Cellulosic ethanol
सेल्यूलोसिक इथेनॉल इथेनॉल (एथिल अल्कोहल) है जो पौधे के बीज या फल के बजाय सेल्यूलोज (पौधे के ठोस रेशे) से उत्पादित होता है। इसका उत्पादन घास, लकड़ी, शैवाल या अन्य पौधों से किया जा सकता है। इसे आम तौर पर जैव ईंधन के रूप में उपयोग करने के लिए चर्चा की जाती है। जैसे-जैसे पौधे बढ़ते हैं, वे कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं, जब उनसे बने इथेनॉल को जलाया जाता है तो कुछ कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जित हो जाता है, इसलिए सेलुलोसिक इथेनॉल ईंधन में जीवाश्म ईंधन की तुलना में कम कार्बन पदचिह्न होने की क्षमता होती है। सेलुलोसिक इथेनॉल में रुचि मकई या गन्ने से बने इथेनॉल को बदलने की इसकी क्षमता से प्रेरित है। चूंकि इन पौधों का उपयोग खाद्य उत्पादों के लिए भी किया जाता है, इसलिए उन्हें इथेनॉल उत्पादन के लिए मोड़ने से खाद्य कीमतों में वृद्धि हो सकती है; दूसरी ओर, सेलूलोज़-आधारित स्रोत आम तौर पर भोजन के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं करते हैं, क्योंकि पौधों के रेशेदार हिस्से ज्यादातर मनुष्यों के लिए अखाद्य होते हैं। एक अन्य संभावित लाभ सेलूलोज़ स्रोतों की उच्च विविधता और प्रचुरता है; घास, पेड़ और शैवाल पृथ्वी पर लगभग हर वातावरण में पाए जाते हैं। यहां तक कि नगरपालिका के ठोस अपशिष्ट घटकों जैसे कागज को भी इथेनॉल में बनाया जा सकता है। सेल्युलोसिक इथेनॉल का मुख्य वर्तमान नुकसान इसकी उत्पादन की उच्च लागत है, जो अधिक जटिल है और मकई-आधारित या गन्ना-आधारित इथेनॉल की तुलना में अधिक चरणों की आवश्यकता होती है। सेलुलोसिक इथेनॉल ने 2000 के दशक और 2010 के दशक की शुरुआत में महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया। संयुक्त राज्य सरकार ने विशेष रूप से इसके व्यावसायीकरण में अनुसंधान को वित्त पोषित किया और वाहन ईंधन में जोड़े गए सेलुलोसिक इथेनॉल के अनुपात के लिए लक्ष्य निर्धारित किए। कई मौजूदा कंपनियों के अलावा सेलुलोसिक इथेनॉल में विशेषज्ञता रखने वाली बड़ी संख्या में नई कंपनियों ने प्रायोगिक स्तर के उत्पादन संयंत्रों में निवेश किया। हालांकि, 2010 के दशक में तेल की कम कीमत के साथ-साथ अनाज आधारित इथेनॉल के बहुत सस्ते उत्पादन का मतलब था कि सेलुलोसिक इथेनॉल इन स्थापित ईंधनों के साथ प्रतिस्पर्धी नहीं था। नतीजतन, अधिकांश नई रिफाइनरियां 2010 के दशक के मध्य तक बंद हो गईं और कई नई स्थापित कंपनियां दिवालिया हो गईं। कुछ अभी भी मौजूद हैं, लेकिन मुख्य रूप से प्रदर्शन या अनुसंधान उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाते हैं; 2021 तक, कोई भी बड़े पैमाने पर सेलुलोसिक इथेनॉल का उत्पादन नहीं करता है। सेल्यूलोसिक इथेनॉल एक प्रकार का जैव ईंधन है जो लिग्नोसेल्यूलोज से उत्पादित होता है, एक संरचनात्मक सामग्री जिसमें पौधों का अधिकांश द्रव्यमान होता है और यह मुख्य रूप से सेल्यूलोज, हेमिसेल्यूलोज और लिग्निन से बना होता है। लिग्नोसेल्युलोज के लोकप्रिय स्रोतों में दोनों कृषि अपशिष्ट उत्पाद शामिल हैं (जैसे। कॉर्न स्टोवर या लकड़ी के चिप्स) और घास जैसे स्विचग्रास और मिसकैंथस प्रजातियाँ। इथेनॉल उत्पादन के लिए इन कच्चे माल में प्रचुर मात्रा में और विविध होने का लाभ है और यह आम तौर पर उपयोग किए जाने वाले मकई और गन्ना शर्करा के विपरीत खाद्य उत्पादन के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं करेगा। हालांकि, उन्हें आमतौर पर किण्वन द्वारा इथेनॉल का उत्पादन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सूक्ष्मजीवों के लिए चीनी मोनोमर्स उपलब्ध कराने के लिए अधिक प्रसंस्करण की भी आवश्यकता होती है, जो सेल्यूलोस से प्राप्त इथेनॉल की कीमत को बढ़ाता है। सेलुलोसिक इथेनॉल पुनर्निर्मित गैसोलीन की तुलना में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को 85 प्रतिशत तक कम कर सकता है। इसके विपरीत, स्टार्च इथेनॉल (जैसे, मकई से), जो प्रक्रिया के लिए ऊर्जा प्रदान करने के लिए अक्सर प्राकृतिक गैस का उपयोग करता है, स्टार्च-आधारित फीडस्टॉक का उत्पादन कैसे किया जाता है, इसके आधार पर ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को बिल्कुल भी कम नहीं कर सकता है। 2011 में राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी के अनुसार, लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास को ईंधन में बदलने के लिए कोई व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य जैव-रिफाइनरी मौजूद नहीं है। विनियमन द्वारा आवश्यक मात्रा में सेलुलोसिक इथेनॉल के उत्पादन की अनुपस्थिति 25 जनवरी, 2013 को घोषित यूनाइटेड स्टेट्स कोर्ट ऑफ अपील्स फॉर द डिस्ट्रिक्ट ऑफ कोलंबिया के फैसले का आधार थी, जिसमें संयुक्त राज्य अमेरिका में कार और ट्रक ईंधन उत्पादकों पर पर्यावरण संरक्षण एजेंसी द्वारा लगाए गए एक आवश्यकता को रद्द कर दिया गया था, जिसमें उनके उत्पादों में सेलुलोसिक जैव ईंधन को जोड़ने की आवश्यकता थी। इन मुद्दों के साथ-साथ कई अन्य कठिन उत्पादन चुनौतियों ने जॉर्ज वाशिंगटन विश्वविद्यालय के नीति शोधकर्ताओं को यह कहने के लिए प्रेरित किया कि "अल्पावधि में, [सेलुलोसिक] इथेनॉल गैसोलीन विकल्प के ऊर्जा सुरक्षा और पर्यावरणीय लक्ष्यों को पूरा नहीं कर सकता है।" इतिहास फ्रांसीसी रसायनज्ञ हेनरी ब्रैकनॉट ने सबसे पहले यह खोज की थी कि सेलूलोज़ को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ उपचार द्वारा 1819 में शर्करा में हाइड्रोलाइज किया जा सकता है। हाइड्रोलाइज्ड चीनी को फिर किण्वन के माध्यम से इथेनॉल बनाने के लिए संसाधित किया जा सकता है। पहला व्यावसायिक इथेनॉल उत्पादन 1898 में जर्मनी में शुरू हुआ, जहाँ सेलूलोज़ को हाइड्रोलाइज़ करने के लिए एसिड का उपयोग किया जाता था। संयुक्त राज्य अमेरिका में, स्टैंडर्ड अल्कोहल कंपनी ने 1910 में दक्षिण कैरोलिना में पहला सेलुलोसिक इथेनॉल उत्पादन संयंत्र खोला। बाद में, लुइसियाना में एक दूसरा संयंत्र खोला गया। हालांकि, दोनों संयंत्रों को आर्थिक कारणों से प्रथम विश्व युद्ध के बाद बंद कर दिया गया था। लकड़ी से इथेनॉल के लिए एक प्रक्रिया के व्यावसायीकरण का पहला प्रयास 1898 में जर्मनी में किया गया था। इसमें सेलूलोज़ को ग्लूकोज में हाइड्रोलाइज करने के लिए डाइलूट एसिड का उपयोग शामिल था, और प्रति 100 किलोग्राम लकड़ी के कचरे (प्रति टन) में 7.6 लीटर इथेनॉल का उत्पादन करने में सक्षम था। जर्मनों ने जल्द ही लगभग प्रति टन बायोमास की पैदावार के लिए अनुकूलित एक औद्योगिक प्रक्रिया विकसित की। इस प्रक्रिया ने जल्द ही अमेरिका में अपना रास्ता खोज लिया, जिसकी परिणति प्रथम विश्व युद्ध के दौरान दक्षिण-पूर्व में काम करने वाले दो वाणिज्यिक संयंत्रों में हुई। इन पौधों ने "अमेरिकी प्रक्रिया" का उपयोग किया-एक चरण पतला सल्फ्यूरिक एसिड हाइड्रोलिसिस। हालाँकि पैदावार मूल जर्मन प्रक्रिया (इथेनॉल प्रति टन बनाम 50) की तुलना में आधी थी, लेकिन अमेरिकी प्रक्रिया का थ्रूपुट बहुत अधिक था। लकड़ी के उत्पादन में गिरावट ने प्रथम विश्व युद्ध की समाप्ति के तुरंत बाद संयंत्रों को बंद करने के लिए मजबूर कर दिया। इस बीच, यू. एस. एफ. एस. की वन उत्पाद प्रयोगशाला में डाइलूट एसिड हाइड्रोलिसिस पर एक छोटी लेकिन स्थिर मात्रा में शोध जारी रहा। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, अमेरिका ने फिर से सेलुलोसिक इथेनॉल की ओर रुख किया, इस बार सिंथेटिक रबर के उत्पादन के लिए ब्यूटाडाइन में परिवर्तन के लिए। वल्कन कॉपर एंड सप्लाई कंपनी को भूसे को इथेनॉल में बदलने के लिए एक संयंत्र के निर्माण और संचालन का अनुबंध दिया गया था। यह संयंत्र वन उत्पाद प्रयोगशाला द्वारा विकसित मूल जर्मन शोलर प्रक्रिया में संशोधनों पर आधारित था। इस संयंत्र ने प्रति शुष्क टन इथेनॉल की उपज हासिल की, लेकिन फिर भी लाभदायक नहीं था और युद्ध के बाद इसे बंद कर दिया गया था। पिछले दो दशकों में एंजाइम प्रौद्योगिकियों के तेजी से विकास के साथ, एसिड हाइड्रोलिसिस प्रक्रिया को धीरे-धीरे एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। हेमिसेल्युलोज को हाइड्रोलाइज (अलग) करने के लिए फीडस्टॉक के रासायनिक पूर्व उपचार की आवश्यकता होती है, इसलिए इसे अधिक प्रभावी ढंग से शर्करा में परिवर्तित किया जा सकता है। डाइलूट एसिड प्रीट्रीटमेंट को यू. एस. एफ. एस. की वन उत्पाद प्रयोगशाला में लकड़ी के एसिड हाइड्रोलिसिस पर शुरुआती काम के आधार पर विकसित किया गया है। हाल ही में, वन उत्पाद प्रयोगशाला ने विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय के साथ मिलकर लकड़ी के सेल्युलोज के मजबूत एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस के लिए लिग्नोसेल्युलोज के पुनरावर्तन को दूर करने के लिए एक सल्फाइट पूर्व उपचार विकसित किया। 23 जनवरी, 2007 को अपने 2007 के स्टेट ऑफ द यूनियन संबोधन में, अमेरिकी राष्ट्रपति जॉर्ज डब्ल्यू बुश ने 2017 तक इथेनॉल के लिए एक प्रस्तावित जनादेश की घोषणा की। उस वर्ष बाद में, अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने लकड़ी के चिप्स, स्विचग्रास और साइट्रस के छिलकों जैसे गैर-पारंपरिक स्रोतों से इथेनॉल उत्पादन शुरू करने के उद्देश्य से 38.5 करोड़ डॉलर का अनुदान दिया। उत्पादन विधियाँ एक जैविक दृष्टिकोण का उपयोग करके इथेनॉल का उत्पादन करने के चरण हैंः लकड़ी या पुआल जैसे लिग्नोसेलुलोसिक सामग्री को हाइड्रोलिसिस सेलूलोज़ हाइड्रोलिसिस (सेलूलोलिसिस) के लिए उपयुक्त बनाने के लिए एक "पूर्व उपचार" चरण अणुओं को शर्करा में तोड़ने के लिए चीनी के घोल का माइक्रोबियल किण्वन शुद्ध शराब का उत्पादन करने के लिए आसवन और निर्जलीकरण 2010 में, अपने स्वयं के सेलूलोज़-पचाने वाले एंजाइमों का उत्पादन करने के लिए एक आनुवंशिक रूप से इंजीनियर खमीर तनाव विकसित किया गया था। यह मानते हुए कि इस तकनीक को औद्योगिक स्तर तक बढ़ाया जा सकता है, यह सेल्युलोलिसिस के एक या अधिक चरणों को समाप्त कर देगा, जिससे आवश्यक समय और उत्पादन की लागत दोनों कम हो जाएंगी। यद्यपि लिग्नोसेल्युलोज सबसे प्रचुर मात्रा में पादप सामग्री संसाधन है, लेकिन इसकी कठोर संरचना के कारण इसकी उपयोगिता कम हो जाती है। नतीजतन, सेलूलोज़ को लिग्निन सील और इसकी क्रिस्टलीय संरचना से मुक्त करने के लिए एक प्रभावी पूर्व उपचार की आवश्यकता होती