Istraživanje industrije biogoriva koje je sprovela firma Bloomberg New Energy Finance, pokazalo je da je celulozni etanol na putu dostizanja troškovne konkurentnosti u narednih nekoliko godina. Naime, etanol proizveden iz neprehrambenih celuloznih sirovina, na putu je da postane troškovno konkurentan u odnosu na kukuruzni etanol. Troškovi enzima, predtretmana i fermentacije su značajno opali. Da bi celulozna biogoriva bila konkurentna sa etanolom dobivenim iz kukuruza ili benzinom, troškovi projektnog kapitala moraju biti umanjeni u odnosu na dosadašnje.

Biogoriva prve i druge generacije

Prva generacija biogoriva¹ su, primjenom konvencionalne tehnologije dobijena od šećera, škroba, biljnih ulja ili životinjskih masti. Pri tome su kao polazne sirovine korištene sjemenke ili žitarice. Postupkom fermentacije iz njih se dobija bioetanol. Bioetanol je alternativa benzinu (aditiv gorivu). Većina automobila danas može voziti sa mješavinom koju čini 15-20% bioetanola i ostatak benzina. Brazil je na primjer, vodeća zemlja u proizvodnji bioetanola, a dobija se iz šećerne trske.

Celulozni etanol pripada novoj generaciji biogoriva². Pored celuloznog etanola u drugu generaciju ubrajamo biometanol³, biodimetileten (bio-DME), biovodik (biohidrogen), drvni plin itd. Kao polazne sirovine mogu se koristiti alge, biosintetički plin i tekuća biomasa. Danas je uvriježeno mišljenje da je prva generacija biogoriva (proizvedena iz kukuruza ili pšenice) itekako utjecala na nestabilne cijene hrane („hrana ili bioetanol?“), krčenje šuma i narušavanje ekosistema.

S tim u vezi, mnogi ih i smatraju samo prijelaznim rješenjem. U smislu održivosti i ekonomičnosti tehnoloških rješenja u budućnosti, cilj je proizvodnju bioetanola bazirati na sirovinama koje potiču iz poljoprivrednih ili šumskih ostataka, a ne od sirovina koje se koriste u ljudskoj prehrani ili ishrani životinja.

Enzimska hidorliza – postupak dobivanja celuloznog etanola

Proces proizvodnje celuloznog etanola tehnički je kompleksan. U laboratorijama se vrše ispitivanja prirodnog procesa enzimskog raspadanja celuloze na proste šećere koji bi fermentisanjem proizveli bioetanol. Sastavni elementi lignocelulozne biomase su lignini, hemiceluloza i celuloza (glavni sirovinski izvor za proizvodnju ovog goriva je celuloza). Celuloza tj.drvenasti dio u strukturi biljke koristi se u proizvodnji celuloznog etanola.

To su sirovine kojih ima dovoljno i ne mogu se koristiti u prehrani. Često je prisutan problem skladištenja otpada koji sadrži celulozu kao npr. piljevina, kora voća itd.

Enzimska hidroliza je proces gdje se pomoću enzima dobija etanol iz lignocelulozne biomase. Ona je već godinama najavljivana kao tehnologija slijedeće generacije biogoriva sa kojom će najvjerovatnije po prvi put odpočeti komercijalna proizvodnja. Tehnologija se ne natječe za sirovine sa hranom, a ima potencijal da punudi jeftinije metode za proizvodnju etanola.

Enzimska hidroliza celuloze je važna reakcija u prirodi jer predstavlja prvi korak u raspadanju celuloze, najzastupljenijeg organskog materijala. Kod enzimske hidrolize celuloze potencijalni značaj celulozne hidrolize u kontekstu pretvaranja biljne biomase u goriva i hemikalije široko je priznat.

Troškovi proizvodnje celuloznog etanola: istraživanje industrije

Istraživanjem su prikupljeni podaci i predviđanja o proizvodnim troškovima za 11 vodećih kompanija u industriji celuloznog etanola.⁴ Kompanije koje su već investirale u razvoj celuloznog etanola su Clariant, DuPont, Petrobras, Abengoa, BP, Raizen, Shell, POET, Grupa Mossi i Ghisolfi. Danas, u svijetu postoji 14 pilot biorafinerija, 9 demonstrativnih projekata i 10 fabrika polukomercijalnog tipa. Svi su oni već u funkciji ili bi trebali biti pušteni u rad u naredne dvije godine. Bloomberg New Energy Finance rezultati od marta ove godine, ukazuju na to da je 2012.godine, cijena celuloznog etanola iznosila $ 0,94/l. Ova cijena je za oko 40 procenata viša u odnosu na troškove proizvodnje etanola iz kukuruza, koja dominira na američkom tržištu biogoriva i konkurentna je s američkim benzinom.⁵

Po mišljenju ispitanika, do 2016 god., cijena celuloznog etanola bi trebala biti skoro ista kao i cijena etanola dobijenog iz kukuruza.⁶ Prema rezultatima navedene ankete, najvažniji troškovni elementi za proizvođače u 2012. bili su: kapitalni izdaci projekta, sirovine i enzimi.

Ukoliko se rezultati iz ankete pokažu tačnim, celulozni etanol će zadnjih godina ove decenije ostvariti značajne pomake na tržištu alternativnih goriva.

