Соединенные Штаты производят в основном биодизельное и этанольное топливо , в котором в качестве основного сырья используется кукуруза . США являются крупнейшим в мире производителем этанола, произведя около 16 миллиардов галлонов только в 2017 году. [1] На Соединенные Штаты вместе с Бразилией пришлось 85 процентов всего производства этанола, а общее мировое производство составило 27,05 миллиарда галлонов. Биодизель коммерчески доступен в большинстве штатов, производящих масличные культуры . По состоянию на 2005 год он был несколько дороже ископаемого дизельного топлива, хотя его по-прежнему обычно производят в относительно небольших количествах по сравнению с нефтепродуктами и этанольным топливом .[обновлять]
Биотопливо в основном используется в смеси с ископаемым топливом . Оно также используется в качестве добавок. Крупнейшим потребителем биодизеля является армия США . [ требуется ссылка ] Большинство легковых автомобилей на дорогах США сегодня могут работать на смесях с содержанием этанола до 10% , и производители автомобилей уже выпускают автомобили, предназначенные для работы на смесях с гораздо большим содержанием этанола. Спрос на биоэтанольное топливо в Соединенных Штатах был стимулирован открытием в конце 90-х годов, что метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) , кислородсодержащая добавка в бензине, загрязняет грунтовые воды. [2] [3] Целлюлозное биотопливо находится в стадии разработки, чтобы избежать повышения цен на продукты питания и изменений в землепользовании, которые, как ожидается, возникнут в результате значительного увеличения использования пищевого биотоплива. [2]
Биотопливо не ограничивается только жидким топливом. Одним из часто упускаемых из виду видов использования биомассы в Соединенных Штатах является ее газификация . Небольшое, но растущее число людей использует древесный газ для заправки автомобилей и грузовиков по всей Америке. [4]
Задача состоит в том, чтобы расширить рынок биотоплива за пределы сельскохозяйственных штатов, где оно было наиболее популярно до сих пор. [5] Транспортные средства с гибким выбором топлива помогают в этом переходе, поскольку они позволяют водителям выбирать различные виды топлива в зависимости от цены и доступности.
Растущие отрасли по производству этанола и биодизеля создают рабочие места в строительстве, эксплуатации и обслуживании заводов, в основном в сельских общинах. По данным Ассоциации возобновляемого топлива , только в 2005 году этаноловая промышленность создала почти 154 000 рабочих мест в США, увеличив доход домохозяйств на 5,7 млрд долларов. Она также внесла около 3,5 млрд долларов налоговых поступлений на местном, государственном и федеральном уровнях. [6] С другой стороны, в 2010 году отрасль получила 6,646 млрд долларов федеральной поддержки, не считая государственной и местной поддержки. [7]
На основе средней урожайности кукурузы в США за период с 2007 по 2012 год [8] переработка всего урожая кукурузы в США даст 34,4 миллиарда галлонов этанола, что составляет примерно 25% от спроса на готовое моторное топливо в 2012 году. [9]
В начале 20 века США использовали биотопливо . Например, модели Ford T работали на этаноловом топливе . Затем интерес к биотопливу пошел на спад до первого и второго нефтяных кризисов 1973 и 1979 годов. [ необходима цитата ]
Министерство энергетики создало Национальную лабораторию возобновляемой энергии в 1974 году и начало работу в 1977 году. NREL публикует статьи о биотопливе. Конгресс также проголосовал за Закон об энергетической политике в 1994 году и за более новый в 2005 году для продвижения возобновляемого топлива. [ необходима цитата ]
Конгресс установил регулярные поставки в соответствии с Законом об энергетической политике 2005 года, направленные на поощрение смешивания возобновляемых видов топлива с поставками топлива для автотранспортных средств нашей страны. Конгресс поддержал программу возобновляемых видов топлива в соответствии с Законом об энергетической независимости и безопасности 2007 года, содержащую конкретные годовые стандарты объема для полностью возобновляемого топлива, а также для фиксированных групп возобновляемого топлива на основе биомассы, биотоплива и усовершенствованного биотоплива. Переоцененные нормативные требования также включают новые критерии как для возобновляемых видов топлива, так и для сырья, используемого для их производства, включая пороговые значения выбросов парниковых газов за жизненный цикл.