है ताकि इसे बाद के जल अपघटन चरण के लिए सुलभ बनाया जा सके। अब तक, अधिकांश पूर्व-उपचार भौतिक या रासायनिक साधनों के माध्यम से किए जाते हैं। उच्च दक्षता प्राप्त करने के लिए, भौतिक और रासायनिक दोनों पूर्व उपचारों की आवश्यकता होती है। भौतिक पूर्व-उपचार में यांत्रिक प्रसंस्करण विधियों जैसे मिलिंग या एक्सट्रूज़न द्वारा बायोमास कण के आकार को कम करना शामिल है। रासायनिक पूर्व-उपचार आंशिक रूप से लिग्नोसेल्यूलोज को डिपॉलिमराइज़ करता है ताकि एंजाइम सूक्ष्मजीव प्रतिक्रियाओं के लिए सेलूलोज़ तक पहुँच सकें। रासायनिक पूर्व-उपचार तकनीकों में एसिड हाइड्रोलिसिस, भाप विस्फोट, अमोनिया फाइबर विस्तार, ऑर्गेनोसोल्व, सल्फाइट पूर्व-उपचार, एस. ओ. 2-इथेनॉल-जल अंश, क्षारीय गीला ऑक्सीकरण और ओजोन पूर्व-उपचार शामिल हैं। प्रभावी सेलूलोज़ मुक्ति के अलावा, एक आदर्श पूर्व-उपचार को क्षरण उत्पादों के गठन को कम करना पड़ता है क्योंकि वे बाद के जल अपघटन और किण्वन चरणों को रोक सकते हैं। अवरोधकों की उपस्थिति आवश्यक विषहरण चरणों के कारण इथेनॉल उत्पादन की लागत को और जटिल बनाती है और बढ़ाती है। उदाहरण के लिए, भले ही एसिड हाइड्रोलिसिस शायद सबसे पुरानी और सबसे अधिक अध्ययन की गई पूर्व-उपचार तकनीक है, यह फरफ्यूरल और हाइड्रॉक्सीमिथाइलफरफ्यूरल सहित कई शक्तिशाली अवरोधक पैदा करता है। अमोनिया फाइबर विस्तार (ए. एफ. ई. एक्स.) एक आशाजनक पूर्व-उपचार का एक उदाहरण है जो कोई अवरोधक पैदा नहीं करता है। अधिकांश पूर्व-उपचार प्रक्रियाएँ प्रभावी नहीं होती हैं जब उच्च लिग्निन सामग्री वाले फीडस्टॉक्स पर लागू की जाती हैं, जैसे कि वन बायोमास। इनके लिए वैकल्पिक या विशेष दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। ऑर्गेनोसॉल्व, एस. पी. ओ. आर. एल. ('लिग्नोसेल्युलोज के पुनर्चक्रण को दूर करने के लिए सल्फाइट पूर्व उपचार') और एस. ओ. 2-इथेनॉल-जल (ए. वी. ए. पी. ®) प्रक्रियाएं वे तीन प्रक्रियाएं हैं जो वन बायोमास, विशेष रूप से सॉफ्टवुड प्रजातियों के लिए 90 प्रतिशत से अधिक सेल्युलोज रूपांतरण प्राप्त कर सकती हैं। एस. पी. ओ. आर. एल. किण्वन अवरोधकों के बहुत कम उत्पादन के साथ वन बायोमास के पूर्व उपचार के लिए सबसे अधिक ऊर्जा कुशल (पूर्व उपचार में प्रति इकाई ऊर्जा खपत में चीनी उत्पादन) और मजबूत प्रक्रिया है। ऑर्गेनोसॉल्व पल्पिंग विशेष रूप से दृढ़ लकड़ी के लिए प्रभावी है और मंदन और वर्षा द्वारा एक हाइड्रोफोबिक लिग्निन उत्पाद की आसान वसूली प्रदान करता है। एवीएपी® प्रक्रिया प्रभावी रूप से सभी प्रकार के लिग्नोसेल्युलोसिक को स्वच्छ अत्यधिक पचाने योग्य सेल्युलोज, अवक्रमित हेमिसेल्युलोस शर्करा, प्रतिक्रियाशील लिग्निन और लिग्नोसल्फोनेट में विभाजित करती है, और रसायनों की कुशल वसूली की विशेषता है। सेलूलोलाइटिक प्रक्रियाएँ सेलूलोज़ (सेलूलोलिसिस) का हाइड्रोलिसिस सरल शर्करा का उत्पादन करता है जिसे अल्कोहल में किण्वित किया जा सकता है। दो प्रमुख सेल्युलोलिसिस प्रक्रियाएँ हैंः एसिड का उपयोग करके रासायनिक प्रक्रियाएँ, या सेल्यूलेस का उपयोग करके एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाएँ। रासायनिक हाइड्रोलिसिस 19वीं शताब्दी में और 20वीं शताब्दी की शुरुआत में विकसित पारंपरिक तरीकों में, सेल्युलोज पर एसिड से हमला करके हाइड्रोलिसिस किया जाता है। डाइलूट एसिड का उपयोग उच्च गर्मी और उच्च दबाव में किया जा सकता है, या कम तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर अधिक केंद्रित एसिड का उपयोग किया जा सकता है। एसिड और शर्करा का एक डिक्रिस्टलाइज्ड सेल्युलोसिक मिश्रण पानी की उपस्थिति में अलग-अलग चीनी अणुओं (हाइड्रोलिसिस) को पूरा करने के लिए प्रतिक्रिया करता है। इस हाइड्रोलिसिस से उत्पाद को फिर बेअसर कर दिया जाता है और इथेनॉल का उत्पादन करने के लिए खमीर किण्वन का उपयोग किया जाता है। जैसा कि उल्लेख किया गया है, डाइलूट एसिड प्रक्रिया के लिए एक महत्वपूर्ण बाधा यह है कि हाइड्रोलिसिस इतना कठोर है कि विषाक्त क्षरण उत्पादों का उत्पादन होता है जो किण्वन में हस्तक्षेप कर सकते हैं। ब्लूफायर रिन्यूएबल्स केंद्रित एसिड का उपयोग करता है क्योंकि यह लगभग उतने किण्वन अवरोधकों का उत्पादन नहीं करता है, लेकिन व्यावसायिक रूप से आकर्षक होने के लिए पुनर्चक्रण के लिए चीनी की धारा से अलग किया जाना चाहिए। कृषि अनुसंधान सेवा के वैज्ञानिकों ने पाया कि वे गेहूं के पुआल में लगभग सभी शेष शर्करा को प्राप्त कर सकते हैं और किण्वित कर सकते हैं। शर्कराएँ पौधे की कोशिका दीवारों में स्थित होती हैं, जिन्हें तोड़ना कुख्यात रूप से कठिन होता है। इन शर्कराओं तक पहुँचने के लिए, वैज्ञानिकों ने क्षारीय पेरोक्साइड के साथ गेहूं के भूसे का पूर्व उपचार किया, और फिर कोशिका की दीवारों को तोड़ने के लिए विशेष एंजाइमों का उपयोग किया। इस विधि से प्रति टन गेहूं के भूसे में इथेनॉल का उत्पादन किया जाता है। एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस सेल्युलोज श्रृंखलाओं को सेल्यूलेज एंजाइमों द्वारा ग्लूकोज अणुओं में तोड़ा जा सकता है। यह प्रतिक्रिया मवेशियों और भेड़ों जैसे जुगाली करने वालों के पेट में शरीर के