setzen die aus Zuckerrohr hergestellten Amyris-Kraftstoffe weitere 10 Prozent weniger frei.

Viele Experten sagen jedoch, dass es für die Umwelt weitaus vorteilhafter ist, andere Biomasse als Pflanzen zur Herstellung von Biokraftstoffen zu verwenden. Techniken zur Umwandlung schnellwachsender, faseriger Kulturpflanzen wie Pappel und Rutenhirse in vergärbare Zucker sind noch in der Entwicklung und derzeit zu teuer. Die Umwandlung von Zellulose muss im Preis sinken, sagt Helena Chum , ein Forschungsstipendiat am National Renewable Energy Laboratory. Amyris plant, in die Vereinigten Staaten zu expandieren, sobald die Technologien für diese Konvertierung wirtschaftlich weiterentwickelt werden. Die Geschäftsstrategie des Unternehmens – in Brasilien zu produzieren, wo die Kosten niedrig sind, und dann zu expandieren, wenn Zellulosetechnologien bereit sind – ist sehr klug, sagt Chum.

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