Maa- ja metsätalouden jätteistä raaka-ainetta liikennepolttoaineen valmistukseen
VTT on käynnistänyt laajan eurooppalaisen projektin, joka kokoaa
eurooppalaiset tutkimuslaitokset ja yritykset kehittämään toisen sukupolven
biopolttoainetta. EU:lta 5,9 milj. euron rahoituksen saaneessa
NEMO-projektissa kehitetään maa- ja metsätalouden jätteistä - esimerkiksi
oljesta ja hakkeesta - sekä energiakasveista biopolttoaineen valmistukseen
soveltuvaa raaka-ainetta.
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-projekti (Novel high performance
enzymes and micro-organisms for conversion of lignocellulosic biomass to
bioethanol) kestää neljä vuotta ja siinä kehitetään toisen sukupolven
tuotantoteknologiaa lignoselluloosapitoisen raaka-aineen hyödyntämiseksi
etanolin tuotannossa. Toisen sukupolven biopolttoaineen taloudellinen tuotanto
edellyttää vielä teknologioiden edelleen kehittämistä.
Tällä
hetkellä 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: raaka-aineen esikäsittelyn, hiilihydraattien muuntamisen
polymeereistä sokereiksi, sokerien käyttämisen mikrobien avulla etanoliksi ja
lopuksi etanolin tislauksen. Raaka-aineen esikäsittelyyn kehitetään maailmalla
erilaisia teknologioita. NEMO-projektissa keskitytään esikäsittelymenetelmiin,
selluloosan pilkkomiseen entsyymien avulla ja syntyneen sokerin käyttämiseen
räätälöityjen mikrobien avulla.
Hiivat
ovat projektin koordinaattorin, VTT:n tutkimusprofessori Merja Penttilän
mukaan 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.
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.
Nelivuotisen
NEMO-projektin kokonaiskustannukset ovat 8,2 milj. euroa. EU rahoittaa
hanketta 5,9 milj. eurolla.
VTT:n koordinoimaan
NEMO-projektiin osallistuu useita eurooppalaisia tutkimuslaitoksia sekä
entsyymien, etanolin ja kemikaalien tuottajia. NEMO-projektin jäsenet: VTT
(Suomi), Lunds Universitet (Ruotsi), Helsingin yliopisto, Universiteit Utrecht
(Hollanti), VIB (Belgia), Chalmers Tekniska Högskola Ab (Ruotsi), Johann
Wolfgang Goethe Universität Frankfurt am Main (Saksa), Ecole Polytechnique
Federale de Lausanne (Sveitsi), Université de la Mediterranée D’aix-Marseille
(Ranska), Universitá Degli Studi di Milano (Italia), Koninklijke Nederlandse
Akademie van Wetenschappen (Hollanti), Univerza V Ljubljani (Slovenia),
Chemtex Italia srl (Italia), Dyadic Nederland BV (Hollanti), Green Sugar GmbH
(Saksa), Sekab E-Technology (Ruotsi), Syngenta Crop Protection AG (Sveitsi) ja
Roal Oy (Suomi).
