Maa- ja metsätalouden jätteistä raaka-ainetta liikennepolttoaineen valmistukseen

VTT:n mukaan maa- ja metsätalouden jätteet koostuvat pääasiassa lignoselluloosasta, jonka sokeriyhdisteitä mikrobit eivät voi sellaisenaan käyttää hyväkseen etanolin tuotannossa. Projektissa kehitetään entsyymejä, joilla voidaan pilkkoa lignoselluloosa käymiskelpoisiksi sokereiksi.

Tavoitteena on myös räätälöidä mikrobien aineenvaihduntaa niin, että ne voivat tuottaa sokereista etanolia taloudellisesti ja tehokkaasti suuria määriä. Projektissa testataan entsyymien ja hiivakantojen soveltuvuutta biopolttoaineen teollisiin valmistusprosesseihin.

Nemo-projektissa (Novel high performance enzymes and micro-organisms for conversion of lignocellulosic biomass to bioethanol) kehitetään toisen sukupolven tuotantoteknologiaa lignoselluloosapitoisen raaka-aineen hyödyntämiseksi etanolin tuotannossa. Toisen sukupolven biopolttoaineen taloudellinen tuotanto edellyttää vielä teknologioiden edelleen kehittämistä.

Tuotanto sisältää neljä vaihetta

VTT:n mukaan nykyisin lähes kaikki biopolttoaine tuotetaan ensimmäisen sukupolven teknologialla, joka perustuu pääasiassa sokeriruo’on sakkaroosin tai maissista saatavan tärkkelysperäisen rypälesokerin eli glukoosin käyttöön raaka-aineena. Sokeriruokoa lukuun ottamatta nykyiset tuotantotavat eivät ole riittävän tehokkaita ja niiden hiilidioksidipäästöjä hillitsevät vaikutukset eivät ole riittävät.

Etanolin tuotanto sisältää neljä vaihetta, jotka ovat raaka-aineen esikäsittely, hiilihydraattien muuntaminen polymeereistä sokereiksi, sokerien käyttäminen mikrobien avulla etanoliksi ja lopuksi etanolin tislaus.

Nemo-projektissa keskitytään esikäsittelymenetelmiin, selluloosan pilkkomiseen entsyymien avulla ja syntyneen sokerin käyttämiseen räätälöityjen mikrobien avulla.

Hiivat ovat projektin koordinaattorin, VTT:n tutkimusprofessori Merja Penttilänmukaan erittäin hyviä tuotanto-organismeja ja niiden avulla etanolia voidaan tuottaa teollisesti erittäin suuria määriä. Entsyymien avulla sokerit voidaan vapauttaa lignoselluloosasta hellästi niin, että sokeriliuos on mikrobeille myrkyttömämpää.

Liikenteen biopolttoaineita tuotettaessa tarvitaan hiiltä, jota saadaan uusiutuvasta biomassapohjaisesta raaka-aineesta. Liukoinen bioetanoli on sekoitettavissa liikennepolttoaineeseen. Käytännössä fermentaatio eli käyminen on tehokkain bioetanolin valmistustapa.

VTT osallistuu projektissa sekä tehokkaiden entsyymien että hiivatuotto-organismien kehittämiseen.

Miljoonahanke

EU suosittelee jäsenmailleen tavoitteeksi korvata 5,75 prosenttia liikennepolttoaineesta biopolttoaineilla viimeistään vuonna 2010 ja edellyttää uusiutuvien energialähteiden osuudeksi liikenteessä 10 prosenttia vuonna 2020. Sen vuoksi on tarvetta kehittää lähivuosina uutta teknologiaa bioetanolin ympäristöystävällisen ja taloudellisen tuotannon varmistamiseksi, VTT kertoo.

Nelivuotisen Nemo-projektin kokonaiskustannukset ovat 8,2 miljoonaa euroa. Projektiin osallistuvat Suomesta VTT, Helsingin yliopisto ja Roal Oy.

Lähde: Bioweb / Tekniikka ja Talous, 19.8.09