Svět zaplavují...
Celý podtitul: Svět zaplavují nové firmy zabývající se náhradou fosilních paliv a ethanolu z kukuřice lepšími biopalivy. Mnohé z nich zkrachují a úspěch možná sklidí velké ropné společnosti.
Jde o odvážnou vizi. Namísto ethanolu z kukuřice nebo jiných potravinových plodin nahradit miliardy litrů benzinu biopalivy z rostlin, například z prérijní trávy rostoucí na pastvinách v Tennessee nebo z mořských řas množících se u floridských břehů. Radikálně by se snížila závislost na ropě, vznikly by tisíce nových pracovních míst a ubylo by škodlivých emisí, které mají podíl na globálním oteplování. Ve Spojených státech amerických má tato myšlenka významnou politickou podporu. Dle nařízení Kongresu musí země v roce 2022 používat 80 miliard litrů „pokročilých“ biopaliv ročně. Washington tento cíl podporuje daňovými úlevami, garancemi půjček a mnoha miliony dolarů v grantech. Další podpůrná opatření se očekávají v rámci nadcházejících energetických zákonů. Tyto pobídky společně s obrovským potenciálním trhem dosud podnítily investice ve výši tří miliard dolarů a pomohly zrodu nového odvětví.
Přes dvě stě společností, od malých začínajících až po ropné giganty, pracuje pomocí ohromného množství technologií na vývoji biopaliv druhé generace. Pilotní a vzorové provozy již fungují nebo se právě budují od Floridy až po Kalifornii. „Můžeme získat všechno – víc paliva a potravin a méně škodlivých emisí,“ říká John B. Howe, viceprezident společnosti Verenia z Cambridge ve státě Massachusets, která ve své vzorové továrně v losangeleském Jenningsu vyrábí ethanol ze zbytků cukrové třtiny.
Za opravdovými inovacemi a investicemi, odvážnými prohlášeními a ohromujícími titulky se však skrývá nepohodlná pravda. Nahrazování ropy biopalivy je drsný a nelítostný obchod. Ačkoli se odvětví čile rozvíjí, mnohé firmy – a pravděpodobně většina z nich – dlouho nepřežijí. „Příliv rizikového kapitálu nafoukl další bublinu,“ říká Alan Shaw, výkonný ředitel firmy Codexis, zpracovatele enzymů používaných při výrobě léků, chemikálií a biopaliv z kalifornského Redwood City. „Nechápu, jak mohou malé společnosti fungovat a přitom zajistit investorovi návratnost vložených prostředků. Tolik dohromady nedají.“
Ani mnozí Američané nebudou v dohledné době tato paliva nové generace tankovat do nádrží. Průmysloví šéfové připouštějí, že nedodrží kvótu stanovenou pro rok 2010 – 380 milionů litrů biopaliv vyrobených z materiálů na bázi celulózy, jako jsou prérijní tráva nebo kukuřičné stonky. Kvóta nařízená Kongresem pro rok 2022 pravděpodobně také nebude naplněna. Znamenalo by to nejen výstavbu stovek továren na palivo, což by si vyžádalo náklady 500 milionů dolarů a více na jediný provoz, ale okolo každé z nich by navíc musely být vysázeny tisíce hektarů příslušných plodin. „To by přineslo naprosto zásadní proměnu současné zemědělské výroby,“ podotýká Jack Huttner, viceprezident DuPont Danisco Cellulosic Ethanol. Tento společný podnik firem Danisco a DuPont buduje v Tennessee vzorovou výrobnu.