Текущая программа Национального стандарта возобновляемого топлива (RFS1) была создана в соответствии с Законом об энергетической политике 2005 года , который внес поправки в Закон о чистом воздухе, установив первый национальный стандарт возобновляемого топлива. Конгресс США поручил Агентству по охране окружающей среды США (EPA) координировать работу с Министерством энергетики США , Министерством сельского хозяйства США и заинтересованными сторонами для разработки и внедрения этой новой программы. [10]
Стандарт возобновляемого топлива предусматривал ежегодное использование 7,5 млрд галлонов США (28 × 10 6 м 3 ) биотоплива к 2012 году, что расширило бы рынок биотоплива. [11]
Агентство по охране окружающей среды объявило, что Стандарт возобновляемого топлива 2009 года потребует от большинства нефтеперерабатывающих заводов, импортеров и производителей неоксигенатных смесей бензина заменить 10,21% своего бензина возобновляемым топливом, таким как этанол. Это требование направлено на то, чтобы гарантировать, что в 2009 году будет продано не менее 11,1 млрд галлонов США (42 × 10 6 м 3 ) возобновляемого топлива, в соответствии с целями, установленными Законом об энергетической независимости и безопасности 2007 года (EISA). В то время как требования RFS увеличиваются примерно на 23% — с 9 миллиардов галлонов США (34 × 10 6 м 3 ) в 2008 году до 11,1 миллиардов галлонов США (42 × 10 6 м 3 ) в 2009 году — процентные требования увеличиваются почти на треть, с 7,76% в 2008 году до 10,21% в 2009 году. [12]
Агентство по охране окружающей среды определяет, соответствуют ли производители топлива требованиям к возобновляемому топливу, проверяя идентификационные номера возобновляемых источников энергии , которые они предоставляют агентству.
RFS 2009 также наталкивается на то, что известно как «стена смеси». Чтобы решить проблему стены смеси, DOE и другие изучают использование смесей среднего диапазона, таких как E15 и E20 , для использования в стандартных транспортных средствах, работающих на бензине. Разрешение всем бензиновым смесям содержать до 20% этанола удвоит потенциальный рынок этанола. [12]
В мае 2009 года EPA опубликовало предлагаемые изменения в программе Национального стандарта возобновляемого топлива. Эти изменения касались изменений в программе Стандарта возобновляемого топлива, требуемых EISA. Пересмотренные нормативные требования устанавливают новые стандарты удельного объема для целлюлозного биотоплива , дизельного топлива на основе биомассы , усовершенствованного биотоплива и общего возобновляемого топлива, которые должны использоваться в качестве транспортного топлива каждый год. Пересмотренные нормативные требования также включают новые определения и критерии как для возобновляемого топлива, так и для сырья, используемого для его производства, включая новые пороговые значения выбросов парниковых газов (ПГ) для возобновляемого топлива. Нормативные требования к RFS будут применяться к отечественным и зарубежным производителям и импортерам возобновляемого топлива.
Из этих изменений несколько весьма примечательны. Во-первых, стандарт объема по RFS2 был увеличен с 2008 года с 5,4 до 9,0 млрд галлонов США (с 20 000 000 до 34 000 000 м 3 ). После этого требуемый объем продолжает увеличиваться по RFS2, в конечном итоге достигнув 36 млрд галлонов США (140 × 10 6 м 3 ) к 2022 году. [10]
EISA установила новые категории возобновляемого топлива и требования к приемлемости, включая установление первых обязательных пороговых значений сокращения парниковых газов для различных категорий топлива. Для каждого пути возобновляемого топлива выбросы парниковых газов оцениваются в течение полного жизненного цикла , включая производство и транспортировку сырья; изменение землепользования; производство, распределение и смешивание возобновляемого топлива; и конечное использование возобновляемого топлива. Затем выбросы ПГ сравниваются с выбросами жизненного цикла базовых нефтяных топлив 2005 года (базовый год установлен EISA как 2005), замещенных возобновляемым топливом, таким как бензин или дизельное топливо . Пороговые значения сокращения выбросов ПГ жизненного цикла, установленные EISA, варьируются от 20 до 60 процентов в зависимости от категории возобновляемого топлива.
