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Jun 03, 2023

El DOE otorgará 118 millones de dólares a 17 proyectos para acelerar la producción nacional de biocombustibles

El Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) otorgará unos 118 millones de dólares en financiación para 17 proyectos destinados a acelerar la producción de biocombustibles sostenibles. Elaborado a partir de materias primas nacionales ampliamente disponibles y

El Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) otorgará unos 118 millones de dólares en financiación para 17 proyectos destinados a acelerar la producción de biocombustibles sostenibles. Elaborados a partir de materias primas nacionales ampliamente disponibles y tecnologías de refinación avanzadas, los biocombustibles densos en energía proporcionan un camino para combustibles bajos en carbono que pueden reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el sector del transporte y acelerar la bioeconomía.

La financiación de nuevos sistemas de procesos de biorrefinería puede ser una barrera para la comercialización de biocombustibles avanzados, y esta financiación reducirá las incertidumbres tecnológicas y permitirá el despliegue industrial.

Los proyectos también respaldan el objetivo del Gran Desafío de Combustible de Aviación Sostenible de EE. UU. de permitir la producción de tres mil millones de galones de combustible de aviación sostenible anualmente para 2030 y 35 mil millones de galones anualmente para 2050.

Las selecciones, que están sujetas a negociaciones finales de adjudicación y a una investigación de elegibilidad adicional, serán administradas por la Oficina de Tecnologías de Bioenergía (BETO) del DOE. En los últimos dos años, el DOE ha invertido más de 500 millones de dólares en investigación y desarrollo de bioenergía y biorrefinería a través de BETO.

Los montos de las concesiones oscilan entre $500,000 y $80 millones, y la mayoría recibe al menos $2 millones. Los 17 proyectos seleccionados se dividen en cuatro áreas:

Área temática 1: Ampliación previa al piloto de biorrefinerías integradas

Algenesis Corporation, “Producción a escala previa al piloto de monómeros de poliuretano y combustible para aviones a base de algas”, 4.987.974 dólares. El objetivo del proyecto es continuar desarrollando una economía circular del carbono que reemplace los productos químicos a base de petróleo en los productos de consumo con polímeros biodegradables y derivados de algas. En el marco de este proyecto, Algenesis demostrará un proceso de suministro a escala para generar monómeros de poliuretano en cantidad suficiente para producir una línea de prototipos de productos de consumo con nuestros socios corporativos.

Valorizará la producción económica de biocombustibles a base de algas y eliminará el riesgo de la fabricación masiva de poliuretanos a base de algas y productos de consumo asociados. Para lograr esto, la compañía propone: 1) Desarrollar un proceso de refinación que utilice precipitación diferencial (invernada) de aceite de algas crudo, derivado de biomasa cultivada utilizando captura directa de aire, para separar ácidos grasos saturados e insaturados; 2) Procesamiento químico de los ácidos grasos recuperados en biocombustibles (AG saturados) y precursores de poliuretano (AG insaturados); y 3) Producción de combustibles para aviones renovables certificados por ASTM y productos terminados de poliuretano que cumplan con los estándares industriales, a partir de estos precursores.

Captis Aire LLC, “Componentes de mezcla renovables para permitir un combustible de aviación (SAF) 100% sostenible”, 2.000.000 de dólares. Este proyecto demostrará la conversión de desechos de madera con carbono gaseoso (terpenos) en componentes de mezcla de Terpenos SAF renovables. Captis los combinará con combustibles de vías de producción de SAF previamente aprobadas por ASTM, por ejemplo, ésteres hidroprocesados ​​y queroseno parafínico sintético de ácidos grasos (HEFA-SPK), para proporcionar SAF 100% totalmente formulado y compatible con versiones anteriores, también denominado "directo". SAF.

Actualmente, el SAF suele mezclarse con combustibles fósiles. Esto disminuye la sostenibilidad del combustible resultante. Este problema ha motivado la investigación y el desarrollo hacia el desarrollo de Terpenos SAF totalmente formulados y de uso directo. Este enfoque permite un 100 % de SAF para las tres vías de SAF técnicamente más maduras, denominadas “vías líderes”. Se espera que las mezclas SAF cumplan no sólo con los requisitos mínimos de especificación ASTM, sino también con los requisitos de densidad. Se desbloquearán cientos de millones de galones de SAF 100% directo.