Samozřejmě že nástup biopaliv a jejich významná role při boji s klimatickými změnami se kvůli těmto potížím nezastaví. Všechno se však odehraje pomaleji, než mnozí podnikatelé tvrdí. Pravděpodobnými vítězi navíc budou ti s naditou kapsou a dostatkem trpělivosti – Royal Dutch Shell, BP, DuPont, zemědělský gigant Archer Daniels Midland nebo hrstka nových firem, jejichž hlavní zisk pochází například z výroby léků. A pro zbytek je současná výstavba vzorových biorafinerií spíše účastí v konkurzu, v němž je mnoho vážných konkurentů, než krokem k tomu, jak se stát etablovaným producentem biopaliva. „Obchodní model, který je pro většinu z nás přijatelný, spočívá v tom, že nejprve prověříme technologie a pak je předáme firmám s dobrou účetní rozvahou,“ vysvětluje Bill Roe, výkonný ředitel společnosti Coscata, výrobce biopaliv z illinoiského města Warrenville.
Ani tato strategie však problém jednotlivých firem nevyřeší. Inovačních technologií, chytrými bakteriemi počínaje a tepelnými nebo chemickými procesy konče, by záhy mohlo být nadbytek. Jelikož nové firmy krachují, velké společnosti se levně dostanou k technologiím, kdykoli a kdekoli budou potřebovat.
Pokud už se nějaké malé společnosti podaří vybudovat solidní obchod, úspěch pro ni paradoxně znamená jen další výzvy. V současné době jsou rostlinné suroviny nebo odpadové materiály potřebné pro výrobu biopaliv levné. Firma BlueFire Ethanol Fuels doufá, že bude moci v brzké době zahájit výstavbu zařízení v kalifornském Lancasteru. Měl by se v něm zužitkovat papírový i jiný komunální odpad. Výkonný ředitel společnosti Arnold R. Klann počítá s tím, že vyrobí čtyři litry ethanolu za pouhý dolar, protože potřebný odpad získá zadarmo – nebo mu za to dokonce někdo zaplatí. „Pokud obce platí za to, že jim firmy zajistí odvoz komunálního odpadu, mohou za to samé platit i mně,“ vysvětluje. Potíž je v tom, že situace se může rychle změnit. Nárůst produkce biopaliv nebo pálení biomasy k výrobě elektrické energie způsobí zvýšení poptávky i cen příslušných surovin. Přesně to nastalo v případě ethanolu z kukuřice. „Teď je biomasa levná, protože ji nikdo nechce. Až ji lidé budou chtít, podraží,“ říká Robert Chess, předseda společnosti OPX Biotechnologies, která sídlí v coloradském Boulderu a zabývá se produkcí bakterií pro výrobu chemikálií a paliv.
Dalším problémem je zákon nabídky a poptávky. Nahrazení významného množství benzinu biopalivy by způsobilo drastický pokles poptávky. Jeho cena by prudce klesla a biopaliva by v tu chvíli přestala být konkurenceschopná. Pouhý pětiprocentní pokles prodeje benzinu ve druhé polovině roku 2008 (ve srovnání s předchozím) měl za následek snížení jeho průměrné ceny za litr na pumpě z jednoho dolaru na 45 centů, a tím pádem i útlum nadšení pro biopaliva. „Nízké ceny ropy mají na zákazníky a jejich zájmy v této branži ochromující vliv,“ konstatuje David C. Aldous, výkonný ředitel společnosti Colorado’s Range Fuels, která v Sopertonu ve státě Georgia buduje továrnu. Představte si, co by se stalo, kdyby najednou byly k dispozici desítky miliard litrů biopaliva. Svět by se mohl v levné ropě a plynu doslova koupat.
Už se to jednou stalo. Začátkem osmdesátých let hospodářská recese a auta s nižší spotřebou prudce stlačily ceny ropy. Mnohé pokusy o rozvoj obnovitelné energie, dokonce i ty podporované velkými ropnými společnostmi, tím na dlouhou dobu byly pohřbeny. Vyhnout se dnes podobnému scénáři si žádá další opatření – prostřednictvím daní nebo limitů na emise oxidu uhličitého zvýšit cenu za používání fosilních paliv. „Dnes nás nejvíc brzdí skutečnost, že uhlík je zadarmo,“ tvrdí Jim McMillan, expert na biopaliva z Národní laboratoře pro obnovitelnou energii (National Renewable Energy Laboratory, NREL) v coloradském Goldenu.