Исследование 2022 года показало, что выбросы, вызванные изменением землепользования в результате RFS2, вероятно, были достаточно большими, чтобы помешать производству кукурузного этанола соответствовать требованиям по сокращению выбросов парниковых газов на 20 % для «обычного биотоплива» в соответствии с EISA. [14]
Спрос на этаноловое топливо в Соединенных Штатах был стимулирован открытием в конце 1990-х годов, что метилтретбутиловый эфир (МТБЭ) , кислородсодержащая добавка в бензине, загрязняет грунтовые воды. [2] [3] Из-за рисков широкомасштабных и дорогостоящих судебных разбирательств, а также из-за того, что использование МТБЭ в бензине было запрещено почти в 20 штатах к 2006 году, замена МТБЭ открыла новый рынок для этанолового топлива. [2] Этот сдвиг спроса на этанол как кислородсодержащую добавку произошел в то время, когда цены на нефть уже значительно выросли. [1] [15] Этот сдвиг также способствовал расширению использования бензохола E10 и резкому увеличению производства и продажи автомобилей E85 flex с 2002 года. [16]
Большинство автомобилей на дорогах США сегодня могут работать на смесях с содержанием этанола до 10% ( E10 ), а производители транспортных средств уже выпускают транспортные средства, предназначенные для работы на смесях с гораздо большим содержанием этанола. Хотя E10 является обязательным только в 10 штатах, смеси этанола в США доступны в других штатах как опциональные или добавляются в более низких процентах в качестве замены МТБЭ (используется для оксигенации бензина) без какой-либо маркировки, что делает смеси E присутствующими в двух третях поставок газа в США. [18]
Ford , DaimlerChrysler и GM входят в число автомобильных компаний, которые продают автомобили, грузовики и минивэны с « гибким топливом », которые могут использовать смеси бензина и этанола, начиная от чистого бензина и заканчивая 85% этанола ( E85 ). К середине 2008 года на дорогах США находилось около семи миллионов автомобилей, совместимых с E85. [16] Однако опрос 2005 года показал, что 68% американских владельцев автомобилей с гибким топливом не знали, что у них есть E85 flex. [2] Это связано с тем, что внешний вид автомобилей с гибким и негибким топливом выглядит абсолютно одинаково; между ними нет разницы в цене продажи; неосведомленность потребителей о E85; а также решение американских автопроизводителей не размещать какую-либо внешнюю маркировку, чтобы покупатели могли знать, что они приобретают автомобиль с E85. [2] [19] С 2006 года многие новые модели FFV в США оснащаются ярко-желтой крышкой бензобака, чтобы напомнить водителям о возможностях E85, [20] [21] [22] [23] а GM также использует значки с текстом «Flexfuel/E85 Ethanol», чтобы четко обозначить автомобиль как E85 FFV. [24] [25]
Основным ограничением, препятствующим продажам автомобилей E85 flex или заправке E85, является ограниченная инфраструктура, доступная для продажи E85 населению, так как к октябрю 2008 года насчитывалось всего 1802 заправочных станции, продающих E85 населению во всех США, [26] с большой концентрацией станций E85 в штатах кукурузного пояса , во главе с Миннесотой с 357 станциями, больше, чем в любом другом штате, за ней следуют Иллинойс с 189 станциями, Висконсин со 118 и Миссури со 112. [26] [27] Только в семи штатах E85 недоступен населению: Аляска , Гавайи , Мэн , Нью-Гэмпшир , Нью-Джерси , Род-Айленд и Вермонт . [26] Основным ограничением для более быстрого расширения доступности E85 является то, что для этого требуются специальные резервуары для хранения на заправочных станциях [2] , по оценочной стоимости в 60 000 долларов США за каждый специальный резервуар для этанола. [28]
Chrysler, General Motors и Ford обязались производить 50 процентов всей своей линейки автомобилей в качестве автомобилей с гибким топливом в 2012 модельном году, если будет создана достаточная инфраструктура для заправки. [20] [29] [30] Что касается энергетической политики, избранный президент Барак Обама в ходе своей предвыборной кампании пообещал значительно сократить потребление нефти, приняв меры, которые, среди прочего, включают обязательное наличие у всех новых автомобилей возможности использования FFV к концу 2013 года. [31]
Компания GreenHunter Energy, Inc. начала коммерческую эксплуатацию своего завода по переработке биодизеля в Хьюстоне, штат Техас , который может производить 105 миллионов галлонов США в год (400 × 10 3 м 3 /год) биодизеля. [ требуется ссылка ] Такая производственная мощность делает его крупнейшим заводом по переработке биодизеля в Соединенных Штатах, едва опережая завод по переработке биодизеля мощностью 100 миллионов галлонов США в год (380 × 10 3 м 3 /год), построенный компанией Imperium Renewables в Вашингтоне .