Comstock Inc., “Producción de diésel renovable, combustible de aviación sostenible, gasolina y combustible marino a partir de biomasa lignocelulósica con un rendimiento, eficiencia y costo dramáticamente mejorados”, 2.000.000 de dólares. Comstock propone construir un sistema a escala prepiloto para demostrar una nueva vía para convertir sus biointermedios a partir de residuos forestales y otras formas de biomasa lignocelulósica en diésel renovable, combustible de aviación sostenible, gasolina y combustible marino con un rendimiento, una eficiencia y una eficiencia dramáticamente mejorados. costo.

El sistema de escala prepiloto propuesto por Comstock validará rendimientos de combustible renovables, los mejores en su clase, superiores a 80 galones por tonelada seca (en términos de galones de gasolina equivalentes), eficiencias de carbono superiores al 40% y un precio mínimo de venta de combustible inferior a 2,65 dólares por GGE. , con reducciones de emisiones en el ciclo de vida superiores al 80% en comparación con el petróleo.

Global Algae Innovations, “Ampliación de la captura directa de aire de algas a pistas de rodadura de varios acres”, 3.600.000 dólares. En este proyecto, la tecnología recientemente desarrollada para el cultivo de algas únicamente con dióxido de carbono suministrado mediante captura directa de aire se ampliará a una pista de rodadura de 12 acres con una tasa de producción intermedia de biocombustible de 50.000 galones por año. Con este enfoque, el dióxido de carbono se absorbe directamente de la atmósfera hacia los conductos abiertos, de modo que no se requiere un sistema separado de concentración o distribución de dióxido de carbono. La captura directa de dióxido de carbono en el aire es una tecnología clave que no sólo reduce el costo de la producción de biocombustibles de algas, sino que también aumenta en gran medida el volumen de biocombustibles de algas que se puede producir al permitir que las granjas de algas se ubiquen en cualquier lugar.

Esta tecnología se ampliará y validará mediante el cultivo y la cosecha integrados con reciclaje completo de medios en una nueva instalación de cultivo ubicada en Shandon, CA. El cultivo avanzado se operará durante 12 meses para demostrar la eficacia del proceso y generar parámetros de rendimiento clave para validar el precio mínimo de venta de combustible proyectado de $2,50 por galón con una reducción de más del 80 % en las emisiones de gases de efecto invernadero.

MicroBio Engineering Inc., “Vías de flujo de algas adjuntas para la producción de biocombustibles utilizando aire-CO2”, 3.978.199 dólares. Este proyecto desarrollará y demostrará, a escala prepiloto, un innovador proceso de producción de biomasa de microalgas y biocombustibles utilizando aire-CO2 y vías de flujo de algas adjuntas (AAFW). Este proyecto cultivará especies de algas filamentosas seleccionadas para maximizar 1) la producción de biomasa, 2) la utilización del CO2 del aire, 3) la producción de biocombustibles y 4) la recuperación de nutrientes (N y P).

El proyecto demostrará el potencial de producción de biocombustibles de algas de 12.500 GGE con CO2 del aire en una instalación operativa.

Research Triangle Institute, “A Corn Stover Pyrolysis Pathway for Sustainable Aviation Fuel”, 2.000.000 de dólares. RTI International y sus socios de POET Research, Inc. y el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético (MagLab) de la Universidad Estatal de Florida (FSU) aprovecharán las capacidades existentes para desarrollar y demostrar un proceso integrado para convertir rastrojos de maíz preprocesados ​​en SAF a través de un proceso catalítico rápido. pirólisis (CFP), vía de mejora intermedia del biocrudo.

La tecnología integrada consiste en un novedoso paso de preprocesamiento de rastrojos de maíz para eliminar metales alcalinos y alcalinotérreos, CFP de rastrojos de maíz, hidroprocesamiento de biocrudo y destilación para la recuperación de SAF.