Klíčová potřeba zpoplatnění emisí oxidu uhlíku zároveň dokládá, že toto odvětví do značné míry vzešlo z vládní dílny. „Obnovitelná paliva existují především proto, že se politici rozhodli naplnit své politické cíle. Celé to je politika,“ tvrdí výkonný viceprezident ottawské společnosti Iogen Jeff Passmore. Jeho firma jako první vyrábí ethanol ze surovin na bázi celulózy – v tomto případě z obilných stvolů. Jaké jsou ony politické cíle? Snížit energetickou závislost, bojovat proti klimatickým změnám, pomáhat zemědělcům a vytvářet pracovní místa. Jenže vládní politika je nestálá jako aprílové počasí. Philip New, šéf sekce biopaliv společnosti BP, se neobává, že by pokročilá technologie výroby biopaliv neuspěla. Mnohem víc ho trápí, že „by svět v těchto těžkých dobách mohl ztratit nadšení, s nímž dosud podporuje tyto technologie“.
I kdyby politická podpora zůstala nadále stabilní, hrozí, že na cestě k budoucím miliardám litrů pokročilých biopaliv budeme svědky velkého krveprolití. Mnohé společnosti i technologie se ve víru soutěžení ztratí, nebo je pohltí hrstka velmi bohatých přeživších. A proč to nastane?
Kolosální množství
Prvním nelehkým úkolem je vypěstovat dostatek zeleného rostlinného materiálu. Konkrétní čísla působí skličujícím dojmem. K výrobě sto miliard litrů paliva je třeba více než tři sta milionů tun rostlinného materiálu. To je víc než celková váha osobních a malých nákladních automobilů, které se ve Spojených státech amerických prodaly za posledních deset let. Tolik celulózy by ke svému růstu zabralo nejméně patnáct milionů hektarů půdy. „Myslím, že největším problémem je, jak budeme biomasu pěstovat, sklízet, skladovat a zpracovávat,“ říká lobbista Organizace pro biotechnologický průmysl (Biotechnology Industry Organization, BIO) Brent Erickson.
Někteří pochybují, že je možné tolik rostlinné biomasy vypěstovat. „Z celulózy nevyrobíte 60 miliard litrů ročně,“ potvrzuje Paul Woods, šéf společnosti Algenol Biofuels, která sídlí v Naplesu na Floridě. Woods si namísto toho zvolil mořské řasy. Jeho plán je prostý. Vystavit „bioreaktory“ se slanou vodou a chaluhami slunečnímu záření a přidat k nim oxid uhličitý a potřebné živiny. Vznikne ethanol.
Mnohé další firmy se rovněž přiklánějí k mořským řasám. Pro většinu z nich však bublina splaskne. „Kolem řas se dělá zbytečný humbuk,“ upozorňuje Jim McMillan z NREL. Experti z BP zkoumali všechny firmy zabývající se využitím této suroviny pro výrobu biopaliv a nakonec se rozhodli, že se do žádné z nich nevyplatí investovat. „Kdyby se prokázalo, že to funguje, byl by to trhák,“ říká Philip New z BP. „Ale myslím, že ve využití mořských řas stále zůstávají zásadní problémy.“ V neposlední řadě je jejich pěstování v otevřených nádržích velmi složité. Řasy jsou v nich totiž vystavené ptačímu trusu, houbovitým chorobám, bakteriím a žravým mikroorganismům, které se na nich přiživují „jako tlupa šakalů na kořisti“, připodobňuje situaci Fred Tennant, viceprezident pro obchodní rozvoj ve společnosti PetroAlgae ve floridském Melbourne.
Proto se někteří aktéři v tomto odvětví snaží hledat jiné zdroje nepotravinových materiálů. Jedním z nejlevnějších jsou dnes odpadky, například komunální odpad, který hodlá využívat BlueFire Ethanol. Firma POET, vyrábějící ethanol z kukuřice, zase plánuje produkovat ethanol z vřeten kukuřičných klasů. Společnost Weyerhaeuser zkoumá možnost pěstování energetických rostlin ve svých lesích a využití dřevěného odpadu. Firma Range Fuels se chystá pro potřeby svého závodu v Georgii těžit v lesích na jihovýchodě USA.