Для сравнения, общая производственная мощность США по производству биодизеля достигла 2240 миллионов галлонов США в год (8,5 × 10 6 м 3 /год) в 2007 году, хотя плохие рыночные условия удерживали производство в 2007 году на уровне около 450 миллионов галлонов США (1,7 × 10 6 м 3 ), согласно данным Национального совета по биодизелю (NBB). [32]
В 2006 году Fuel Bio открыла крупнейший завод по производству биодизеля на восточном побережье США в Элизабет , штат Нью-Джерси . Производство Fuel Bio способно производить номинальную мощность в 50 миллионов галлонов США (190 × 10 3 м 3 ) биодизеля в год. [33]
Метанол был впервые получен путем пиролиза древесины, что привело к его общему английскому названию wood alcohol . В настоящее время метанол обычно производится с использованием метана , главного компонента природного газа , в качестве сырья. Он также может быть получен путем пиролиза многих органических материалов или по Фишеру-Тропшу из синтетического газа , поэтому его называют биометанолом. Производство метанола из синтетического газа с использованием Biomass-To-Liquid может предложить производство метанола из биомассы с эффективностью до 75%. Широко распространенное производство по этому маршруту имеет постулируемый потенциал (см. ссылку Olah выше) для предложения метанолового топлива по низкой цене и с пользой для окружающей среды. Однако эти методы производства не подходят для мелкомасштабного производства .
Успешные программы испытаний в Европе и США, в основном в Калифорнии , были проведены с метаноловыми гибкими топливными автомобилями , известными как M85 гибкие топливные автомобили. [34] [35] Ford начал разработку гибкого топливного автомобиля в 1982 году, и между 1985 и 1992 годами было построено и доставлено в Калифорнию и Канаду 705 экспериментальных FFV, включая 1.6L Ford Escort , 3.0L Taurus и 5.0L LTD Crown Victoria . Эти автомобили могли работать как на бензине, так и на метаноле с одной топливной системой. Было принято законодательство, поощряющее автомобильную промышленность США начать производство, которое началось в 1993 году для M85 FFV в Ford. [34] [36]
В 1996 году был разработан новый FFV Ford Taurus, модели которого полностью могли работать как на метаноле, так и на этаноле, смешанном с бензином. [34] [37] Эта этаноловая версия Taurus стала первым коммерческим производством FFV E85. [38] Импульс программ производства FFV в американских автомобильных компаниях продолжался, хотя к концу 1990-х годов акцент сместился на версию E85, как и сегодня. [34] Этанолу отдали предпочтение перед метанолом из-за большой поддержки со стороны фермерского сообщества, а также благодаря государственным программам стимулирования и субсидиям на этанол на основе кукурузы. [39]
В 2005 году губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер прекратил использование метанола после 25 лет и 200 миллионов миль успешной эксплуатации, чтобы присоединиться к расширяющемуся использованию этанола, продвигаемому производителями кукурузы. Несмотря на это, он был оптимистичен относительно будущего программы, заявляя, что «она вернется». В 2009 году этанол стоил от 2 до 3 долларов за галлон, в то время как метанол, произведенный из природного газа, оставался на уровне 47 центов за галлон. В настоящее время в Калифорнии действует более 60 заправочных станций, поставляющих метанол на своих насосах. [ необходима цитата ]
Группа инженеров-химиков из Университета Арканзаса разработала метод преобразования обычных водорослей в бутанол , который может использоваться в качестве топлива в существующих бензиновых двигателях внутреннего сгорания. Водоросли выращиваются в желобах «Raceway», а рост водорослей усиливается за счет подачи высоких концентраций углекислого газа через мембраны из полых волокон. [40]
Были подняты вопросы о количестве энергии, необходимой для производства топливного этанола, по сравнению с количеством энергии, которое он выделяет при сгорании. В зависимости от того, кого вы спросите, вы можете получить разный ответ относительно того, производит ли этанол из кукурузы больше энергии, чем потребляет. [41]
Поэтому такие компании, как BP и DuPont, рассматривают следующее поколение биотоплива, в частности, изучая бутанол. [42]
Конкретные преимущества использования бутанола по сравнению с этанолом включают более высокую энергоемкость на кг, возможность смешивания в более высоких концентрациях без дальнейшей адаптации транспортных средств и возможность использования существующей инфраструктуры хранения/транспортировки. [43]
Использование кукурузы в качестве сырья для производства этанола или бутанола кажется невозможным без значительных технологических улучшений относительно урожайности. В настоящее время из одного бушеля кукурузы (373 л/т) можно получить около 2,5 галлонов США (9,5 л) бутанола. [44] Между тем, из одного бушеля кукурузы (410 л/т) можно получить около 2,75 галлонов США (10,4 л) этанола. [45] Наше текущее производство этанола составляет около 5 миллиардов галлонов США в год (19 × 10 6 м 3 /год), но для этого требуется 20% урожая кукурузы в Соединенных Штатах и заменяет только 1% ее потребления нефти. [41] Достижение мандата на биотопливо в 36 миллиардов галлонов США (140 × 10 6 м 3 ) к 2022 году было бы сложной задачей, если бы в качестве сырья использовалось только кукурузное зерно. [46]
Многие целлюлозные биомассовые материалы производят метан естественным образом. Метан является основным компонентом природного газа. Природный метан часто считается источником загрязнения от свалок, молочных ферм и источников отходов жизнедеятельности человека. Агентство по охране окружающей среды регулярно выпускает правила по сокращению выбросов метана от свалок [47] и других источников.