तापमान पर होती है, जहां रोगाणुओं द्वारा एंजाइम का उत्पादन किया जाता है। यह प्रक्रिया इस रूपांतरण के विभिन्न चरणों में कई एंजाइमों का उपयोग करती है। एक समान एंजाइमेटिक प्रणाली का उपयोग करते हुए, लिग्नोसेल्युलोसिक पदार्थों को अपेक्षाकृत हल्की स्थिति (50 डिग्री सेल्सियस और पीएच 5) में एंजाइमेटिक रूप से हाइड्रोलाइज किया जा सकता है, इस प्रकार उपोत्पादों के गठन के बिना प्रभावी सेल्युलोज टूटने को सक्षम करता है जो अन्यथा एंजाइम गतिविधि को बाधित करेगा। इथेनॉल किण्वन के लिए उच्च चीनी की उपज प्राप्त करने के लिए डाइलूट एसिड सहित सभी प्रमुख पूर्व-उपचार विधियों के लिए एक एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस चरण की आवश्यकता होती है। फंगल एंजाइमों का उपयोग सेलूलोज़ को हाइड्रोलाइज़ करने के लिए किया जा सकता है। कच्चे माल (अक्सर लकड़ी या पुआल) को अभी भी पूर्व-उपचारित करना पड़ता है ताकि इसे जल अपघटन के लिए अनुकूल बनाया जा सके। 2005 में, आयोजन निगम ने घोषणा की कि वह एक एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस प्रक्रिया के लिए "विशेष रूप से इंजीनियर एंजाइम" का स्राव करने के लिए कवक ट्राइकोडर्मा रीसी का उपयोग करके एक प्रक्रिया विकसित कर रहा है। एक अन्य कनाडाई कंपनी, सनओप्टा, भाप विस्फोट पूर्व उपचार का उपयोग करती है, जो जेनिंग्स, लुइसियाना में वेरेनियम (पूर्व में सेलुनोल कॉर्पोरेशन) की सुविधा, स्पेन के सलामांका में अबेंगोआ की सुविधा और झाओडोंग में एक चीन संसाधन शराब निगम को अपनी तकनीक प्रदान करती है। सी. आर. ए. सी. उत्पादन सुविधा कच्चे माल के रूप में मकई के भंडार का उपयोग करती है। माइक्रोबियल फरमेंटेशन परंपरागत रूप से, बेकर का खमीर (सैक्रोमाइसेस सेरेविसिया), लंबे समय से शराब बनाने के उद्योग में हेक्सोज़ (छह-कार्बन शर्करा) से इथेनॉल का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता रहा है। लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास में मौजूद कार्बोहाइड्रेट की जटिल प्रकृति के कारण, हाइड्रोलाइसेट में ज़ाइलोज और अरेबिनोस (लिग्नोसेल्युलोस के हेमिसेल्युलोस भाग से प्राप्त पांच-कार्बन शर्करा) की एक महत्वपूर्ण मात्रा भी मौजूद होती है। उदाहरण के लिए, मकई के भंडार के हाइड्रोलाइसेट में, कुल किण्वन योग्य शर्करा का लगभग 30 प्रतिशत जाइलोस होता है। नतीजतन, सेलुलोसिक इथेनॉल और संभावित रूप से जैव आधारित प्रोटीन की आर्थिक प्रतिस्पर्धा को बढ़ाने के लिए हाइड्रोलाइसेट से उपलब्ध शर्करा की पूरी श्रृंखला का उपयोग करने के लिए किण्वन करने वाले सूक्ष्मजीवों की क्षमता महत्वपूर्ण है। हाल के वर्षों में, ईंधन इथेनॉल उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले सूक्ष्मजीवों के लिए चयापचय इंजीनियरिंग ने महत्वपूर्ण प्रगति दिखाई है। सैक्रोमाइसेस सेरेविसिया के अलावा, सेलुलोसिक इथेनॉल उत्पादन के लिए चयापचय इंजीनियरिंग के माध्यम से ज़िमोमोनास मोबिलिस और एस्चेरिचिया कोलाई जैसे सूक्ष्मजीवों को लक्षित किया गया है। वैकल्पिक किण्वन जीव के प्रति एक आकर्षण फ़ीड स्टॉक की उपज में सुधार करते हुए पाँच कार्बन शर्करा को किण्वित करने की इसकी क्षमता है। यह क्षमता अक्सर बैक्टीरिया आधारित जीवों में पाई जाती है। हाल ही में, इंजीनियर खमीर को कुशलता से ज़ाइलोज़, और अरबीनोज़, और यहां तक कि दोनों को एक साथ किण्वित करने के लिए वर्णित किया गया है। खमीर कोशिकाएँ सेलुलोसिक इथेनॉल प्रक्रियाओं के लिए विशेष रूप से आकर्षक होती हैं क्योंकि वे सैकड़ों वर्षों से जैव प्रौद्योगिकी में उपयोग की जाती हैं, उच्च इथेनॉल और अवरोधक सांद्रता के प्रति सहिष्णु होती हैं और जीवाणु संदूषण को कम करने के लिए कम पीएच मानों पर बढ़ सकती हैं। संयुक्त हाइड्रोलिसिस और किण्वन बैक्टीरिया की कुछ प्रजातियों को सेलूलोज़ सब्सट्रेट को इथेनॉल में सीधे परिवर्तित करने में सक्षम पाया गया है। एक उदाहरण क्लॉस्ट्रिडियम थर्मोसेलम है, जो सेलूलोज़ को तोड़ने और इथेनॉल को संश्लेषित करने के लिए एक जटिल सेलुलोसोम का उपयोग करता है। हालांकि, सी. थर्मोसेलम सेलूलोज़ चयापचय के दौरान अन्य उत्पादों का भी उत्पादन करता है, जिसमें इथेनॉल के अलावा एसीटेट और लैक्टेट शामिल हैं, जिससे प्रक्रिया की दक्षता कम हो जाती है। कुछ शोध प्रयासों को आनुवंशिक रूप से इंजीनियरिंग बैक्टीरिया द्वारा इथेनॉल उत्पादन को अनुकूलित करने के लिए निर्देशित किया जाता है जो इथेनॉल-उत्पादन मार्ग पर ध्यान केंद्रित करते हैं। गैसीकरण प्रक्रिया (थर्मोकेमिकल दृष्टिकोण) गैसीकरण प्रक्रिया सेलूलोज़ श्रृंखला (सेलूलोलिसिस) के रासायनिक अपघटन पर निर्भर नहीं करती है। सेलूलोज़ को चीनी के अणुओं में तोड़ने के बजाय, कच्चे माल में कार्बन को संश्लेषण गैस में परिवर्तित किया जाता है, जो आंशिक दहन की मात्रा का उपयोग करता है। कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन को फिर एक विशेष प्रकार के किण्वक में डाला जा सकता है। खमीर के साथ चीनी के किण्वन के बजाय, यह प्रक्रिया क्लॉस्ट्रिडियम जुंगडाहली बैक्टीरिया का उपयोग करती है। यह सूक्ष्मजीव कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन का सेवन करेगा और