Problém spočívá v tom, že kapacita nových firem pravděpodobně nebude schopná pokrýt výrobu 80 a více miliard litrů, kterých má být dosaženo v roce 2022. A to ani tehdy, poleví-li hospodářský propad a financování bude dostupnější. Jack Huttner, vedoucí provozu na výrobu ethanolu z celulózy společnosti DuPont Danisco ve Vonore ve státě Tennessee, je přesvědčen, že tento úkol si vyžádá zcela nový druh zemědělského podnikání. Producenti biopaliv budou muset dát dohromady zemědělce, aby na milionech hektarů půdy pěstovali speciální energetické plodiny, jako je proso prutnaté nebo „energetická třtina“, tedy s nízkým obsahem cukru. „Obávám se, že budeme vlastně muset vytvořit úplně nové odvětví,“ říká Huttner. V tomto ohledu mají velcí hráči mnohem lepší šance než nové firmy.
Pokud jde o zpracování takového obrovského množství celulózy na tekutá paliva, budou hrát zásadní roli i silné finanční zdroje a trpělivost. Jde o mnohem složitější proces než je získávání alkoholu kvašením škrobů nebo cukrů, které zná lidstvo už odnepaměti. Použitelných technologií existuje mnoho. Typickým procesem je přeměna celulózy na cukry, které následně procházejí kvašením. Některé firmy včetně Range k tomu používají teplo, čemuž Jim McMillan z NREL přezdívá „velké kladivo“. BlueFire rozkládá celulózu pomocí kyseliny. Další nechají pracovat uměle vyrobené enzymy nebo mikroorganismy. Ty přemění celulózu na cukr – nebo v některých případech přímo na ethanol nebo jiná paliva. A jiní, například Virent Energy Systems, zase zpracovávají suroviny na paliva pomocí minerálních katalyzátorů.
Konkurence je velká. „Biologické procesy vítězí,“ tvrdí William Frey, výkonný ředitel firmy Qteros, která vyvíjí mikroorganismy přeměňující celulózu přímo na ethanol. Použití tepla ani chemikálií dle něho nemůže být hospodárné. S tím nesouhlasí šéf společnosti Range David Aldous. Biologie je příliš vybíravá, než aby si poradila s množstvím nejrůznějších surovin, které se v biorafinerii mohou objevit. Kdo má pravdu? Arnold Klann z firmy BlueFire prohlašuje, že zatím „není nikdo natolik jasnozřivý, aby dokázal určit, která technologie se prosadí“.
Proto si velké ropné společnosti investice pojišťují. Shell se dal dohromady s Iogenem, který už provozuje pilotní závod na výrobu ethanolu z celulózy. Spojil se také s Codexisem produkujícím umělé enzymy, dále s firmou na zpracování řas HR BioPetroleum a s Virentem. „Tato pokročilá technologie je velmi riskantní,“ říká Graeme Sweeney, výkonný viceprezident Shellu pro paliva budoucnosti a oxid uhličitý. „Nedá mi to spát, protože zítra už může být vše jinak.“
V procesech, které v laboratoři fungují, se často při uvádění do komerční praxe vyskytnou problémy. V Iogenu zjistili, že enzymy, které účinně přeměňují čistá obilná stébla na cukry, přestávají fungovat, mají-li se poprat s půltunovým balíkem plným špíny, mrtvých myší a kamínků. „Děláme na tom celá léta. Přišli jsme na to, že čím více toho víme, tím více zjišťujeme, že vlastně nic nevíme,“ popisuje situaci Jeff Passmore z Iogenu.
