L’éthanol cellulosique est un biocarburant fabriqué à partir de cellulose, le composant principal des parois cellulaires végétales. La cellulose est contenue dans toutes les plantes et est le composé organique le plus répandu sur terre. Bien qu’il soit plus difficile de créer de l’éthanol à partir de cellulose qu’à partir d’amidon ou de cultures à base de sucre comme le maïs, les sources de cellulose sont pratiquement illimitées. Il s’agit d’un avantage majeur qui permet aux producteurs d’utiliser des ressources telles que les déchets agricoles, les sous-produits de l’entretien des pelouses, des jardins et des arbres, et des cultures non alimentaires à croissance rapide et pouvant être cultivées sur des terres moins désirables.
Il existe deux principaux types de matières premières, ou matières premières, utilisées pour créer de l’éthanol cellulosique : la biomasse agricole et la biomasse forestière. La biomasse agricole peut inclure des déchets de cultures vivrières tels que les épis de maïs, les tiges de maïs ou la paille de riz. Il peut également provenir de cultures cultivées spécifiquement pour la production d’énergie. Certaines cultures qui peuvent être utilisées comprennent le panic raide, la canne à sucre et le miscanthus. Les cultures à auto-ensemencement qui n’ont pas besoin d’être replantées après chaque croissance, qui sont résistantes à la sécheresse et aux intempéries, sont généralement préférées.
La biomasse forestière ou ligneuse offre également une variété d’options pour la production d’éthanol et présente certains avantages de transformation par rapport à la biomasse agricole qui en font une alternative intéressante. Comme pour la biomasse agricole, certains types d’arbres peuvent être cultivés spécifiquement comme cultures énergétiques. Les cultures arboricoles à courte rotation qui peuvent être plantées, récoltées et replantées rapidement sont les candidats idéaux pour une utilisation dans la production d’éthanol cellulosique. Les sous-produits forestiers sont une autre option; les copeaux de bois, l’écorce et la sciure de bois peuvent tous être utilisés. Une autre alternative est la pâte à papier usagée.
Afin de créer de l’éthanol cellulosique, l’un des deux procédés principaux peut être utilisé. Le premier est la cellulolyse, un processus qui utilise l’hydrolyse pour briser la cellulose en sucres simples. La cellulose est prétraitée pour briser une partie de sa structure rigide, à la fois physiquement et chimiquement. Il est alors plus accessible pour le processus d’hydrolyse, qui décompose les molécules en sucres à l’aide d’enzymes appelées enzymes cellulases. Les sucres sont séparés de tous les autres matériaux restants, puis fermentés à l’aide de microbes et distillés.
Le deuxième procédé qui peut être utilisé est la gazéification. Lors de la gazéification, le carbone contenu dans la cellulose est converti en hydrogène, dioxyde de carbone et monoxyde de carbone par combustion partielle. Un micro-organisme appelé Clostridium ljungdhalii est ensuite utilisé pour fermenter ces gaz et les convertir en éthanol et en eau. L’éthanol est ensuite distillé à partir de l’eau.