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Créer plus efficacement de l'éthanol à partir du bois
Un type de bactérie qui aide les termites à digérer le bois pourrait être la clé pour fabriquer de l'éthanol à moindre coût à partir du bois et de l'herbe. ZeaChem, une startup basée à Menlo Park, en Californie, a développé un procédé basé sur cette bactérie qui peut produire 50 pour cent d'éthanol en plus à partir d'une quantité donnée de biomasse que les procédés conventionnels.
Réserve spéciale : Ci-dessus, un échantillon rare d'éthanol créé à partir de copeaux de bois à l'aide d'un nouveau procédé. Jusqu'à présent, l'alcool est fabriqué quelques bouteilles à la fois, mais dans quelques années, des millions de gallons pourraient être disponibles.
L'entreprise a fait la démonstration de la méthode en laboratoire et élabore actuellement les plans d'une usine d'éthanol qui produira environ deux millions de gallons d'éthanol par an. La construction pourrait commencer dès cette année, déclare Dan Verser, fondateur et vice-président de la recherche et du développement chez ZeaChem. Elle fait partie d'un nombre croissant d'entreprises de biocarburants qui cherchent à fabriquer de l'éthanol à partir de sources autres que le maïs, car le maïs nécessite de grandes quantités de terre, d'eau et d'énergie pour pousser.
Le procédé améliore le rendement en utilisant plus efficacement la biomasse que les techniques conventionnelles. Elle commence, comme d'autres techniques de fabrication d'éthanol, par la décomposition de la biomasse en sucres. À ce stade, les procédés conventionnels utilisent de la levure pour fermenter les sucres en éthanol. Mais ce processus est un gaspillage : environ un tiers du carbone contenu dans les sucres n'entre jamais dans le carburant. Au lieu de cela, il est libéré dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. ZeaChem remplace la levure par un type de bactérie appelé Moorella thermoacétique , que l'on peut trouver dans un certain nombre d'endroits dans la nature, y compris les entrailles des termites et les ruminants des vaches, où il aide à décomposer l'herbe. Au lieu de produire de l'éthanol et du dioxyde de carbone, les bactéries convertissent les sucres en un composant du vinaigre appelé acide acétique, un processus qui ne libère pas de dioxyde de carbone.
Pour convertir l'acide acétique en éthanol, ZeaChem se tourne vers la chimie. Tout d'abord, les chercheurs de l'entreprise convertissent l'acide en un solvant commun appelé acétate d'éthyle, ce que les chimistes savent faire depuis longtemps. La dernière étape, la fabrication d'éthanol, nécessite d'ajouter de l'énergie au système sous forme d'hydrogène. Pour obtenir l'hydrogène, ZeaChem utilise les résidus du processus qui convertit la biomasse en sucres. Ce matériau, appelé lignine, peut être converti en un mélange de gaz riche en hydrogène en le chauffant dans les bonnes conditions – un processus appelé gazéification. L'hydrogène est combiné avec de l'acétate d'éthyle pour produire de l'éthanol. Les gaz restants dans le mélange sont réinjectés dans le processus pour fournir l'énergie nécessaire à la gazéification, en utilisant des matériaux qui auraient autrement été gaspillés et en éliminant le besoin d'utiliser des combustibles fossiles. Jusqu'à présent, l'entreprise a montré un rendement supérieur de plus de 40 % par rapport aux approches conventionnelles, et elle vise une amélioration théoriquement possible de 50 %.
C'est un processus très innovant, dit James McMillan , chercheur et chef de groupe au National Renewable Energy Laboratory, à Golden, CO. Il dit qu'il est important d'obtenir autant d'éthanol que possible à partir de la matière première, car le coût final de l'éthanol dépend fortement du coût de la matière première. Bien que le processus de ZeaChem soit plus compliqué que les méthodes utilisées actuellement, et que la construction d'usines d'éthanol qui l'utilisent coûtera plus cher, McMillan dit que l'amélioration du rendement pourrait compenser ces coûts accrus.