Universidad de California Riverside, “Demostración a escala de biorrefinación catalítica híbrida de biomasa para combustibles marinos y de aviación sostenibles”, 2.000.000 de dólares. Este proyecto tiene como objetivo construir y demostrar una operación de pretratamiento y fraccionamiento de lignina CELF (fraccionamiento lignocelulósico mejorado con cosolvente) ampliada dentro de la arquitectura híbrida de biorefinación catalítica (HCB) capaz de procesar al menos 0,5 toneladas secas equivalentes de biomasa de madera dura por día (0,5 TPD) para producir productos intermedios de lignina de alta calidad adecuados para la producción de combustibles renovables para aviones y combustibles marinos.

Un objetivo principal de este proyecto es demostrar también la operación en funcionamiento confiable y continua de 100 h mientras se recopilan datos operativos críticos durante 500 h acumuladas para informar futuros proyectos de demostración a mayor escala. El piloto previo también contará con un sistema de recuperación de solventes hecho a medida para recuperar y reutilizar el solvente y fraccionar la lignina CELF simultáneamente en cortes de bajo y alto MW. El proyecto estará respaldado por simulaciones de análisis tecnoeconómicos y del ciclo de vida que ayudarán a optimizar las configuraciones del proceso para reducir la intensidad de carbono y los costos operativos.

Universidad de Utah, “Gasificación de biomasa de flujo arrastrado con fermentación de gas de síntesis para la producción de combustibles de aviación sostenibles”, 2.000.000 de dólares. Este proyecto ampliará y demostrará que la biomasa se puede procesar de manera eficiente en un gasificador de flujo arrastrado presurizado para producir gas de síntesis adecuado para la producción de combustibles de aviación sostenibles (SAF).

Los resultados esperados incluyen (1) demostrar que la licuación de biomasa lignocelulósica y desechos sólidos urbanos clasificados mediante licuefacción pirolítica permite bombearlos y alimentarlos a un gasificador de alta presión, (2) demostrar que la conversión en un gasificador de flujo arrastrado logra más del 98%. conversión de carbono en gas de síntesis, (3) demostrar que el gas de síntesis tiene alquitrán y hollín insignificantes y es adecuado para la fermentación a etanol, y (4) verificar que la producción de SAF mediante gasificación de flujo arrastrado con fermentación de gas de síntesis puede lograr un precio de venta de combustible costo- competitivo con los combustibles a base de petróleo, con más del 50% de conversión de carbono biogénico en combustible y reducciones de GEI de al menos el 70% en relación con los equivalentes a base de petróleo.

Viridos, Inc., “Biorrefinería de algas de combustibles de aviación sostenibles integrada prepiloto”, 2.000.000 de dólares. Este proyecto ofrecerá un sistema demostrado de extracción de petróleo, escalable y listo para implementar, centrado en la creación de una vía de baja intensidad de carbono hacia combustibles de aviación sostenibles (SAF) basados ​​en algas. El sistema previsto se desarrollará para respaldar la producción de al menos 0,5 toneladas secas por día de biomasa de algas en la Instalación Avanzada de Algas de California (CAAF) de Viridos, en Calipatria, CA, y el procesamiento y extracción de petróleo utilizando las plantas piloto de NREL para cumplir con el objetivo equivalente de al menos 35 galones de aceites listos para actualizar.

Viridos, anteriormente Synthetic Genomics, es líder en el campo de la biología sintética y el cultivo innovador de algas.

Área temática 2: Ampliación piloto de biorrefinerías integradas

LanzaTech, Inc., “RESTAURAR: Reponer ecosistemas mediante la transformación de residuos en energía”, 1.640.286 dólares. LanzaTech propone poner a prueba un concepto de biorrefinería integrada, desplegable en campo y sin descargas para la producción distribuida de etanol (como materia prima para las instalaciones SAF más grandes de LanzaJet de alcohol a chorro) y biocarbón para mejorar el suelo. Una aplicación objetivo es el procesamiento de residuos y árboles de pequeño calibre eliminados por el Servicio Forestal de EE. UU. (USFS) para reducir el riesgo de incendios forestales. El Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) evaluará los impactos de los servicios ecosistémicos a nivel de cuenca y la Mesa Redonda sobre Biomateriales Sostenibles (RSB) asesorará sobre los requisitos para la certificación de sostenibilidad.

