Une bioraffinerie pourrait utiliser du panic raide et plusieurs autres sources de matières premières sans avoir un impact majeur sur le rendement en éthanol (carburant). Crédit :Département américain de l'Énergie
Les bioraffineries sont des mangeurs difficiles. Ils ne consomment qu'un ou deux types de matières végétales. Les chercheurs ont traité et mesuré expérimentalement la production d'éthanol à partir de cinq matières premières herbacées différentes. Ils ont examiné deux annuelles (tige de maïs et sorgho énergétique) ainsi que trois vivaces (switchgrass, miscanthus, et prairie restaurée). Ils ont déterminé qu'une raffinerie d'éthanol lignocellulosique pouvait utiliser une gamme de types de plantes sans avoir un impact majeur sur la quantité d'éthanol produite par acre, ou par superficie.
De nombreuses bioraffineries en consomment, ou parfois deux, matières premières cultivées et récoltées à proximité. La matière première contient de la lignocellulose. Ce produit chimique est transformé et fermenté en biocarburants ou en bioproduits. Accepter une variété de matières premières pourrait améliorer l'empreinte environnementale de la raffinerie, économie, et logistique. L'étude de l'équipe a montré qu'une raffinerie lignocellulosique pouvait être relativement agnostique en termes de matières premières utilisées.
Les raffineries pour convertir la biomasse en carburants dépendent souvent d'une seule matière première. Si les raffineries pouvaient accepter plus d'une matière première, cela profiterait grandement au fonctionnement de la raffinerie. Des scientifiques du Centre de recherche sur la bioénergie des Grands Lacs ont étudié comment cinq matières premières différentes affectaient le processus et les rendements d'éthanol à l'échelle du terrain. Deux cultures annuelles (tige de maïs et sorgho énergétique) et trois cultures pérennes (switchgrass, miscanthus, et prairie restaurée) ont été prétraités à l'aide d'une expansion de fibres d'ammoniac, hydrolysé, et fermenté séparément à l'aide de levure ou de bactéries.
Ils ont constaté que la qualité de la biomasse (composition chimique, teneur en humidité, etc.) et le rendement de la biomasse a affecté la quantité d'éthanol produite par chaque acre (ou superficie). Cependant, l'effet différait. La qualité de la biomasse a été le principal moteur des rendements en éthanol pour les cultures à haut rendement, comme le panic raide. Le rendement de la biomasse était le principal moteur des rendements en éthanol pour les cultures à faible productivité, comme la tige de maïs. Par conséquent, augmenter le rendement en éthanol des cultures à haut rendement, concentrer les efforts sur l'amélioration de la qualité de la biomasse ou de l'efficacité de la conversion peut être prudent.
Pour les cultures à faible rendement, se concentrer sur l'augmentation du rendement de la biomasse peut être la meilleure stratégie. Lors de la mesure de la quantité d'éthanol produite pendant la fermentation, la plupart des matières premières se situaient dans une fourchette similaire, surtout lorsque les scientifiques utilisaient des bactéries pour fermenter la biomasse. Au total, les résultats de cette étude suggèrent qu'une raffinerie lignocellulosique peut utiliser une variété de matières premières avec une gamme de qualité sans impact négatif majeur sur les rendements d'éthanol à l'échelle du champ.