Comparison of acetone–butanol–ethanol fermentation and ethanol catalytic upgrading as pathways for butanol production: A techno-economic and environmental assessment
Notice bibliographique
Résumé
Butanol is an important compound used as a building block for producing value-added products and an energy carrier. The main butanol production pathways are conventional acetone–butanol–ethanol (ABE) fermentation and catalytic upgrading of ethanol. On the other hand, the application of biomass as a promising substrate for biofuel production has been widely considered recently. However, few studies have compared different butanol production pathways using biomass as raw material. In light of that, the present work aims (i) to provide a short review of the catalytic ethanol upgrading and (ii) to compare conventional ABE fermentation and catalytic ethanol upgrading processes from the economic and environmental perspectives. Aspen Plus v9.0 was used to simulate both processes. The economic and environmental assessments were carried out considering the Colombian economic context, a gate-to-gate approach, and single impact categories. Considering a processing scale of 1000 ton/d, the conventional ABE fermentation process presented a more favorable technical, economic, and environmental performance for butanol production from biomass. It also offered lower net energy consumption (i.e., 57.9 GJ/ton of butanol) and higher butanol production (i.e., 2.59 ton/h). Nevertheless, the proposed processing scale was insufficient to reach economic feasibility for both processes. To overcome this challenge, the minimum processing scale had to be higher than 1584 ton/d and 1920 ton/d for conventional ABE fermentation and catalytic ethanol upgrading, respectively. Another critical factor in enhancing the economic feasibility of both butanol production pathways was the minimum selling price of butanol. More specifically, prices higher than 1.56 USD/kg and 1.80 USD/kg would be required for conventional ABE fermentation and catalytic ethanol upgrading, respectively. From the environmental impact point of view, the conventional ABE fermentation process led to a lower potential environmental impact than catalytic ethanol upgrading (0.12 PEI/kg vs. 0.18 PEI/kg, respectively).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».