El piloto consistirá en un gasificador de aire soplado, de bajo costo y fácil de operar, acoplado con el biorreactor de segunda generación (2GBR) de LanzaTech. El etanol se convertirá en combustible de aviación sostenible en las instalaciones de Freedom Pines Fuels de LanzaJet, en Soperton, Georgia. El Laboratorio de Investigación Agrícola (ARS) del USDA en Corvallis, Oregón, evaluará la calidad del biocarbón para usos del suelo, incluida la devolución de carbono a los bosques.

MicroBio Engineering Inc., “Ampliación de la licuefacción hidrotermal con oxidación de agua supercrítica en una biorrefinería integrada”, $579,673. Este proyecto integrará tecnologías de licuefacción hidrotermal (HTL) con oxidación de agua supercrítica (SCWO) en un innovador enfoque integrado de biorrefinería HTL-SCWO, en el que los lodos de aguas residuales municipales se convierten en petróleo biocrudo, para convertirlos en combustibles marinos, diésel y de aviación sostenibles. Los coproductos recuperados del proceso incluyen fertilizantes de fósforo y agua recuperada libre de contaminantes orgánicos recalcitrantes como PFAS (sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas), microplásticos y residuos orgánicos tóxicos generados en el proceso HTL. El proceso SCWO no requiere catalizadores y genera calor que puede recuperarse para su uso en el proceso HTL, lo que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero en más del 70 % en comparación con los combustibles fósiles.

En el proceso HTL, el lodo de aguas residuales (con aproximadamente un 20% de sólidos y un 80% de agua) se alimenta al reactor calentado a cerca de 350 °C a aproximadamente 250 atmósferas de presión, y los productos resultantes se separan mediante filtración y decantación después de enfriarlos en el petróleo crudo. , agua, sólidos y fases gaseosas. La fase oleosa recuperada contiene aproximadamente el 50% del carbono orgánico inicial y cerca de dos tercios del contenido energético de la alimentación de lodos.

Área temática 3: Ampliación de demostración de biorrefinerías integradas

Alder Fuels, LLC, “Descarbonizando los cielos – Combustible de aviación sostenible a partir de petróleo biocrudo de aliso”, 2.000.000 de dólares. El enfoque de Alder Fuel para ampliar SAF integra la tecnología comercial de pirólisis rápida en la infraestructura de refinería existente. Alder se basa en décadas de aprendizaje técnico dentro de la comunidad de pirólisis para separar componentes altamente reactivos en aceite de pirólisis rápida que conectan los hidrotratadores a una fase acuosa y convierten los componentes orgánicos restantes en hidrocarburos. Esto permite el hidroprocesamiento de destilados posteriores utilizando catalizadores comerciales de metales base sulfurados, como se practica hoy en día para procesar grasas, aceites (FOG) y petróleo. El biocrudo de aliso se puede cohidroprocesar con ésteres y ácidos grasos (HEFA) para proporcionar SAF con una densidad de energía excepcional, una tendencia reducida a la formación de hollín y un sellado de polímero que se hincha.

El objetivo de la Fase Uno es completar el trabajo de diseño de ingeniería para establecer la primera instalación de demostración de Alder Fuel en el sureste de EE. UU., que tendrá capacidad para procesar 120 toneladas métricas secas por día (MTD) de residuos forestales y producir 3 millones de galones por año. (MGPY) de biocombustible de hidrocarburos líquidos. Fundamentalmente, 2 MGPY serán combustible de aviación sostenible (SAF). El éxito en la escala de demostración permitirá a Alder Fuels escalar rápidamente a niveles comerciales y producir SAF con una reducción de más del 70% en la intensidad de carbono y un precio mínimo de venta del combustible por debajo de $4/galón.

