Раз, два, три, четыре - и мы заправляем наши автомобили травой с лужаек и древесной стружкой вместо импортной нефти. Однако не все так просто. Ученым давно известно, как перерабатывать деревья в этанол, но делать это, получая прибыль - совсем другое дело. Мы можем заправлять автомобили травой с лужаек, но не делаем этого из-за отсутствия цены, приемлемой для людей. Вся проблема - в целлюлозе...
Это самая распространенная органическая молекула на планете, потенциально неограниченный источник энергии. Но эту молекулу сложно разбить на составляющие.
Ученые во многих странах мира сейчас усиленно работают над поиском самого эффективного способа расщепления целлюлозы, и, как следствие, получением более продуктивного и экономичного источника топлива и энергии.
Эволюция позволила животным делать это без проблем: у коров, коз и оленей есть особый желудок, где обитают микроорганизмы, переваривающие эту молекулу; у термитов в пищеварительных каналах есть сотни микроорганизмов, которые помогают ее перерабатывать.
Пока ученые бьются над снижением стоимости альтернативных энергетических ресурсов, политики за последние 2 года сошлись на том, что следует поставить нефть на задний план.
Для этого много причин – цель по сокращению нашей зависимости от нестабильных нефтяных регионов, парниковых газов и нормализация цен на нефть. Очевидно, что США хочет заменить 1 млрд. галлонов бензина альтернативным топливом и то побыстрее.
Даже ветеран нефтяной индустрии Джордж Буш признал, что «Америка имеет зависимость от нефти» и установил цель по замене 20% (35 млрд. галлонов) ежегодного потребления бензина страной возобновляемым топливом к 2017 году.
Но как? Водород пока далек от реальности, заправлять автомобили электричеством, генерированным ветром или солнцем - сложная задача. Остается лишь этанол.
На сегодня мы производим его из зерен кукурузы, потому что это легче сделать, чем получить целлюлозный этанол. Но в лучшем случае он производит на 30% больше энергии, чем потребовалось для выращивания и обработки кукурузы.
Кроме этого, удобрения для сырья и интенсивное культивирование загрязняют водные ресурсы, а растущий спрос поднимает цены на продовольствие. По подсчетам, этанол из кукурузы сможет произвести только 15 млрд. галлонов топлива к 2017 году.
Целлюлозный этанол, в теории, намного лучшая ставка. Растения, пригодные для производства этанола такого рода - это просо прутьевидное, быстрорастущее растение, произрастающее на плато Великие Равнины (США и Канада) и тополя, непригодные для продовольствия.
И, согласно совместному исследованию Департамента энергетики и сельского хозяйства США, мы можем выращивать более 1 млрд. тонн такой биомассы на доступной сельскохозяйственной земле, используя минимальное количество удобрений.
Фактически, около 2/3 того, что мы выбрасываем в мусор, содержит целлюлозу, а значит и потенциальное топливо. Целлюлозный этанол производит на 80% больше энергии, чем необходимо для ее выращивания и преобразования.
Поэтому волна общественного и частного финансирования выливается в исследовательские лаборатории. Рискованные капиталисты инвестируют сотни миллионов долларов в разработку технологии целлюлозы. Бритиш Петролеум выделяет $500 млн для Института по бионаукам, которым управляет Университет Иллинойса и Беркли.
Департамент энергетики обязался выделить $385 млн 6 компаниям, которые строят целлюлозные демонстрационные заводы. В июне Департамент энергетики выделило $125 3-м биоэнергетическим центрам на исследование целлюлозного биотоплива.
Но есть одна зацепка: никто еще не выяснил, как генерировать энергию из растений по конкурентоспособной цене. Поэтому на дорогах еще нет ни одного автомобиля, который бы использовал хоть каплю целлюлозного этанола.
Целлюлоза по своему строению - прочная молекула. И это связано с тем, что 400 млн. лет назад, когда растения вышли на сушу из воды им нужны были крепкие стенки, чтобы защитить себя от микробов, элементов и животных. Чтобы пробить эту броню, необходимо обработать стенки растений химическими веществами.