Od 2008. godine, operativni troškovi procesa proizvodnje su značajno opali zbog napretka u tehnologiji. Na primjer, cijena enzima po litri celuloznog  etanola je opala za 72% između 2008. i 2012.

Tabela 1. Minimalna prodajna cijena etanola, 2008.-2016. ($ po litru)⁷

Minimalna cijena po kojoj bi celulozni etanol mogao biti profitabilno prodan, a dobijen u polu-poslovnim postrojenjima enzimske hidrolize je 0,94 $ po litri uz 10% ponderiranog prosječnog troška kapitala (WACC). Ovo je značajno poboljšanje od 46% u odnosu na  laboratorijske i pilot troškova od 1,75 $ po litri iz 2008. Pretpostavka je da će 2016., kada ovaj segment industrije potpuno prevagne, minimalna prodajna cijena etanola spasti na 0,67 $ po litri što je poboljšanje od 29% u odnosu na 2012. (podaci za postrojenje polukomercijalnog tipa).⁷

Najznačajniji udio u minimalnoj prodajnoj cijeni etanola (MESP) u 2012. činili su kapitalni rashodi (41%), sirovine (27%)  i enzimi (16% troškova). Obratimo pažnju na troškove enzima u ukupnoj prodajnoj cijeni. Enzimi se moraju koristiti u procesu proizvodnje i to poskupljuje kompletan proizvodni proces.

Tabela 2. Udio troškova enzima u prodajnoj cijeni etanola, 2008.-2016.($ po litru)⁷

Enzimi su najvažniji dio tehnologije. U 2008, činili su do 30% od ukupnih troškova, ili 0,53 dolara po litri. Do 2012. ta brojka je pala na 0,15 dolara po litri, ili 16% od ukupnih troškova, što predstavlja poboljšanje od 72%. U narednim godinama, očekuje se da će se troškovi enzima poravnati i dostići cijene od 0,11 dolara po litri u 2014. i 0,08 dolara po litri do 2016. Na ovo će uticati niža cijena koktela enzima po kilogramu i reducirana količina enzima po toni biomase.

Očekivanja su da će se vidjeti pomaci u narednih pet do 10 godina – počevši od tehnoloških poboljšanja u logističkom planiranju – što pak sugeriše sazrijevanje industrije.

Reference:

¹ Početkom 2013. godine, u BiH su standardi za čvrsta biogoriva harmonizirani sa evropskim standardima provedbom projekta finansiranog od strane UNDP "Zapošljavanje i sigurno snabdijevanje energijom- korištenje biomase u BiH" i Instituta za standardizaciju BiH, što je ujedno i doprinos uspostavljanju zakonodavnog okvira iz oblasti grijanja na biomasu. http://www.bas.gov.ba/standard/?natstandard_document_id=272475.  S druge strane, proizvodnja i upotreba biogoriva definisana je Uredbom o korištenju obnovljivih izvora energije i kogeneracije (Sl. novine FBiH, br. 36/10, 11/11 i 88/11)

² Celulozni etanol je još poznat kao bioetanol iz lignocelulozne biomase

³Biometanol je znatno otrovan, gori nevidljivim plamenom i može se koristiti u motorima u kombinaciji sa naftom

⁴ Za razbijanje i pretvaranje složenih šećera u neprehrambene materijale, i fermentaciju za pretvaranje rezultata u etanol, sve kompanije koriste tehnologiju enzimske hidrolize. Istraživanje koje je uradila Bloomberg New Energy Finance  obuhvata 2008., 2010., 2012., 2014. i 2016. godinu i bazira se na 73 podatka za svaku od pet godina što je ukupno 365 tačaka (podataka) po proizvodjaču. 11 ključnih lidera dostavilo je njih 1.891

⁵ Troškovi proizvodnje etanola iz kukuruza iznose oko $0,67/litru. Ovaj odnos dobijen je uz pretpostavku 10% prosječnog ponderiranog troška kapitala (WACC)

⁶ Trenutno su proizvodni troškovi etanola iz brazilske trske niži svega nekoliko centi po litri od cijene za kukuruzni etanol. Dakle, celulozni etanol bi tokom narednih godina mogao biti konkurentan i sa etanolom dobijenim iz šećerne trske

⁷ Izvor: „Cellulosic Ethanol Costs: Surveying an Industry“. Bloomberg New Energy Finance. 18 Mart 2013. Podaci uključuju 95% interval pouzdanosti. MESP uključuje CAPEX troškove (kapitalne troškove) na 10% WACC. Troškovi sirovina su fiksni i iznose 75 dolara / suhoj toni.

Zahvalnost za ukazanu tehničku pomoć dugujemo g. James Isola, direktor Cubitt Consulting Limited

Emina Ahmetović, Udruženje za razvoj, unapređenje i promociju eko-poljoprivrede, turizma i zaštitu okoliša (EKOPOT)

Dr Nadjib Drouiche, Član Odbora Arapske Asocijacije mladih naučnika (ArabWays)

Napomena: Ukoliko želite biti redovno informisani o sadržajima AGRO-EKO Magazina, podržite nas Vašim like-om na naš FB Fanpage. Hvala!

{facebookpopup}