Etanol celulozowy to biopaliwo wytwarzane z celulozy, głównego składnika ścian komórkowych roślin. Celuloza występuje we wszystkich roślinach i jest najpowszechniejszym związkiem organicznym na ziemi. Chociaż wytwarzanie etanolu z celulozy jest trudniejsze niż ze skrobi lub roślin opartych na cukrze, takich jak kukurydza, źródła celulozy są praktycznie nieograniczone. Jest to główna zaleta, która pozwala producentom na wykorzystanie zasobów, takich jak odpady rolnicze, produkty uboczne pielęgnacji trawników, ogrodów i drzew oraz szybko rosnące uprawy niespożywcze, które można hodować na mniej pożądanych gruntach.
Istnieją dwa główne rodzaje surowców lub surowców wykorzystywanych do wytwarzania etanolu celulozowego: biomasa rolnicza i biomasa leśna. Biomasa rolnicza może obejmować materiały odpadowe z upraw spożywczych, takie jak kolby kukurydzy, słoma kukurydziana lub słoma ryżowa. Może również pochodzić z upraw uprawianych specjalnie do produkcji energii. Niektóre rośliny, które mogą być użyte, to proso prosa rózgowe, trzcina cukrowa i miskant. Preferowane są rośliny samosiewne, które nie muszą być przesadzane po każdej uprawie, odporne na suszę i warunki pogodowe.
Biomasa leśna lub drzewna oferuje również różne opcje produkcji etanolu i ma pewne zalety przetwarzania w porównaniu z biomasą rolniczą, co czyni ją cenną alternatywą. Podobnie jak w przypadku biomasy rolniczej, niektóre rodzaje drzew mogą być uprawiane specjalnie jako rośliny energetyczne. Rośliny drzewne o krótkiej rotacji, które można szybko sadzić, zbierać i przesadzać, są idealnymi kandydatami do zastosowania w produkcji etanolu celulozowego. Inną opcją są produkty uboczne leśnictwa; Można stosować zrębki, korę i trociny. Inną alternatywą jest masa makulaturowa.
W celu wytworzenia etanolu celulozowego można zastosować jeden z dwóch głównych procesów. Pierwszym z nich jest celuloliza, proces wykorzystujący hydrolizę do rozbicia celulozy na cukry proste. Celuloza jest poddawana wstępnej obróbce w celu rozbicia części jej sztywnej struktury, zarówno fizycznej, jak i chemicznej. Jest wtedy bardziej dostępny dla procesu hydrolizy, który rozkłada cząsteczki na cukry za pomocą enzymów zwanych enzymami celulazy. Cukry są oddzielane od wszelkich pozostałych materiałów, a następnie fermentowane przy użyciu drobnoustrojów i destylowane.
Drugim procesem, który można zastosować, jest zgazowanie. Podczas zgazowania węgiel zawarty w celulozie jest przekształcany w wodór, dwutlenek węgla i tlenek węgla poprzez częściowe spalanie. Mikroorganizm o nazwie Clostridium ljungdhalii jest następnie wykorzystywany do fermentacji tych gazów i przekształcania ich w etanol i wodę. Etanol jest następnie destylowany z wody.