В этом контексте вместе с водородом используются обрезные материалы из области лесного хозяйства. Водород получают путем разделения воды на водород и кислород с использованием электричества - другими словами, с использованием электролиза воды. В будущем это позволит использовать избыток электроэнергии для производства этанола.

"Общий процесс в основном состоит из технически зрелых подпроцессов. Однако состав технологических этапов и заключительный этап - гидрирование уксусной кислоты с получением этанола - являются новыми", - объясняет Даниэль Клюх, докторант кафедры систем возобновляемой энергии в кампусе TUM Straubing.

Затраты на этанол при новом способе производства являются конкурентоспособными

Исследователи также оценили экономическую целесообразность. "Цены, которые мы рассчитали, основаны на предположениях относительно сырья и энергии. Мы не используем никаких текущих рыночных цен. Основой расчета наших цен на компоненты химической системы является 2020 год", - объясняет Клюх. Самая низкая стоимость этанола в моделировании составила 0,65 евро за литр, при затратах на биомассу 20 евро за мегаватт-час, затратах на электроэнергию 45 евро за мегаватт-час и объеме производства примерно 42 килотонны этанола в год.

"Таким образом, при существующих вариантах производства лигноцеллюлозного этанола затраты являются конкурентоспособными. Цена на этанол очень чувствительна к затратам на электроэнергию и колеблется между 0,56 и 0,74 евро за литр", - объясняет доцент Кристиан Мелин из LUT в Финляндии. Одной из причин высокой рентабельности является то, что выход этанола намного выше по сравнению с традиционным процессом ферментации биоэтанола из соломы или древесины. В результате этого процесса получается от 1350 до 1410 литров этанола, по сравнению с 200-300 литрами этанола при традиционном способе на сухую тонну биомассы.

Где могли бы быть расположены производственные мощности

Часть исследования сосредоточена на различном географическом расположении производственных площадок, что позволило бы достичь определенной степени независимости от поставщиков. "Страны с высоким потенциалом производства древесных отходов и экологически чистой электроэнергии, такие как Финляндия или даже Канада, могут служить производителями уксусной кислоты, которая на заключительном этапе процесса гидрогенизируется с получением этанола", - объясняет профессор. Туомас Койранен из ЛУТ.

"Мы надеемся, что в будущем такие страны, как Германия, получат экологически чистую электроэнергию и смогут осуществлять гидрирование уксусной кислоты до этанола на внутреннем уровне. Однако Германия не располагает потенциалом древесных отходов для крупномасштабной газификации биомассы, которая требуется для синтеза уксусной кислоты", - добавляет профессор. Маттиас Гадерер, профессор систем возобновляемой энергетики в TUM.

Технология нуждается в дальнейшем совершенствовании

При использовании экологически чистого электричества для питания электролиза этот процесс может привести к низкому содержанию CO₂ топливо, обладающее потенциалом сокращения выбросов парниковых газов на 75 процентов по сравнению с ископаемым топливом, таким как бензин. В качестве топлива используется этанол. Его можно использовать как в виде бензина Е-10 с 10-процентным содержанием этанола в топливной смеси для обычных автомобилей, как это уже имеет место, так и в виде ED95, который на 95 процентов состоит из этанола, в качестве заменителя дизельного топлива для перевозки тяжелых грузов.

С помощью своего моделирования процесса ученые продемонстрировали конкурентоспособность процесса. "Чтобы коммерциализировать этот продукт, необходимо еще больше повысить степень технологической зрелости. Следующие шаги могут повлечь за собой дальнейшие разработки катализаторов, проектирование реактора, а также строительство и эксплуатацию пилотной системы", - говорит профессор. Гадерер.