इथेनॉल और पानी का उत्पादन करेगा। इस प्रकार प्रक्रिया को तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता हैः गैसीकरण-कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन किण्वन के रूप में कार्बन तक पहुंचने के लिए जटिल कार्बन-आधारित अणुओं को अलग किया जाता है-कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन को क्लॉस्ट्रिडियम जुंगडाहली जीव आसवन का उपयोग करके इथेनॉल में परिवर्तित करें-इथेनॉल को पानी से अलग किया जाता है हाल के एक अध्ययन में एक और क्लॉस्ट्रिडियम बैक्टीरिया पाया गया है जो कार्बन मोनोऑक्साइड से इथेनॉल बनाने में ऊपर बताए गए से दोगुना कुशल प्रतीत होता है। वैकल्पिक रूप से, गैसीकरण से संश्लेषण गैस को एक उत्प्रेरक रिएक्टर को खिलाया जा सकता है जहां इसका उपयोग थर्मोकेमिकल प्रक्रिया के माध्यम से इथेनॉल और अन्य उच्च अल्कोहल का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। यह प्रक्रिया अन्य प्रकार के तरल ईंधन भी उत्पन्न कर सकती है, एक वैकल्पिक अवधारणा जिसे मॉन्ट्रियल स्थित कंपनी एनर्केम ने वेस्टबरी, क्यूबेक में अपनी सुविधा में सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया है। सेल्युलोज और हेमिसेल्युलोज दोनों को इथेनॉल में बदलने के लिए आर्थिक तरीकों को विकसित करने के लिए हेमिसेल्युलोज से इथेनॉल में अध्ययन गहनता से किए जाते हैं। सेलूलोज़ हाइड्रोलाइज़ेट के मुख्य उत्पाद ग्लूकोज़ का इथेनॉल में किण्वन पहले से ही स्थापित और कुशल तकनीक है। हालांकि, ज़ाइलोज़ का रूपांतरण, हेमिसेल्युलोज़ हाइड्रोलाइज़ेट की पेंटोज़ चीनी, एक सीमित कारक है, विशेष रूप से ग्लूकोज़ की उपस्थिति में। इसके अलावा, इसे नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है क्योंकि हेमिसेल्युलोज सेलुलोसिक इथेनॉल उत्पादन की दक्षता और लागत-प्रभावशीलता में वृद्धि करेगा। सकामोटो (2012) और अन्य। हेमिसेल्यूलेज एंजाइमों को व्यक्त करने के लिए आनुवंशिक इंजीनियरिंग रोगाणुओं की क्षमता दिखाएँ। शोधकर्ताओं ने एक पुनः संयोजक सैक्रोमाइसेस सेरेविसिया स्ट्रेन बनाया जो सक्षम थाः इसकी कोशिका सतह पर कोडिस्प्लेइंग एंडोक्सिलेनेज के माध्यम से हेमिसेल्यूलेज को हाइड्रोलाइज करना, ज़ाइलोज रिडक्टेज और ज़ाइलिटोल डिहाइड्रोजनेज की अभिव्यक्ति द्वारा ज़ाइलोज को आत्मसात करना। स्ट्रेन चावल के पुआल हाइड्रोलाइज़ेट को इथेनॉल में बदलने में सक्षम था, जिसमें हेमिसेल्युलोसिक घटक होते हैं। इसके अलावा, यह नियंत्रित तनाव की तुलना में 2.5 गुना अधिक इथेनॉल का उत्पादन करने में सक्षम था, जो इथेनॉल का उत्पादन करने के लिए कोशिका सतह-इंजीनियरिंग की अत्यधिक प्रभावी प्रक्रिया को दर्शाता है। लाभ इथेनॉल ईंधन के सामान्य लाभ इथेनॉल गैसोलीन की तुलना में अधिक स्वच्छ और अधिक कुशलता से जलता है। चूंकि पौधे बढ़ते हुए कार्बन डाइऑक्साइड का उपभोग करते हैं, इसलिए जैव-इथेनॉल में जीवाश्म ईंधन की तुलना में समग्र रूप से कम कार्बन पदचिह्न होता है। तेल के लिए इथेनॉल को प्रतिस्थापित करने से तेल आयात पर देश की निर्भरता भी कम हो सकती है। मकई या चीनी आधारित इथेनॉल की तुलना में सेलुलोसिक इथेनॉल के लाभ सेलुलोसिक इथेनॉल का वाणिज्यिक उत्पादन, जो मकई और गन्ने के विपरीत खाद्य उत्पादन के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं करेगा, अत्यधिक आकर्षक होगा क्योंकि यह इन खाद्य फसलों पर दबाव को कम करेगा। हालांकि इसकी प्रसंस्करण लागत अधिक है, सेल्युलोज बायोमास की कीमत अनाज या फलों की तुलना में बहुत सस्ती है। इसके अलावा, चूंकि सेलूलोज़ पौधों का मुख्य घटक है, इसलिए पूरे पौधे को केवल फल या बीज के बजाय काटा जा सकता है। इसके परिणामस्वरूप बहुत बेहतर पैदावार होती है; उदाहरण के लिए, स्विचग्रास से मकई की तुलना में प्रति एकड़ दोगुना इथेनॉल मिलता है। सेलूलोज़ उत्पादन के लिए बायोमास सामग्री को कम निवेश की आवश्यकता होती है, जैसे कि उर्वरक, जड़ी-बूटियाँ, और उनकी व्यापक जड़ें मिट्टी की गुणवत्ता में सुधार करती हैं, कटाव को कम करती हैं, और पोषक तत्वों को पकड़ती हैं। सेल्युलोसिक इथेनॉल की समग्र कार्बन पदचिह्न और ग्लोबल वार्मिंग क्षमता काफी कम है (चार्ट देखें) और शुद्ध ऊर्जा उत्पादन मकई आधारित इथेनॉल की तुलना में कई गुना अधिक है। संभावित कच्चा माल भी प्रचुर मात्रा में है। दुनिया भर में उत्पन्न होने वाले लगभग 44 प्रतिशत घरेलू कचरे में भोजन और साग शामिल हैं। अनुमानतः 32.3 लाख टन सेलूलोज युक्त कच्चा माल जिसका उपयोग इथेनॉल बनाने के लिए किया जा सकता है, अकेले अमेरिका में हर साल फेंक दिया जाता है। इसमें 36.8 लाख सूखी टन शहरी लकड़ी का कचरा, 90.5 लाख सूखी टन प्राथमिक मिल अवशेष, 45 लाख सूखी टन वन अवशेष और 10 लाख सूखी टन मकई और गेहूं के पुआल शामिल हैं। इसके अलावा, यहां तक कि कृषि के लिए सीमांत भूमि को भी सेलूलोज़ उत्पादक फसलों के साथ लगाया जा सकता है, जैसे कि स्विचग्रास, जिसके परिणामस्वरूप संयुक्त राज्य में सभी वर्तमान तेल आयातों के लिए पर्याप्त उत्पादन होता है। कागज, कार्डबोर्ड और पैकेजिंग में वैश्विक घरेलू कचरे का लगभग 17 प्रतिशत शामिल है; हालाँकि इनमें से कुछ का पुनर्चक्रण किया जाता है। चूँकि