Potencjał wykorzystania biomasy z miskanta w wielu zastosowaniach
Miskant jest rośliną wymagającą niewielkich nakładów pracy. Raz posadzona roślina może zapewniać coroczny plon przez ponad 20 lat. Jako że nie wymaga dużej ilości nawozu ani pestycydów, ma niewielki wpływ na środowisko i nadaje się do uprawy na trudnych terenach. „Przeznaczenie pola pod uprawę rośliny takiej jak miskant wymaga od rolników zmiany sposobu myślenia. Oferuje jednak korzyści dla środowiska, takie jak ochrona przed erozją, kontrola wypłukiwania azotanów, utrzymanie siedlisk sprzyjających różnorodności biologicznej i sekwestracja węgla w glebie”, mówi Andreas Kiesel, koordynator finansowanego ze środków UE projektu GRACE. Projekt GRACE otrzymał finansowanie w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia na rzecz Bioprzemysłu, które jest formą partnerstwa publiczno-prywatnego między UE a sektorem przemysłowym. Miskant wykorzystuje się obecnie głównie jako paliwo stałe do spalania, ściółkę dla zwierząt i ściółkę ogrodową. Zespół projektu GRACE opracował zastosowania o wyższej wartości – w tym platformy chemiczne, materiały budowlane i kompozyty wzmacniane włóknami naturalnymi. W ramach projektu stworzono regionalne rynki biomasy z miskanta, na których dostępnych jest już kilka bioproduktów. „Mamy nadzieję, że takie bioprodukty zwiększą popyt na rynku, co jest niezbędne, jeśli miskant ma stać się zrównoważonym surowcem dla europejskiej biogospodarki”, dodaje Kiesel z Uniwersytetu Hohenheim, który był gospodarzem projektu.
Przypadki demonstracyjne
Projekt GRACE przyczynił się do powodzenia dwóch poprzednich projektów finansowanych przez UE, OPTIMISC i MultiHemp, zwiększając skalę rozwoju nowych hybryd, a także demonstrując obiecujące zastosowania w zakresie agronomii i biomasy. Z biomasy drugiej generacji (lignocelulozowej biomasy niespożywczej, w przeciwieństwie do biomasy pierwszej generacji, głównie jadalnych roślin będących źródłem skrobi/cukru, takich jak kukurydza, zboża itp.) z miskanta udało się wyprodukować na przykład bioetanol. „W połączeniu z sekwestrowanymi gazami fermentacyjnymi z nieczynnych szybów naftowych, produkcja bioetanolu z nadwyżką rekompensowała emisje gazów cieplarnianych powstające podczas tego procesu. Powstałe w ten sposób biopaliwo o ujemnej emisji dwutlenku węgla może być przydatne w zastosowaniach transportowych, takich jak lotnictwo”, wyjaśnia Kiesel. Na poziomie instalacji pilotażowej zespół z powodzeniem zademonstrował również produkcję platformy chemicznej HMF z biomasy z miskanta. HMF można wykorzystać do produkcji PEF, biopolimeru, który może zastąpić oparty na paliwach kopalnych tereftalan_etylenu (PET). Do produkcji biopolimerów wykorzystano butanodiol i kwas azelainowy, które ulegają biodegradacji w glebie, co czyni je bardzo istotnymi dla rolnictwa, gdyż pomagają przezwyciężyć ograniczenia recyklingu i uniknąć zanieczyszczenia mikroplastikami. Jako dowód na potwierdzenie koncepcji stworzono folie do ściółkowania i doniczki do sadzenia, które są obecnie komercjalizowane. „Wykorzystaliśmy HMF także do produkcji żywicy niezawierającej formaldehydu i testowaliśmy jej użycie jako spoiwa do paneli z miskanta. Zastosowanie to nie było w planach i mogliśmy je wdrożyć tylko z powodu bankructwa byłego partnera projektu. Przekuliśmy więc ten kryzys w szansę”, dodaje Kiesel. Ponadto na potrzeby sektora motoryzacyjnego opracowano dwa nowe kompozyty wzmocnione włóknami miskanta. „Jeszcze w tym roku wyposażymy pierwszy model samochodu w elementy deski rozdzielczej z kompozytu z włókna miskanta, co jest dla nas wielkim osiągnięciem!”, zauważa Kiesel.
Zmniejszenie zależności Europy
Powstałe w ramach projektu GRACE zrównoważone łańcuchy wartości i bioprodukty przyczyniają się bezpośrednio do realizacji unijnej strategii biogospodarki i Europejskiego Zielonego Ładu. Wprowadza to konsumentów w świat alternatywnych rozwiązań z tworzyw sztucznych, przynosząc korzyści środowisku dzięki mniejszej ilości odpadów i zdrowiu ludzi dzięki zmniejszeniu ekspozycji na formaldehyd. „Zwiększając europejską produkcję biomasy, minimalizujemy również zależność od niestabilnych politycznie regionów lub niezrównoważonych źródeł surowców, jednocześnie opracowując nowe modele biznesowe dla rolników i obszarów wiejskich”, mówi Kiesel. Partnerzy przemysłowi projektu skupiają się obecnie na wprowadzaniu swoich bioproduktów na rynek, podczas gdy partnerzy naukowi, wraz z rolnikami, kontynuują ulepszanie plazmy zarodkowej, agronomii i wydajności. Wraz z komercjalizacją nowych hybryd miskanta zespół projektu GRACE określił również ich wydajność w różnych scenariuszach. „Rozwój odmian dostosowanych do danego miejsca i odpornych na stres dla gorszej klasy bardziej wymagających gruntów dopiero się rozpoczął, ale będzie miał kluczowe znaczenie dla zapewnienia zrównoważonych dostaw surowców na potrzeby rozwijającego się europejskiego sektora biogospodarki”, podsumowuje Kiesel.
Słowa kluczowe
GRACE, uprawa, biomasa, miskant, gleba, surowiec, plazma zarodkowa, gospodarstwo rolne, bioprodukt, plastik