AVAPCO LLC, “AVAP Biorefinery: Habilitando Net Zero”, $80,000,000. El proyecto propuesto construirá y operará una planta de demostración totalmente integrada de biomasa a combustible celulósico de aviación sostenible (SAF) y diésel renovable, equivalente a 1,2 millones de galones por año. Los coproductos valiosos incluirán azúcares celulósicos de segunda generación (2G) para su conversión en productos bioquímicos y un masterbatch de caucho de nanocelulosa, el compuesto de dispersión de nanocelulosa (NDC), para las industrias de neumáticos y productos de caucho.

El proyecto sería la Fase 2 del proyecto “ABBA: Biocombustibles y bioproductos avanzados con AVAP” de AVAPCO adjudicado para la Fase 1 (Fase de diseño) en el marco de la FOA 2016 del DOE: Desarrollo de proyectos para la fabricación a escala piloto y de demostración de biocombustibles, bioproductos y bioenergía. Los socios del proyecto incluyen Petron Scientech, Byogy Renewables, Birla Carbon y Clark Atlanta University.

Área temática 4: Reducción de las emisiones de etanol de maíz Gen-1

Green Plains, “Tecnologías de reducción de emisiones para biorrefinerías de Green Plains” 500 000 dólares. Este proyecto validará tres plataformas tecnológicas diferentes en las instalaciones de Green Plains, con el fin de reducir las emisiones de GEI de su ciclo de vida de las emisiones de Alcance 1, Alcance 2 y Alcance 3. Las tecnologías incluyen producción in situ de gas de síntesis renovable (Alcance 1), generación/utilización eólica y solar (Alcance 2) y reducción de emisiones a nivel agrícola utilizando prácticas avanzadas de manejo de cultivos y uso reducido de fertilizantes (Alcance 3).

Lincolnway Energy LLC, “Etanol con intensidad de carbono reducida a través de biogás a partir de destilerías y otras materias primas”, 453 000 dólares. Este proyecto evaluará la viabilidad de implementar tecnología de biogás (digestión anaeróbica) utilizando diversas formas de vinaza y/o rastrojos de maíz en un diseño específico del sitio para proporcionar un análisis integrado para ampliar la tecnología de biogás con la producción de etanol de maíz. El diseño y los aprendizajes del proyecto se pueden aplicar en toda la industria de etanol de maíz de EE. UU. tras la comercialización exitosa de esta tecnología, así como en futuros derivados del etanol, como los combustibles de aviación sostenibles (SAF).

Marquis, Inc, “Refinación de carbono: maíz etanol 2.0”, 8.547.047 dólares. Marquis albergará, pondrá en marcha y operará una planta piloto de fermentación de gas montada sobre patines LanzaTech en su biorrefinería de Hennepin, Illinois, obteniendo CO2 de las operaciones y H2 de bajo CI para producir etanol de bajo CI con >70 % de emisiones de GEI en relación con las alternativas basadas en petróleo. Esta colaboración puede reducir el CI y aumentar el rendimiento de etanol en un 50 % sin necesidad de tierras y/o fertilizantes adicionales de las biorrefinerías de etanol 1G.

RenewCO2 Inc, “Conversión electrocatalítica integrada de CO2 de emisiones de bioetanol en productos químicos con carbono negativo”, 499 953 dólares. El objetivo del proyecto es realizar un estudio de viabilidad para convertir el CO2 residual de la producción de bioetanol en un monómero plástico de valor añadido con el proceso electroquímico de RenewCO2 para (i) reducir la huella de carbono del biocombustible en más del 70% en comparación con la gasolina y ( ii) lograr un Precio Mínimo de Venta de Combustible (MFSP) competitivo en términos de costos.

El sistema integrado propuesto se basará en una planta de etanol de maíz de primera generación y utilizará el actual gas residual de CO2 como materia prima para la producción de monoetilenglicol (MEG) mediante el proceso electroquímico de RenewCO2. Además, un análisis tecnoeconómico y un análisis de los beneficios de GEI del ciclo de vida validarán las proyecciones utilizando procesos del mundo real y proporcionarán una muestra representativa de casos replicables para catalizar la adopción generalizada.

Publicado el 27 de enero de 2023 en Algas, Combustibles de algas, Aviación y aeroespacial, Biomasa, Biorrefinería, Captura y conversión de carbono (CCC), Combustibles, Antecedentes del mercado | Enlace permanente | Comentarios (0)