Естественные выбросы метана , обычно называемые свалочным газом или биогазом , недостаточно чисты, чтобы их можно было напрямую вводить в Национальную систему газопроводов США, но для этого была разработана технология. [48] Газ трубопроводного качества называется возобновляемым природным газом (RNG).
В июле 2014 года Агентство по охране окружающей среды вынесло постановление о том, что RNG, произведенный на свалках, будет подпадать под категорию топлива D3 RIN в соответствии с RFS2. [49] За один месяц производство D3 RIN резко возросло с 4000, зарегистрированных в июле, до 3,49 миллиона в августе 2014 года. Как видно из 4000 кредитов D3 RIN, выданных в июле 2014 года, промышленность не достигла существенного прогресса в разработке экономически жизнеспособного топлива D3 до постановления Агентства по охране окружающей среды о том, что RNG, произведенный на свалках, будет подпадать под категорию топлива D3.
Генерация D3 RIN продолжала расти, и два года спустя, в августе 2016 года, она составила 15,6 млн EGE (галлонов этанолового эквивалента). [50] В 2015 году более 98% выданных кредитов D3 RIN были выданы для RNG.
Американский совет по биогазу полагает, что из существующего потока отходов в США можно ежегодно производить 17,9 млрд. эквивалентов дизельного галлона RNG. [51]
Исследователи сельскохозяйственного центра Университета штата Луизиана в Институте биотоплива и биопереработки Луизианы изучают регулярное производство биомассы для экономически выгодного преобразования в биотопливо и биоэнергию с использованием существующей инфраструктуры нефтеперерабатывающих заводов. Этот проект, называемый LSU AgCenter Sustainable Bioproducts Initiative, [52] включает в себя команду партнеров из университета и промышленности, которые изучают, как использовать энергетический тростник и сахарное сорго, чтобы помочь оживить сахарную и химическую промышленность Луизианы. Проект расширит южный региональный сельскохозяйственный сектор Соединенных Штатов за счет использования сладкого сорго и энергетического тростника для производства бутанола, бензина, изопрена и побочных химических продуктов. Разработчики считают, что проект в конечном итоге внесет значительный вклад в улучшение благосостояния сельских районов и создание рабочих мест в южном регионе Соединенных Штатов. [53]
Исследователь из Мичиганского государственного университета Брюс Дейл утверждает, что 30% энергии США может быть достигнуто к 2030 году. Выбросы парниковых газов сокращаются на 86% для целлюлозы по сравнению с сокращением на 29% для кукурузы. Сейчас в Джорджии строится завод, который будет производить до 100 миллионов галлонов США (380 000 м 3 ) в год. [54]
Губернатор Миннесоты Тим Поленти подписал законопроект в мае 2008 года, который потребует, чтобы все дизельное топливо, продаваемое в штате для использования в двигателях внутреннего сгорания, содержало не менее 20% биодизеля к 1 мая 2015 года. [55]
Губернатор Орегона Тед Кулонгоски подписал закон в июле 2007 года, который потребует, чтобы весь бензин, продаваемый в штате, был смешан с 10% биоэтанола , смесь, известная как BE10, а все дизельное топливо, продаваемое в штате, было смешано с 2% биодизеля , смесь, известная как BD2. [56] В настоящее время в Орегоне находится единственная в стране биотопливная станция, которая может использоваться любым типом транспортного средства.
