Fra cellulose til etanol (2. generasjons bioetanol) Vincent Eijsink Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap http://www.umb.no/ikbm/ http://pep.umb.no

Førstegenerasjons bioetanol Sukkerrør Mais http://soilcrop.tamu.edu/ Sukker (-polymerer) Fermenterbare enkeltsukkere Sukker- polymerer I dag bruker vi det som ER LETT TILGJENGELIG, sukker i sukkerrør og stivelse i mais sin del. Det er ikke noe stort problem å frigjøre sukker fra disse typer biomasse og etanol produksjonen er i og for seg lett å få til MEN: Sukkerør og mais er ikke bra Mat, Regnskog, Energiutbytte, særlig for mais, og dermed arealbruk Og, forresten, palmolje, som er en av de mest lovende kilder for biodiesel er heller ikke bra -> regnskog i Indonesia Anne generasjons etanol: samme prinsipp, men annen utganspunkt Etanol Hydrolyse Fermentering (gjærsopp)

Og hvis ligninen kommer til.... Trær og f eks halm Denne biomassen er stappfulkt med sukker, men vi spiser den ikke. Ikke mat og overalt på kloden Cellulose finnes det masse av, men ikke all cellulose er like lett tilgjengelig og det er vanskelig å bryte det ned.

Forbehandling og hydrolyse Kjemisk-fysisk behandling (syre, trykk, høy temperatur) Kjemi eller enzymer Finnes forskjellige prosesser, jfr neste foredragsholder. Slik ser vi på det... Krystallinsk utgangsmateriale er utilgjengelig Forstyrring av ”pakkingen” gjør polymerkjedene tilgjengelige.... Nedbryting til enkeltsukkere

Enzymer kan bryte ned cellulose 0,00001 mm Beskriv hva et enzym er: molkyler, som forkommer i alle levende organsimer, som får kjemiske reaksjoner til å gå. F eks, så produsere visse typer sopp enzymer som bryter ned cellulose. Sliek enzymer kan utnyttes industrielt.

Denne mannen har vist forstått hva enzymer gjør og for å være sikker på at dere også gjør det skal vi se litt nærmere på dette. Samtidig skal vi se noen store funn sopm vi nylig har gjort her på Ås og som har stor betydning for bioetanol feltet

Funn 1: Prosessivitet hjelper, men gjør enzymer trege Forklar resultatet: prosessivitet er bra når du er DER, men ikek nødvendig, og ikek bra når du allerede er DER. Dette er et svært viktig resultat fordi det viser at man kanksje burde sette inn mer ressurser på dette med forbehandling, altså og komme herfra til hit, mens enzymeindustrien i dag først og fremst satser på..... Vi viser altså at......... Og har naturen noe til oiss når det gjelde rforbehandlinhg også...? Svein J. Horn et al., Proceedings of the National Academy of Sciences USA 103:18089-18094 (2006)

Gustav Vaaje-Kolstad et al., Journal of Biological Chemistry Funn 2: Hjelperprotein (”CBP21”) Gustav Vaaje-Kolstad et al., Journal of Biological Chemistry 280:11313-11319 & 280:28492-28497 (2005) + Patent søknad Og da fant vi..... (vi var den første) Stor industriell interesse – vi har de store enzymeprodusentene etter oss...........

Cellulose -> etanol; hva kan vi bidra med? UMB har den tverrfagligheten som må til + viktige strategiske nettverk. Stor industriell kontaktnettverk. Vår gruppe har unik og ettertraktet kompetanse på relevant enzymteknologi. Satsing: 500 millioner BP; 350 milloner DOE. Mye bra i Scandinavia. Det jobbes med alle aspekter: GMO, forbehandling, enzymer, gjær ENenergy vil ikke ha noe med innovasjon norge og NFR å gjøre...... Og hvor står vi: Jeg kan kanskje illustrere dette med følgende: USA har sin årlige Biotechnology for fuels and chemicals . I år ble den organsiert for 29. gang, nå i mai, i Denver Overgang via 40 % historie: Eneste norsk foredragsholder (invitert), med et åpningsforedrag på en av dagene. Vår gruppe har altså en del å bidra med Enzymteknologi generelt: kanskje den beste kompetansen i Norge Enzymer for nedbrytning av biomasse: unik kompetanse i Norge, sterk på verdensbasis Naturlig samarbeidspartner for norske aktører som satser på andre generasjons bioetanol Jeg har allerede sagt at bioenergi-feltet er kompleks, for eksempel fordi skog representere en rekke andre verdier enn energi. Sjelden har jeg sett et fagområde hvor ordet tverrfaglighet ikke bar eer et misbrukt politisk tomord, men en høyst reel krav til en hver fornuftig satsing i feltet. Det er klart at innen Norge, så har UMB en unik posisjon her: biodiversitet, logistikk, skogsøkonomi,krettsløpteknologi, bygdeutvikling, rekreasjon og analyser osv osv (henvis til dagens andre foredragsholdere) I tillegg har UMB i de siste år bygget opp et strategisk samarbeid med et av de største universitetene i USA, Universitet i Minnesota– Minnesota, hvor det satses enormt på bioenergi.

Internasjonalt samarbeid Diverse Europeiske nettverk (EU). Diverse billaterale samarbeidskonstellasjoner (uformelle, men produktive). University of Minnesota. Begrensende faktorer: Å fylle ”samarbeid” med innhold (= vesentlige midler). Manglende handlingskraft og/eller uheldige disponeringer i organisasjoner og finansierende organer. Kvalitet på de som skal jobbe sammen. FRA ET AKADEMISK PERSPEKTIV

Et nordisk (dansk) eksempel: www.biogasol.com Våre danske venner, som har kommet ganske langt. Eksempel fra Danmark som viser hvor reell dette er. Ny fabrikk på Bornholm; 90 – 100 tusen tonn vått masse (40 tusen tonn tørr); 10 millioner liter bioetanol