Efficiëntere productie van bio-ethanol en biogas

Niet-voedselgewassen als miscanthus en maïs kunnen als biobrandstof fossiele grondstoffen vervangen. Maar dat lukt niet zonder dure chemische of fysische voorbehandeling van de gewassen. Onderzoekers van Plant Research International werken aan de veredeling van planten waar die voorbehandeling niet meer nodig is.

biogas.jpg

Voor de productie van bio-ethanol of biogas wordt veelal gebruik gemaakt van gewassen als suikerriet, tarwe of koolzaad. Bezwaar hiervan is dat de biobrandstof uit deze gewassen concurreert met voedselproductie. Dat is te ondervangen door biobrandstof te produceren uit niet-voedselgewassen, zoals miscanthus of de hele maïsplant.

Miscanthus en maïs zijn bij uitstek geschikt voor de productie van bio-energie, omdat ze veel biomassa produceren. Minder ideaal is de manier waarop de suikers in de celwanden vastzitten. Voor de productie van biobrandstof moeten de suikers uit de celwand - die bestaat uit cellulose, hemicellulose en pectine - vrij beschikbaar zijn. Dan kunnen schimmels de suikers, via fermentatie, omzetten in bio-ethanol of bio-gas. De suikers zitten echter zo vast in de celwand dat een fysische of chemische voorbehandeling nodig is. Dit zijn kostbare behandelingen en de chemische voorbehandeling is bovendien slecht voor het milieu, omdat schadelijke, chemische restproducten overblijven.

Samenstelling celwand veranderen

Onze onderzoekers proberen de samenstelling van de celwand zo te veranderen dat een chemische voorbehandeling minder agressief en minder duur is of zelfs helemaal achterwege kan blijven. Normaliter zijn de suikers goed beschermd door lignine. Deze stof gaat een strakke binding aan met cellulose en hemicellulose, wat de plant zijn stevigheid geeft. Tegelijk zorgt die binding ervoor dat ziektekiemen niet door de celwand naar binnen kunnen dringen. De onderzoekers identificeren de genen die betrokken zijn bij de binding tussen lignine en (hemi)cellulose en schakelen de genen uit. Zo willen ze planten ontwikkelen waar de hoeveelheid lignine minder is of waar de binding tussen lignine en de suikers losser is.

Een veredelingsprogramma is heel kostbaar en het kan tien jaar duren voordat nieuwe rassen op de markt komen. Daarom werken onze onderzoekers nauw samen met veredelingsbedrijven, die de informatie van onze onderzoekers gebruiken om via klassieke veredeling de juiste eigenschappen in te kruisen. Ook werken de onderzoekers samen met bedrijven die bio-ethanol produceren. Zo krijgen ze een terugkoppeling van wat wel of juist niet goed werkt bij de nieuwe gewassen. Deze manier van werken heeft al enkele miscanthuslijnen opgeleverd die beter zijn voor de productie van bio-ethanol.

Daarnaast willen de onderzoekers de vrijgemaakte cellulose ook inzetten voor andere toepassingen dan bio-ethanol, zoals bioplastic gebaseerd op cellulose. Dit plastic is elastischer dan cellofaan, dat van aardolie wordt gemaakt.