Productiekosten van tweede generatie ethanol lopen sterk uiteen bij de zes nu werkende fabrieken ter wereld, volgens Lux Research. De belangrijkste bijdrage tot die kostenverschillen komt van de grondstofkosten. Suikerrietstengels kosten maar de helft van maïsstengels. Lux zegt dat de kostenverschillen aangeven waar innovatie vooral nodig is.
Lux Research, een technologisch adviesbureau uit Boston, publiceerde kort geleden een rapport ‘Uncovering the Cost of Cellulosic Ethanol Production’. Lux bouwde een omvattend kostenmodel met zes tweede generatie (cellulosehoudende) grondstoffen en drie voorbehandelingstechnieken. Zij berekenden productiekosten van tweede generatie ethanol voor zes nu in werking zijnde fabrieken: GranBio en Raizen (Brazilië), BetaRenewables (Italië), en Abengoa, DuPont en POET/DSM (VS). De verwachte prijzen lopen uiteen van $ 2,17 per gallon (€ 0,52 per liter) (Raizen) tot $ 4,55 per gallon (€ 1,09 per liter) (Abengoa). Tweede generatie ethanol is een biobrandstof gemaakt uit hout, gras en oneetbare delen van planten. De productie van deze biobrandstof concurreert niet met de productie van voedingsgewassen. Daarom ondersteunen overheden aan beide zijden van de Atlantische Oceaan tweede generatie ethanol. De zes fabrieken gebruiken zeer verschillende grondstoffen: suikerrietstengels en bagasse (Brazilië), tarwestro (Italië) en maïsstengels (VS). Grondstofkosten blijken de grootste kostenverschillen te veroorzaken. ‘Betere inzameling van de grondstof en vermindering van grondstofkosten zijn belangrijk voor tweede generatie ethanol om concurrerend te maken, omdat grondstofkosten wel 40% kunnen bedragen van de totale kosten,’ zegt Yuan-Sheng Yu, onderzoeker bij Lux Research en lead author van het rapport.
Innovatie vereist
Ik vroeg Victor Oh, onderzoeker bij het Alternative Fuels team van Lux, of deze verschillen in grondstofkosten iets te maken hadden met loonkosten in de verschillende landen. Of zouden sommige grondstoffen wezenlijk goedkoper zijn dan andere? En zo ja, zouden de VS en de EU dan altijd op achterstand staan? ‘Dat is een interessante invalshoek,’ antwoordde hij per e-mail. ‘Het boereninkomen is inderdaad een belangrijk bestanddeel van de grondstofkosten, maar het aandeel daarvan verschilt per grondstof. Maisstengels en tarwestro moeten bijvoorbeeld verzameld en vervoerd worden, en de kosten daarvan zijn aanzienlijk. Bagasse (uit suikerriet) en hout daarentegen worden altijd al naar een centrale fabriek of verwerkingsplek vervoerd en brengen daardoor geen extra kosten met zich mee. Maar DuPont ontdekte samen met Iowa State University een manier om de grondstofkosten voor maïsstemgels met bijna de helft terug te brengen met hun Corn Stover Harvest Program. Hierbij wordt de verzameling geoptimaliseerd: met agronomische gegevens beperken zij de vervoersafstand, zij verbeteren de dichtheid van de baal en zijn kwaliteit, en met lean productiemethoden kunnen zij werken met kleinere oogstmachines.’
Op andere gebieden is innovatie ook nodig, zegt Lux Research. Zij schatten dat de kosten nog eens met 16% kunnen worden teruggebracht door verbeteringen in voorbehandeling van de oogst, effectiviteit en prijs van enzymen, en verhoging van de opbrengst van fermentatie. Op langere termijn zijn prijsreducties belangrijk. Victor Oh: ‘Op het moment vormt nieuwe regelgeving ten gunste van biobrandstoffen uit oneetbare grondstoffen een belangrijke steun in de rug voor producenten van tweede generatie ethanol in de VS en de EU. Maar om verder door te groeien zullen de producenten toch echt moeten laten zien dat zij tot lagere kosten kunnen komen en concurrerend kunnen worden.’
Groter is niet altijd beter bij tweede generatie ethanol
De onderzoekers ontdekten interessant genoeg dat groter niet altijd beter is. De fabriek van Abengoa in Hugoton (Kansas) kostte $ 500 miljoen, maar ondanks subsidie voor een eigen elektriciteitscentrale van 21 MW wordt dit naar verwachting toch de duurste eenheid. De fabriek van DuPont is zelfs nog wat groter maar kostte slechts de helft van de investering. In de agro-industrie brengen grotere eenheden meer transportkosten met zich mee, en daardoor is er een natuurlijke grens aan schaalvoordelen – tenzij men net als DuPont slimme manieren bedenkt om de oogst te verdichten. De studie van Lux laat bovenal zien dat het veld van de productie van tweede generatie ethanol nog volop in ontwikkeling is, en dat er nog veel procesinnovatie nodig is om het stadium van volwassenheid te bereiken.
Interessant? Lees ook onze artikelen:
Biobased chemicaliën en materialen: prestaties openen de markt
Bioplastics: doorbraken op komst
Bioplastics: maak een eind aan de verwarring