La biogas refinery: una valida alternativa per la bio-based economy Dr. Fabrizio Sibilla, Krajete GmbH & Comitato Tecnico Scientifico CIB Rimini, 13 Febbraio 2015
La Biogas refinery È un modello di bioraffineria alternativa alle tradizionali bioraffinerie a lignocellulosa o ad altre biomasse industriali/alimentary È in grado di usare qualsiasi feedstock che vada bene per la digestion anaerobia Non è limitata dalla stagionalità delle colture ma funziona tutto l anno e in qualsiasi latitudine Non risente delle economia di scala tanto quanto una bioraffineria a lignocellulosa Riesce a convertire il 70-80% del carbonio presente nella biomassa in gas (CH4 o CO2) Ha un energy input nettamente interior a quello di una bioraffineria tradizionale, quindi I suoi prodotti hanno un impronta di CO2 minore
Costi di diverse materie prime per bioraffineria I costi sono normalizzati al kilogrammo di carbonio 1,600 1,400 1,200 1,000 0,800 0,600 0,400 0,200 Current lowest 10years price Hghest last 10years price -
Biometano come substrato in biotech Molti prodotti che oggi si ottengono da fermentazione di C6-C5 posson essere ottenuti oggi (o in futuro prossimo) da fermentazione di (Bio)metano Pros: Multiuso dell ettaro del contadino Possibilitá di fermentare Biometano o metano fossile Dibattito Food VS Fuel eliminato Cons: Bassa solubilitá del metano in acqua Numero di molecole/polimeri ancora ristretto
Elongation at break % Esempi di prodotti da biometano: PHA Il Poliidrossialcanoato (PHA) é una famiglia di polimeri completamente biodegradabili Mechanical Properties thermoplastics rigid thermoplastics Diverse tipologie di PHA esistono e coprono molte applicazioni delle plastiche di oggi 1400 1000 600 PHA Design Space I PHA possono essere usati anche come dispersanti per coating, come softeners 200 20 40 60 80 100 Tensile strength MPa I PHA stanno per giungere in massa sul mercato (Bio-On, Kaneka, Meredian, Ecomann, Newlight technologies ) P3HB
Il PHA è uno dei polimeri che crescerà maggiormente nei prossimi anni
Dal Biometano con la metabolic engineering si può produrre quasi tutto.
Pellets per fish farming?
La CO2 del biogas: una fonte di carbonio per biotech? La CO2 può essere usata come fonte di carbonio al posto del glucosio o del metano in molti processi biotech CO2 Pros: La CO2 è un substrato ideale perchè fuori dal Food VS Fuel È piú solubile del metano in acqua Piú facile lavorarci Cons: Algae Butanolo Lattato. Power to Gas Basso livello energetico Numero di prodotti limitato
Power to Gas (PtG)
Land Required to Displace US Gasoline Annual Usage in the U.S.A. (9% solar efficiency) FIRST GENERATION Corn ethanol GEN 4 Cyanobacteria GEN 3 Algae Algal Biodiesel (2% solar efficiency) GEN 2 Cellulosic Ethanol (5) Source (land usage): Midwest Research Institute(2011) Phytonix Source (yield): Biofuels Variety Trials Factsheet, USDA-ARS and WSU, Prosser, WA 14
Conclusioni Il modello di bioraffineria a biogas è più flessibile della bioraffineria a lignocellulosa Il CH4 e la CO2 del biogas posson sostituire lo zucchero come materia prima nelle bioraffinerie La bioraffineria a biogas permette alla fattoria di essere indipendente dalle fossili, di conseguenza puó stabilizzare i suoi costi di produzione La biotecnologia sta mettendo a punto sempre piú prodotti a partire dalla fermentazione del metano La bioraffineria a metano arricchisce il terreno grazie al reintegro del carbonio e dei nutrienti, migliora la WUE e la NUE
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