Z hlavních hráčů představují dva z nejslibnějších pokusů společný podnik DuPont Danisco v Tennessee a Verenium s podporou BP, které na Floridě chystá rozjet výrobu ethanolu z celulózy v komerčním provozu. Oba podniky už mají zkušenosti s každým krokem těchto komplikovaných procesů. Tím mají velký náskok před novými firmami, které disponují jen částmi skládačky. „Všechny malé firmy, které se zabývají výzkumem technologií, se nakonec stejně musejí napojit na systém někoho jiného,“ vysvětluje Philip New z BP.
V tradiční výrobě ethanolu z kukuřice již hrají hlavní roli velké ropné společnosti. Nízké ceny vytvořily téměř dvacet procent výrobních kapacit. Vera Sun Energy, jeden z největších výrobců ethanolu v USA, v říjnu vyhlásil konkurz. Tipněte si, kdo koupil za vyvolávací cenu sedm jeho továren? Valero Energy, rafinerská společnost s ročním příjmem 119 miliard dolarů.
Velcí producenti však vždy nefandí ethanolu. Rafinerie jej pochopitelně vždy potřebují v určitém množství, aby naplnily federální kvóty. Přimíchávání ethanolu – ať již z kukuřice nebo nových zdrojů – však naráží na strop. Většina benzinu v USA dnes obsahuje deset procent ethanolu, což je pro osobní i nákladní auta únosná míra. Automobiloví výrobci mají obavy, že vyšší podíl by mohl poškodit součásti motoru. Proto zruší záruky u většiny vozidel, která jezdí na vydatnější ethanolové směsi. V USA se dnes spotřebuje skoro 520 miliard litrů benzinu ročně. Hranice celkového podílu na trhu se pro všechny druhy ethanolu – z kukuřice, mořských řas nebo celulózy – pohybuje přibližně na jedenácti miliardách litrů. Její překročení by si vyžádalo zcela novou infrastrukturu, novými normami pro motorová paliva počínaje a benzinovými pumpami konče.
To je jeden z důvodů pro rostoucí zájem o novější neethanolová biopaliva. „Ropné společnosti skutečně nechtějí mnoho investovat do ethanolové infrastruktury. Mnohem raději vyvinou jinou molekulu,“ říká Nathanael Greene, expert na biopaliva z Rady pro ochranu přírodních zdrojů (Natural Resources Defense Council, NRDC). Ať už by onou molekulou byl druh alkoholu s názvem butanol (na němž pracují DuPont a BP) nebo jiné uhlovodíky podobnější benzinu, jde o paliva vyhovující existujícím rafineriím, ropovodům i vozidlům. Proto některé nové firmy vyvíjejí mikroorganismy, které dokážou přeměnit cukr z jakéhokoli zdroje přímo na naftu, molekuly podobné benzinu nebo kerosin. Například firma Gevo z Colorada přišla s inovačním obchodním plánem, jak továrnám na výrobu ethanolu z kukuřice dodat potřebné technologie, aby jejich koncový produkt přeměnily na paliva podobnější benzinu nebo naftě. Budoucnost biopaliv proto vyhlíží následovně. Zemědělci už nebudou miliony hektarů prosa prutnatého a ostatních energetických plodin pěstovat na úkor potravinové produkce. Tyto plodiny pomohou v boji proti globálnímu oteplování a zlepší kvalitu půdy, protože ji obohatí o uhlík. Mohou být zpracované na paliva s nízkým obsahem uhlíku, která je možné plynule dodávat do čerpacích stanic a tankovat do nádrží nákladních a osobních aut. Řečeno jinak, v dlouhodobém horizontu pravděpodobně nelze hovořit ani o triumfu ethanolu, ani o vítězství malých nových firem.
Pokud jde o ostatní společnosti, některé z jejich technologií mohou najít uplatnění, ale většině se to nejspíš nepodaří. Mnoha lidem se vybaví bubliny, které se objevily s nástupem biotechnologií a internetu koncem devadesátých let. Právě tehdy spousta firem neuspěla. Šéf Codexisu Alan Shaw předpovídá, že éru biopaliv nové generace „jako jediné přežijí velké ropné společnosti“.