Министерство энергетики США объявило [57] , что оно выбрало шесть университетских проектов по передовому биотопливу, которые получат до 4,4 млн долларов США при условии ежегодного ассигнования. Лауреаты — Georgia Tech Research Corporation , University of Georgia , University of Maine , Montana State University , Steven's Institute of Technology в Нью-Джерси и University of Toledo в Огайо — получат финансирование на проведение исследований и разработок экономически эффективных и экологически чистых технологий преобразования биомассы для превращения непищевого сырья в передовое биотопливо. В сочетании с долей расходов университета в размере 20% более 5,7 млн долларов США планируется инвестировать в эти проекты.
Большинство проектов будут связаны с микробиологией , включая проекты Университета Джорджии и Университета штата Монтана, которые оба сосредоточены на производстве масел из водорослей. Университет Джорджии будет исследовать использование птичьего помета для производства недорогих питательных веществ для водорослей, в то время как Университет штата Монтана в партнерстве с Университетом штата Юта будет исследовать содержание масла, рост и производство масла культурами водорослей в открытых прудах. Применяя микробиологию к преобразованию биомассы, Университет штата Мэн будет изучать использование бактерий для создания биотоплива из доступного в регионе сырья, такого как ил морских водорослей и отходы бумажных фабрик, в то время как Университет Толедо попытается использовать гранулы, содержащие ферменты, для эффективного преобразования целлюлозной биомассы в этанол.
Напротив, Georgia Tech Research Corporation и Steven's Institute of Technology изучают газификацию биомассы . Georgia Tech оценит два экспериментальных газификатора, работающих на лесных отходах , в то время как Steven's Institute испытает новый микроканальный реактор , который газифицирует пиролизное масло , похожее на нефть масло, полученное путем воздействия высоких температур на источники биомассы, такие как древесная щепа, в отсутствие кислорода. Газифицированную биомассу можно использовать в качестве газообразного топлива или пропускать через катализатор для получения широкого спектра жидких топлив и химикатов.
К сожалению, стоимость производства этанола из целлюлозного сырья, такого как древесная щепа, по-прежнему примерно на 70% выше, чем производство из кукурузы, из-за дополнительного этапа в процессе производства по сравнению с производством этанола, полученного из кукурузы. До недавнего времени идея извлечения этанола из сельскохозяйственных отходов и других источников едва держалась за жизнь в закоулках университетских кампусов и федеральных лабораторий из-за производственных проблем, а также необходимости объединения большой команды специалистов.
Подумайте: нахождение бактерии из желудочно-кишечного тракта коровы или из слоновьего навоза, которая имеет правильный фермент для расщепления целлюлозы, а затем привлечение генетиков для модификации этого фермента не позволило этому обескураживающему подвигу выйти за рамки эмбрионального состояния. Теперь все меняется с гонкой примерно тридцати компаний, пытающихся совершить этот алхимический подвиг, и в процессе работы напрямую или координируя свои действия с: экологическими группами, биотехнологическими фирмами, некоторыми крупными нефтяными компаниями, химическими гигантами, автопроизводителями, ястребами обороны и венчурными капиталистами. Победителем станет тот, кто сможет производить целлюлозный этанол в массовых количествах с наименьшими затратами за галлон.
Поскольку большинство таких биотопливных компаний ( Iogen Corporation, SunOpta 's BioProcess Group, Genencor , Novozymes , [58] Dyadic International, Inc. (DYAI), базирующаяся в Канзас-Сити Alternative Energy Sources , Inc. [Nasdaq:AENS], Flex Fuels USA, базирующаяся в Хантсвилле, штат Алабама (теперь принадлежит Alternative Energy Sources), [59] или BRI Energy, LLC, [60] Abengoa Bioenergy ) [61] расположены в Северной Америке, Соединенные Штаты находятся в уникальном положении, чтобы стать лидером в разработке, производстве и продаже нового источника энергии.
