تحويل الكتلة الحيوية إلى سائل

تُستخدم عملية فيشر -تروبش لإنتاج الوقود الاصطناعي من الكتلة الحيوية المُغَوَّزة . تُغَوَّز المواد الكربونية، ثم يُعالَج الغاز الناتج لإنتاج غاز اصطناعي مُنقَّى (مزيج من أول أكسيد الكربون والهيدروجين ) . تُبلمر عملية فيشر-تروبش الغاز الاصطناعي إلى هيدروكربونات ضمن نطاق وقود الديزل . في حين أن إنتاج الديزل الحيوي والإيثانول الحيوي حتى الآن يعتمد فقط على أجزاء من النبات ، مثل الزيت أو السكر أو النشا أو السليلوز ، فإن إنتاج الوقود الحيوي من الكتلة الحيوية إلى سائل (BtL) يُمكنه تغويز النبات بأكمله واستخدامه.

الانحلال الحراري السريع - إنتاج الزيت الحيوي ( زيت الانحلال الحراري ) والفحم والغاز عند درجات حرارة تتراوح بين 350 و 550  درجة مئوية وأوقات إقامة أقل من ثانية واحدة (يسمى أيضًا الانحلال الحراري اللامائي).

التحلل الحراري السريع التحفيزي عملية سريعة يتم فيها تحويل السليلوز إلى وقود حيوي سائل. في هذه الطريقة، يُسخّن السليلوز إلى 500 درجة مئوية في أقل من ثانية واحدة داخل حجرة لتفكيك جزيئاته. يُحدث العامل الحفاز تفاعلات كيميائية تزيل روابط الأكسجين وتُكوّن حلقات كربونية . بعد اكتمال التفاعل، يتكون البنزين بالإضافة إلى الماء وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون . ^{[ 2 ]}

في البداية، تخضع الكتلة الحيوية لعملية التحلل الحراري لإنتاج غازات التحلل الحراري والفحم الحيوي . ثم تخضع المركبات العضوية المتطايرة في غازات التحلل الحراري لعملية التغويز لإنتاج غاز التخليق الغني بالهيدروجين وأول أكسيد الكربون ، والذي يُحوّل بدوره إلى ميثانول (CH₃OH ₎ . ^{[ 3 ]} يُحوّل الفحم الحيوي المحايد للكربون إلى إيثيلين أو إيثانول باستخدام الهيدروجين المُولّد من الكهرباء المتجددة، أو يُستخدم في عزل الكربون للحد من انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون المسببة للاحتباس الحراري _في الغلاف الجوي.

عشب السويتش هو عشب متكتل موطنه الأصلي أمريكا الشمالية وينمو بشكل طبيعي في الطقس الدافئ مع قدرة واسعة على التكيف وسهولة الإنبات ، مما يسمح لعشب السويتش بالنمو بشكل أسرع؛ ومع ذلك، فإن إنتاجيته النسبية منخفضة مقارنة بمحاصيل الطاقة الأخرى ^{[ 4 ].}

يُزرع الذرة الرفيعة في المناخات الدافئة، وخاصة في المناطق الاستوائية. يتمتع الذرة الرفيعة بإمكانية أن يصبح مصدراً للطاقة نظراً لحاجته القليلة للماء وإنتاجيته العالية. مع ذلك، يُعدّ الذرة الرفيعة نباتاً حولياً، ويصعب زراعته في منطقة معينة، ويتطلب كميات كبيرة من الأسمدة والمبيدات. ^{[ 4 ]}

تنمو أنواع نبات المسكانثوس في المناطق الاستوائية من أفريقيا وجنوب آسيا. يصل ارتفاع المسكانثوس إلى 3.5 متر، وقد جُرِّب استخدامه كوقود حيوي منذ ثمانينيات القرن الماضي. من مزايا استخدام المسكانثوس أنه يعيش لأكثر من عامين، ويتطلب مدخلات قليلة، مما يُغني عن الحاجة إلى الري الإضافي والأسمدة والمبيدات. تكمن مشكلة المسكانثوس في الوقت الذي يستغرقه للاستقرار في منطقة ما. ^{[ 4 ]}

ينمو قصب السكر في الأراضي المروية بالمناطق الاستوائية وشبه الاستوائية ، حيث يمكن أن ينتج 15 كيلوغرامًا من الكتلة الحيوية لكل متر مربع. وهو مناسب أيضًا لإنتاج الوقود الحيوي، إذ يُستخدم عصيره المستخلص لإنتاج الإيثانول بالطرق التقليدية، كما يمكن تحويل ما تبقى من كتلته الحيوية (البقايا، الأوراق، البراعم، إلخ) إلى إيثانول أو ميثانول محايد للكربون عن طريق التحلل الحراري والتغويز.ويمكن أيضًا إنتاج الفحم الحيوي لعزل الكربون، وذلك لتعويض انبعاثات الكربون الناتجة عن الوقود الأحفوري أو لتقليل تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون _في الغلاف الجوي.

يُعدّ الخيزران من أسرع النباتات/الكتلة الحيوية نموًا، ويمكن استخدامه كمادة خام لإنتاج الخيزران. معظم أنواع الخيزران موطنها الأصلي المناطق الاستوائية الدافئة والرطبة، والمناطق المعتدلة الدافئة. ^{[ 5 ]} ومع ذلك، توجد أنواع عديدة منه في مناخات متنوعة، تتراوح بين المناطق الاستوائية الحارة والمناطق الجبلية الباردة وغابات السحب الجبلية .