Praporek s. 40:
Samozřejmě že se nástup biopaliv kvůli těmto potížím nezastaví, ale v souboji pravděpodobně zvítězí hráči s největší trpělivostí a nejnaditějšími kapsami
Box s. 40-41:
Biopaliva: nová generace
Ethanol na bázi kukuřice naráží na problémy a všichni se s nadějí obracejí k pokročilým biopalivům. Přestože se ani ta nevyhnou velkým problémům, mnohé nové firmy to neodradí.
Suroviny (především materiál bohatý na celulózu, ale i mořské řasy)
Komunální nebo zemědělský odpad Dřevo Mořské řasy Proso prutnaté, ozdobnice čínská a další speciální energetické rostliny
Pro Prozatím levný Dostatečné zásoby na jihovýchodě USA i v některých jiných částech; získává se jednoduše Potenciálně vysoké výnosy na jeden hektar Potenciálně obrovský přísun; mohou zlepšit kvalitu půdy; nízký obsah uhlíku
Proti Nedostačující zásoby pro výrobu desítek miliard litrů Ze dřeva se celulóza získává složitěji než z jiných surovin Pěstování ve větších objemech je náročné; vyžadují zdroj oxidu uhličitého Nutné vyřešit problémy s pěstováním, sklizní a dopravou do biorafinerií
Hlavní hráči Range Fuels, Coskata Algenol, Sapphire Energy, HR BioPetroleum, Solix, PetroAlgae DuPont Danisco (proso prutnaté), Verenium („energetická“ třtina), Iogen (pšeničná stébla)
Paliva
Ethanol Butanol a další produkty podobnější benzinu Bionafta a kerosin
Dá se prodat na současném trhu Lze je přidávat do benzinu ve velkém množství a používat v současném potrubí Je kompatibilní s dnešní infrastrukturou
Současné limity na množství přidávané do benzinu Vyšší technologické nároky; vyšší náklady než u výroby ethanolu Hospodárná produkce může být problematická
POET, Range, Mascoma, Verenium, Algenol, DuPont Danisco, Coskata, Qteros a další DuPont, BP, Gevo, Virent, Amyris PetroAlgae, Solazyme (z mořských řas), Amyris, LS9, Gevo, OPX (z jakýchkoli cukrů)
Procesy (přeměna suroviny na palivo)
Teplo, chemikálie nebo minerální katalyzátory Biologické procesy (enzymy a/nebo mikroorganismy)
Lze použít širokou škálu surovin; katalyzátory dokážou produkovat různá paliva V závislosti na druhu suroviny je proces energeticky velmi účinný
Hrozí, že bude energeticky náročnější než biologický proces a vyžádá si dodatečné čištění Každá surovina potřebuje jiný druh; enzymy jsou stále drahé
Range Fuels, Coskata (výroba plynu zahříváním suroviny), BlueFire Ethanol (silné kyseliny, mikrobiologické kvašení), Virent (katalyzátory) Solazyme (mořské řasy), Mascoma, Qteros (mikroorganismy), Iogen, DuPont Danisco, Verenium (enzymy, mikroorganismy)
Box s. 42:
Klima hlasuje pro biopaliva
Pokročilá biopaliva budou hrát důležitou roli v boji proti globálnímu oteplování. Jejich ekonomická proveditelnost závisí na tom, zda se Washington vydá cestou klimatické politiky, která zpoplatní emise oxidu uhličitého a zvýší tím relativní cenu benzinu v porovnání s biopalivy s nízkým obsahem uhlíku. Dle deníku New York Times z 11. dubna zatím Obamova administrativa postupuje opatrně: „Zdá se, že řešení klimatických změn se pomalu odsouvá ze seznamu prezidentových priorit.“ Prozatím nechává Obama vůdčí roli Kongresu. V případě, že nezačne jednat, připravuje federální Agentura pro ochranu životního prostředí (Environmental Protection Agency – EPA) vlastní regulační opatření.
Copyrighted 2009 by The McGraw-Hill Companies, Inc BusinessWeek
Překlad: Edita Jiráková