इन उत्पादों में सेलूलोज़ होता है, वे सेलुलोसिक इथेनॉल में परिवर्तित हो सकते हैं, जो अपघटन के दौरान मीथेन, एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस के उत्पादन से बचेंगे। नुकसान सामान्य नुकसान इथेनॉल ईंधन की मुख्य समग्र कमी कम संपीड़न अनुपात वाले गैसोलीन के लिए डिज़ाइन किए गए इंजन में इथेनॉल का उपयोग करते समय गैसोलीन की तुलना में इसकी कम ईंधन बचत है। मकई या चीनी आधारित इथेनॉल की तुलना में सेलुलोसिक इथेनॉल के नुकसान सेलुलोसिक इथेनॉल का मुख्य नुकसान इसकी उच्च लागत और उत्पादन की जटिलता है, जो इसके व्यावसायीकरण में मुख्य बाधा रही है। अर्थशास्त्र हालाँकि वैश्विक जैव-इथेनॉल बाजार बड़ा है (2019 में लगभग 110 अरब लीटर), लेकिन अधिकांश मकई या गन्ने से बनाया जाता है, न कि सेलूलोज़ से। 2007 में, सेलुलोसिक स्रोतों से इथेनॉल के उत्पादन की लागत का अनुमान सीए था। 65 डॉलर प्रति गैलन (0.58 यूरो प्रति लीटर), जो मकई से बने इथेनॉल की तुलना में लगभग 2-3 गुना अधिक महंगा है। हालांकि, सेलुलोसिक इथेनॉल बाजार अपेक्षाकृत छोटा है और सरकारी सब्सिडी पर निर्भर है। अमेरिकी सरकार ने मूल रूप से सेलुलोसिक इथेनॉल लक्ष्य निर्धारित किए थे जो धीरे-धीरे 2011 में 1 अरब लीटर से बढ़कर 2022 में 60 अरब लीटर हो गए। हालाँकि, इन वार्षिक लक्ष्यों को लगभग हमेशा यह स्पष्ट होने के बाद माफ कर दिया गया है कि उन्हें पूरा करने की कोई संभावना नहीं है। सेलुलोसिक इथेनॉल का उत्पादन करने वाले अधिकांश संयंत्रों को 2010 के दशक की शुरुआत में रद्द कर दिया गया था या छोड़ दिया गया था। डुपॉन्ट, जनरल मोटर्स और बी. पी. सहित कई अन्य द्वारा निर्मित या वित्तपोषित संयंत्रों को बंद कर दिया गया या बेच दिया गया। 2018 तक, अमेरिका में केवल एक प्रमुख संयंत्र बचा है। इसे बड़े पैमाने पर उत्पादन पर उगाने के लिए, सेलूलोज़ बायोमास को कृषि भूमि के मौजूदा उपयोगों के साथ प्रतिस्पर्धा करनी चाहिए, मुख्य रूप से फसल वस्तुओं के उत्पादन के लिए। संयुक्त राज्य अमेरिका की 22.6 करोड़ एकड़ (9.1 लाख वर्ग कि. मी.) असंबद्ध भूमि में से 33 प्रतिशत वन भूमि, 26 प्रतिशत चरागाह और घास के मैदान और 20 प्रतिशत फसल भूमि है। अमेरिका द्वारा किया गया एक अध्ययन। 2005 में ऊर्जा और कृषि विभागों ने सुझाव दिया कि वानिकी, कृषि पर स्वीकार्य प्रभाव बनाए रखते हुए सैद्धांतिक रूप से इथेनॉल के उपयोग के लिए 130 करोड़ शुष्क टन बायोमास उपलब्ध है। मकई आधारित इथेनॉल के साथ तुलना वर्तमान में, सेलूलोज़ को मकई या गन्ने की तुलना में इथेनॉल में संसाधित करना अधिक कठिन और अधिक महंगा है। अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने 2007 में अनुमान लगाया था कि सेलुलोसिक इथेनॉल का उत्पादन करने के लिए लगभग 2.20 डॉलर प्रति गैलन का खर्च आता है, जो मकई से प्राप्त इथेनॉल से 2-3 गुना अधिक है। पादप कोशिका भित्ति ऊतक को नष्ट करने वाले एंजाइमों की कीमत 0.40 अमेरिकी डॉलर प्रति गैलन इथेनॉल है जबकि मकई की कीमत 0.13 अमेरिकी डॉलर है। हालांकि, सेलुलोसिक बायोमास मकई की तुलना में उत्पादन करने के लिए सस्ता है, क्योंकि इसके लिए कम निवेश की आवश्यकता होती है, जैसे कि ऊर्जा, उर्वरक, जड़ी-बूटी, और इसके साथ कम मिट्टी का कटाव और मिट्टी की उर्वरता में सुधार होता है। इसके अतिरिक्त, इथेनॉल बनाने के बाद बचे गैर-किण्वित और अपरिवर्तित ठोस पदार्थों को जलाया जा सकता है ताकि रूपांतरण संयंत्र को संचालित करने और बिजली का उत्पादन करने के लिए आवश्यक ईंधन प्रदान किया जा सके। मकई आधारित इथेनॉल संयंत्रों को चलाने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा कोयले और प्राकृतिक गैस से प्राप्त होती है। इंस्टीट्यूट फॉर लोकल सेल्फ-रिलायंस का अनुमान है कि वाणिज्यिक संयंत्रों की पहली पीढ़ी से सेलुलोसिक इथेनॉल की लागत $1.9-$2.25 प्रति गैलन की सीमा में होगी, जिसमें प्रोत्साहन शामिल नहीं हैं। यह मकई से इथेनॉल के लिए $1.2-$1.5 प्रति गैलन की वर्तमान लागत और नियमित गैसोलीन (जिस पर सब्सिडी और कर लगाया जाता है) के लिए $4 प्रति गैलन से अधिक की वर्तमान खुदरा कीमत की तुलना करता है। सेलुलोसिक इथेनॉल के उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले एंजाइम-लागत बाधा सेल्यूलेस और हेमिसेल्यूलेस अपने पहली पीढ़ी के समकक्षों की तुलना में अधिक महंगे हैं। मक्के के अनाज के इथेनॉल उत्पादन के लिए आवश्यक एंजाइमों की लागत 2.64-5.28 अमेरिकी डॉलर प्रति घन मीटर इथेनॉल का उत्पादन। सेलुलोसिक इथेनॉल उत्पादन के लिए एंजाइमों की लागत 79.25 अमेरिकी डॉलर होने का अनुमान है, जिसका अर्थ है कि वे 20-40 गुना अधिक महंगे हैं। लागत अंतर का श्रेय आवश्यक मात्रा को दिया जाता है। एंजाइमों के सेल्यूलेज परिवार में दक्षता का एक से दो क्रम छोटा परिमाण होता है। इसलिए, इसके उत्पादन में मौजूद होने के लिए 40 से 100 गुना अधिक एंजाइम की आवश्यकता होती है। प्रत्येक टन बायोमास के लिए इसे 15-25 किलोग्राम एंजाइम की आवश्यकता होती है। हाल के अनुमान कम हैं, जो प्रति शुष्क टन बायोमास फीडस्टॉक में 1 किलोग्राम एंजाइम का सुझाव देते हैं। एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस करने वाले पोत के लिए लंबे ऊष्मायन समय से जुड़ी अपेक्षाकृत उच्च पूंजी लागत भी है। कुल मिलाकर, सेलुलोसिक इथेनॉल उत्पादन के लिए एंजाइमों में 20-40% का एक महत्वपूर्ण हिस्सा होता है। हाल के एक पेपर में नकदी लागत की सीमा का अनुमान लगाया गया है, जिसमें एक प्रमुख कारक यह है कि सेल्यूलेज एंजाइम का उत्पादन कैसे किया जाता है। ऑफसाइट उत्पादित सेल्यूलेज के लिए, एंजाइम उत्पादन नकद लागत का 36 प्रतिशत है। एक अलग पौधे में ऑनसाइट उत्पादित एंजाइम के लिए, अंश 29 प्रतिशत है; एकीकृत एंजाइम उत्पादन के लिए, अंश 13 प्रतिशत है। एकीकृत उत्पादन के प्रमुख लाभों में से एक यह है कि ग्लूकोज के बजाय बायोमास एंजाइम विकास माध्यम है। बायोमास की लागत कम होती है, और यह परिणामी सेलुलोसिक इथेनॉल को दूसरी पीढ़ी का जैव ईंधन बनाता है, यानी, यह 'ईंधन के लिए भोजन' का उपयोग नहीं करता है। फ़ीडस्टॉक आम तौर पर दो प्रकार के फ़ीडस्टॉक होते हैंः वन (वुडी) बायोमास और कृषि बायोमास। अमेरिका में सालाना लगभग 1.40 करोड़ सूखे टन बायोमास का स्थायी रूप से उत्पादन किया जा सकता है। लगभग 370 मिलियन टन या 30 प्रतिशत वन बायोमास हैं। वन बायोमास में कृषि बायोमास की तुलना में सेल्युलोज और लिग्निन की मात्रा अधिक होती है और हेमिसेल्युलोज और राख की मात्रा कम होती है। प्रीट्रीटमेंट हाइड्रोलाइसेट के किण्वन में कठिनाइयों और कम इथेनॉल उपज के कारण, विशेष रूप से ज़ाइलोज जैसे बहुत अधिक 5 कार्बन हेमिसेल्युलोज शर्करा वाले, वन बायोमास के कृषि बायोमास पर महत्वपूर्ण लाभ हैं। वन बायोमास में भी उच्च घनत्व होता है जो परिवहन लागत को काफी कम कर देता है। इसे साल भर काटा जा सकता है जिससे दीर्घकालिक भंडारण समाप्त हो जाता है। वन बायोमास की लगभग शून्य राख सामग्री परिवहन और प्रसंस्करण में मृत भार को काफी कम कर देती है। जैव विविधता की जरूरतों को पूरा करने के लिए, वन बायोमास भविष्य की जैव आधारित अर्थव्यवस्था में एक महत्वपूर्ण बायोमास फीडस्टॉक आपूर्ति मिश्रण होगा। हालांकि, वन बायोमास कृषि बायोमास की तुलना में बहुत अधिक कठोर है। हाल ही में, यूएसडीए वन उत्पाद प्रयोगशाला ने विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय के साथ मिलकर कुशल तकनीकों का विकास किया है जो वन (वुडी) बायोमास के मजबूत पुनरावर्तन को दूर कर सकते हैं, जिसमें सॉफ्टवुड प्रजातियां भी शामिल हैं जिनमें कम ज़ायलन सामग्री होती है। लघु-घूर्णन गहन संवर्धन या वृक्ष खेती वन बायोमास उत्पादन के लिए लगभग असीमित अवसर प्रदान कर सकती है। कटाव और पेड़ के शीर्ष से लकड़ी की चिप और आरा मिलों से आरी की धूल, और अपशिष्ट कागज का गूदा सेलुलोसिक इथेनॉल उत्पादन के लिए वन बायोमास फीडस्टॉक हैं। स्विचग्रास (पैनिकम वर्गेटम) एक देशी टॉलग्रास प्रैरी घास है। अपनी कठोरता और तेजी से विकास के लिए जाना जाने वाला, यह बारहमासी गर्म महीनों के दौरान 2 से 6 फीट की ऊंचाई तक बढ़ता है। स्विचग्रास को संयुक्त राज्य अमेरिका के अधिकांश हिस्सों में उगाया जा सकता है, जिसमें दलदली भूमि, मैदानी क्षेत्र, धाराएं और तटों और अंतरराज्यीय राजमार्ग शामिल हैं। यह स्व-बीजन (बुवाई के लिए कोई ट्रैक्टर नहीं, केवल कटाई के लिए) है, जो कई बीमारियों और कीटों के लिए प्रतिरोधी है, और उर्वरक और अन्य रसायनों के कम अनुप्रयोगों के साथ उच्च पैदावार का उत्पादन कर सकता है। यह खराब मिट्टी, बाढ़ और सूखे के प्रति भी सहिष्णु है; मिट्टी की गुणवत्ता में सुधार करता है और अपने प्रकार की जड़ प्रणाली के कारण कटाव को रोकता है। स्विचग्रास संघीय संरक्षण आरक्षित कार्यक्रम (सी. आर. पी.) के तहत संरक्षित भूमि के लिए एक अनुमोदित कवर फसल है। सी. आर. पी. एक सरकारी कार्यक्रम है जो उत्पादकों को उस भूमि पर फसलें नहीं उगाने के लिए शुल्क का भुगतान करता है जिस पर हाल ही में फसलें उगाई गई हैं। यह कार्यक्रम मिट्टी के कटाव को कम करता है, पानी की गुणवत्ता को बढ़ाता है और वन्यजीव आवास को बढ़ाता है। सी. आर. पी. भूमि तीतर और बत्तखों और कई कीटों जैसे ऊपरी भूमि के खेल के लिए एक निवास स्थान के रूप में कार्य करती है। जैव ईंधन उत्पादन के लिए स्विचग्रास को संरक्षण आरक्षित कार्यक्रम (सी. आर. पी.) भूमि पर उपयोग के लिए विचार किया गया है, जो पारिस्थितिक स्थिरता को बढ़ा सकता है और सी. आर. पी. कार्यक्रम की लागत को कम कर सकता है। हालांकि, सी. आर. पी. भूमि के इस आर्थिक उपयोग की अनुमति देने के लिए सी. आर. पी. नियमों को संशोधित करना होगा। मिसकैंथस × गिगांटियस सेलुलोसिक इथेनॉल उत्पादन के लिए एक और व्यवहार्य फीडस्टॉक है। घास की यह प्रजाति एशिया की मूल निवासी है और यह मिस्कैंथस साइनेंसिस और मिस्कैंथस सैक्रिफ्लोरस का एक जीवाणुरहित संकर है। इसमें उच्च फसल की पैदावार होती है, उगाने के लिए सस्ता होता है, और विभिन्न जलवायु में पनपता है। हालाँकि, क्योंकि यह जीवाणुरहित है, इसके लिए वनस्पति प्रसार की भी आवश्यकता होती है, जिससे यह अधिक महंगा हो जाता है। यह सुझाव दिया गया है कि कुडज़ु बायोमास का एक मूल्यवान स्रोत बन सकता है। सेल्यूलोसिक इथेनॉल व्यावसायीकरण सब्सिडी और अनुदान से प्रेरित, सेल्यूलोसिक इथेनॉल अनुसंधान और पायलट संयंत्रों में 2000 के दशक की शुरुआत में उछाल आया। आयोजन, पीओईटी और अबेंगोआ जैसी कंपनियों ने रिफाइनरियों का निर्माण किया जो बायोमास को संसाधित कर सकते हैं और इसे इथेनॉल में बदल सकते हैं, जबकि ड्यूपॉन्ट, डाइवर्सा, नोवोज़ाइम्स और डायडिक जैसी कंपनियों ने एंजाइम अनुसंधान में निवेश किया। हालाँकि, इनमें से अधिकांश संयंत्रों को 2010 के दशक की शुरुआत में रद्द या बंद कर दिया गया था क्योंकि तकनीकी बाधाओं को दूर करना बहुत मुश्किल साबित हुआ था। 