Компания Archer-Daniels-Midland Company (ADM) вложила значительные средства в строительство около 100 заводов по производству кукурузного этанола, известных как биоперерабатывающие заводы, и производит около одной пятой поставок этанола в стране. Это произошло из-за сезонного перепроизводства на ее заводах по производству кукурузного сиропа , когда излишки были доступны для производства этанола. ADM находится в уникальном положении, чтобы использовать неиспользованные части урожая кукурузы и преобразовывать ранее выброшенные отходы в жизнеспособный продукт. [62] Оболочка, окружающая кукурузу, содержит волокна, которые микроорганизмы, производящие этанол, не могут использовать в Декейтере, штат Иллинойс , гиганте по переработке зерна. Выяснение того, как преобразовать волокна в большее количество сахара, может увеличить производительность существующего завода по производству кукурузного этанола на 15%. Следовательно, ADM не придется выяснять, как собирать новый источник биомассы, а просто использовать существующую инфраструктуру для сбора кукурузы. Руководители ADM хотят получить государственную помощь для строительства завода, который может стоить от 50 до 100 миллионов долларов. ADM наняла главу отдела переработки нефти в Chevron , Патрисию А. Верц, чтобы превратить ADM в Exxon-Mobil в этаноловой промышленности. [63]
Тем временем, химический гигант DuPont пытается выяснить, как построить биоперерабатывающий завод, работающий на кукурузной соломе — стеблях и листьях, которые остаются на поле после сбора урожая фермерами. Цель компании — производить этанол из целлюлозы так же дешево, как из кукурузных зерен, к 2009 году. Если это сработает, технология может удвоить количество этанола, производимого кукурузным полем.
Cello Energy предложила производить биотопливо из древесной щепы и другой биомассы. В 2010 году Агентство по охране окружающей среды планировало смешать 100,7 миллионов галлонов биотоплива с топливным запасом страны, при этом 70 процентов биотоплива поставляла Cello Energy. [64] Однако в 2010 году компания объявила о банкротстве после проигрыша в федеральном суде по делу о мошенничестве с инвесторами. [65] [66]
Корпорация Diversa , биотехнологическая компания из Сан-Диего , исследовала, как биомасса преобразуется в энергию в естественной среде. Они обнаружили, что ферменты, присущие бактериям и простейшим , населяющим пищеварительные тракты домашних термитов, эффективно преобразуют 95% целлюлозы в ферментируемые сахара. Используя запатентованные технологии извлечения и клонирования ДНК , они смогли выделить ферменты, разрушающие целлюлозу. Воссоздав этот естественный процесс, компания создала коктейль из высокопроизводительных ферментов для промышленных средств производства этанола. Хотя эта работа все еще находится на ранних стадиях, первоначальные результаты многообещающие. В настоящее время эти дорогостоящие ферменты стоят около 25 центов за галлон этанола, хотя эта цена, скорее всего, снизится вдвое в ближайшие годы.
Строительство первого в США коммерческого завода по производству целлюлозного этанола начнется в штате Айова в феврале 2007 года. Завод Voyager Ethanol в Эмметсбурге , принадлежащий компании POET, LLC , будет преобразован из обычного завода по сухой переработке кукурузы производительностью 50 миллионов галлонов США в год (190 × 10 3 м 3 /год) в промышленный биоперерабатывающий завод производительностью 125 миллионов галлонов США в год (470 × 10 3 м 3 /год), производящий этанол не только из кукурузы, но и из стеблей, листьев и початков кукурузного растения.
Большинство заводов по производству этанола используют природный газ для питания своего технологического оборудования. Процесс, который будет использоваться на заводе в Эмметсбурге, позволит заводу производить на 11% больше этанола по весу кукурузы и на 27% больше по площади кукурузы. Процесс сокращает потребность завода в ископаемом топливе на 83% за счет использования части его собственных побочных продуктов для получения энергии. Завод стоимостью 200 миллионов долларов должен начать работу в феврале, а его завершение займет около 30 месяцев. Завершение проекта зависит от частичного финансирования из гранта USDOE, что вероятно, поскольку правительство США рассматривает проект возобновляемой энергии как полномасштабную проблему национальной безопасности.
Green Plains Renewable Energy утверждает, что является четвертым по величине производителем этанолового топлива в Северной Америке (по состоянию на февраль 2012 г.) [67]
Возобновляемые источники энергии в США:
Общий:
Международный:
{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link){{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link){{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link) CS1 maint: bot: original URL status unknown (link){{cite web}}: |author=имеет общее название ( помощь ){{cite web}}: |author=имеет общее название ( помощь ){{cite web}}: |author=имеет общее название ( помощь )