实验室指出糖是生物燃料理想原料的关键因素
普遍的看法是,高大,生长快的树木最适合生物质,但美国能源部两个国家实验室的最新研究表明,树木的大小只是其中的一部分。美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)和橡树岭国家实验室(ORNL)的科学家认为,具有同等经济意义的是木质纤维素生物质可转化为糖的量。燃料。
在由木质生物质生产生物燃料的过程中,原料代表着一笔可观的费用,其中包括树木的种植,收割和运输费用。种植者通常会考虑每英亩可以种植多少棵树木,而很少考虑这些树木将产生多少燃料或燃料质量。
研究人员分析了俄勒冈州种植的900棵黑杨木样品,以确定其大小和组成的变化如何影响原料质量和生物炼制经济。
ORNL的生物化学工程师,项目负责人Brian Davison表示:“这些差异确实带来了经济差异。
新论文《生物能源作物的产量和成分变化的经济影响:毛果杨》发表了新的论文,该论文发表在《生物燃料,生物产品和生物精炼》杂志上。除了Davison之外,其他合著者还有NREL的Renee Happs,Andrew Bartling,Crissa Doeppke,Anne Harman-Ware,Mary Biddy和Mark Davis。以及来自ORNL的Erin Webb,Robin Clark,Chen-Gui Chen,Gerald Tuskan和Wellington Muchero。
每年每英亩产生的燃料量和最低燃料销售价格(MFSP)与树的大小密切相关。研究人员发现,但考虑到最大的25%的树木,其大小和含糖量与MFSP几乎具有相同的重要性。
NREL的分析化学家,论文的主要作者哈普斯说:“从长远来看,就生物炼油厂而言,通过选择能给您带来最多糖分的基因型,总价值可达数百万美元。”
科学家们选择了黑杨木进行研究,因为它的生长速度快且在北美地区盛行。种植大约七年后即可准备收成。除了含糖量之外,研究人员还分析了木质素的含量,木质素形成了难以分解的坚硬细胞壁和树皮。分析提供了使用黑杨木作为生物燃料原料的技术经济分析。
可以克隆具有最佳属性的树以进行快速传播。戴维森说:“我们还可以选育能够增加糖含量和生长的关键基因。”
进行杨木样本技术经济分析的巴特林说:“我们观察到组成和大小之间没有相关性,这意味着我们可以选择性地繁殖以同时最大化这两个属性,而又无需彼此权衡。”
基因工程可以使糖含量进一步提高。研究人员使用计算机模型评估了一个假设场景,该场景涉及两个克隆,其中两个较小的树木中的糖含量增加了5%。额外的糖含量降低了MFSP,强调了成分如何开始补偿较小树木的经济损失-也许是在恶劣条件下无法使树木长得这么大的地区。
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