2018 तक, केवल एक सेलुलोसिक इथेनॉल संयंत्र चालू रहा। 2010 के दशक के उत्तरार्ध में, विभिन्न कंपनियों ने कभी-कभी सेलुलोसिक इथेनॉल के व्यावसायीकरण के लिए छोटे पैमाने के प्रयासों का प्रयास किया, हालांकि ऐसे उद्यम आम तौर पर प्रयोगात्मक पैमाने पर रहते हैं और अक्सर सब्सिडी पर निर्भर रहते हैं। ग्रैनबियो, रायज़न और सेंट्रो डी टेक्नोलॉजिया कैनवीइरा कंपनियाँ प्रत्येक ब्राजील में एक पायलट-स्केल सुविधा संचालित करती हैं, जो 2019 में लगभग 3 करोड़ लीटर का उत्पादन करती हैं। आयोजन, जिसने 1991 में एक एंजाइम निर्माता के रूप में शुरुआत की और 2013 में मुख्य रूप से सेलुलोसिक इथेनॉल पर ध्यान केंद्रित करने के लिए खुद को फिर से उन्मुख किया, सेलुलोसिक इथेनॉल उत्पादन के लिए कई पेटेंट का मालिक है और रायज़न संयंत्र के लिए प्रौद्योगिकी प्रदान करता है। 2021 तक सेलुलोसिक इथेनॉल प्रौद्योगिकी विकसित करने वाली अन्य कंपनियां इनबिकॉन (डेनमार्क) हैं; पायलट उत्पादन संयंत्रों का संचालन या योजना बनाने वाली कंपनियों में न्यू एनर्जी ब्लू (यूएस), सेकाब (स्वीडन) और क्लैरियंट (रोमानिया में) शामिल हैं। सेल्युलोसिक इथेनॉल परिसंपत्तियों वाली एक स्पेनिश कंपनी अबेंगोआ 2021 में दिवालिया हो गई। ऑस्ट्रेलियाई अक्षय ऊर्जा एजेंसी, राज्य और स्थानीय सरकारों के साथ, कोयला खनन से दूर क्षेत्रीय अर्थव्यवस्था में विविधता लाने के प्रयासों के हिस्से के रूप में न्यू साउथ वेल्स में 2017 और 2020 में एक पायलट संयंत्र को आंशिक रूप से वित्त पोषित किया। अमेरिकी सरकार का समर्थन 2006 से, अमेरिकी संघीय सरकार ने सेलुलोसिक फीडस्टॉक्स से इथेनॉल के विकास को बढ़ावा देना शुरू किया। मई 2008 में, कांग्रेस ने एक नया कृषि विधेयक पारित किया जिसमें सेलुलोसिक इथेनॉल सहित दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन के व्यावसायीकरण के लिए धन शामिल था। 2008 के खाद्य, संरक्षण और ऊर्जा अधिनियम ने "उन्नत जैव ईंधन" के उत्पादन के लिए प्रदर्शन पैमाने पर जैव शोध कारखानों के विकास और निर्माण की लागत का 30 प्रतिशत तक अनुदान प्रदान किया, जिसमें प्रभावी रूप से मकई के गुठली स्टार्च से उत्पादित नहीं होने वाले सभी ईंधन शामिल थे। इसने वाणिज्यिक स्तर पर जैव-रिफाइनरियों के निर्माण के लिए 25 करोड़ डॉलर तक की ऋण गारंटी की भी अनुमति दी। जनवरी 2011 में, यू. एस. डी. ए. ने कोस्काटा, एनर्केम और आई. एन. ई. ओ. एस. न्यू प्लैनेट बायोएनर्जी के स्वामित्व वाली तीन सुविधाओं में सेलुलोसिक इथेनॉल के व्यावसायीकरण का समर्थन करने के लिए 2008 के फार्म बिल के माध्यम से 40.5 करोड़ डॉलर की ऋण गारंटी को मंजूरी दी। ये परियोजनाएं एक संयुक्त प्रति वर्ष उत्पादन क्षमता का प्रतिनिधित्व करती हैं और 2012 में सेलुलोसिक इथेनॉल का उत्पादन शुरू कर देंगी। यूएसडीए ने उन्नत जैव ईंधन उत्पादकों की एक सूची भी जारी की, जिन्हें उन्नत जैव ईंधन के उत्पादन का विस्तार करने के लिए भुगतान प्राप्त होगा। जुलाई 2011 में, अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने एम्मेट्सबर्ग, आयोवा में एक वाणिज्यिक स्तर के संयंत्र के निर्माण के लिए पीओईटी को 10.5 करोड़ डॉलर की ऋण गारंटी दी। यह भी देखें दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन खाद्य बनाम ईंधन संदर्भ बाहरी लिंक यू. एस. इथेनॉल संयंत्रों की सूची सेल्यूलोसिक इथेनॉल पथ को विभिन्न तकनीकों के साथ पक्का किया गया है दूसरी पीढ़ी के इथेनॉल यू. एस. डी. ए. और डी. ओ. ई. रिलीज राष्ट्रीय जैव ईंधन कार्य योजना सेल्यूलोसिक इथेनॉल उत्पादन का व्यावसायीकरण कवि को "विस्फोट" कर सकता है पायलट पैमाने पर सेल्यूलोसिक इथेनॉल का उत्पादन अधिक यू. एस. इथेनॉल संयंत्रों के लिए शेल ईंधन सेल्यूलोसिक इथेनॉल पुश को नए कोडेक्सिस सौदे के साथ संभव देखा गया। यू. एस. इथेनॉल उत्पादन 2030 तक 90 बिलियन गैलन तक पहुंच सकता है सेल्युलोज से इथेनॉलः एक सामान्य समीक्षा-पी. सी. बैजर, 2002 यूएस डीओईऑफिस ऑफ बायोलॉजिकल एंड एनवायरनमेंटल रिसर्च (ओबीईआर)। राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला, अनुसंधान प्रगति-सेलुलोसिक इथेनॉल। यू. एस. डी. ए. वन उत्पाद प्रयोगशाला reuters.com, कई स्रोतों से आने वाले नए जैव ईंधनः सम्मेलन, शुक्रवार 13 फरवरी, 2009 2ः50 बजे ई. एस. टी. reuters.com, यू. एस. साप्ताहिक इथेनॉल मार्जिन ब्रेक इवन से ऊपर, शुक्रवार 13 फरवरी, 2009 4ः01 बजे ई. एस. टी. wired.com, एक अणु तेल की हमारी लत को ठीक कर सकता है, 09.24.07 आगे पढ़ना इथेनॉल ईंधन इथेनॉल लकड़ी के उत्पाद वानिकी नवीकरणीय ईंधन जैव ईंधन प्रौद्योगिकी ऊर्जा विकास नवीकरणीय 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