将一粒玉米转化为可持续产品，这就是美国农业企业 Green Plains 所做的事情。
2020 年 12 月， Green Plains 的子公司 Green Plains Hereford ，将其位于得克萨斯州 Hereford 的 1 亿加仑 (约3.78 亿升) 乙醇工厂以 3900 万美元的价格出售给 Hereford ethanol Partners。此举在某种程度上被外界误解为公司正在从乙醇生产中缓慢撤退。对此，Green Plains 的首席执行官 Todd Becker 近日在接受媒体采访时表示，"我们正在转型中，但基本业务仍然是乙醇，现在是，将来也是，一个乙醇生产商。"
Green Plains (NASDAQ:GPRE) 由 Barry Ellsworth 创立于 2004 年，前称 Green Plains Renewable Energy，于 2014 年 5 月改名，总部位于美国内布拉斯加 Omaha。作为一家领先的生物精炼公司，Green Plains 专注于发酵、农业和生物技术的开发和利用，将可再生的作物加工成可持续的、增值的成分。
其业务分为六个重要部分，Green Plains Processing 、Green Plains Trade Group 、Green Plains Grain 、Green Plains Parteners 、Optimal Aquafeed 和 Fluid Quip Technologies 。
Green Plains Processing 以从可持续资源中提取最大价值为中心，生产包括生物燃料、工业酒精、蛋白质和玉米油，再通过 Green Plains Trade Group 将这些可持续原料销往国内和国外。Green Plains 还成立子公司 Green Plains Grain 提供谷物存储，提高效率并降低商品价格和供应风险，谷物储存能力约为 4600 万蒲式耳（1 蒲式耳约 36.37 升）；另一子公司 Green Plains Partners 专注于生物燃料储存、码头和运输服务，与母公司 Green Plains 合作提供闭环运营。
2021 年收购的 Fluid Quip Technologies 提供了 Green Plains 此次转型中的引擎技术，Green Plains 借助该技术生产新型高蛋白饲料成分，将其纳入合资公司 Optimal Aquafeed 的完整饲料产品供应中，提供远远超出当今蛋白质饲料水平的生长和健康益处。
（来源：官网）
目前，在其四个战略增长领域 —— 蛋白质、玉米油、清洁糖（Clean Sugar Technology™, 简称 CST）以及碳捕获和封存 ——Green Plains 的转型正在取得进展。
超高蛋白饲料成分满足市场需求
Todd Becker 在接受采访时表示，目前 Green Plains 的重点是建立超高蛋白质生产能力。
随着过渡到 Green Plains 2.0，公司正在通过新技术扩展能力以及不断寻求合作。2021 年 1 月 5 日，Green Plains 宣布收购 Fluid Quip Technologies 的控股股权及其商标的 Maximized Stillage Co-products (MSC™) 技术。这也成为 Green Plains 转型的加速器。
MSC 技术允许干磨乙醇工厂从乙醇蒸馏过程后残留的玉米纤维、碳水化合物和油中分离出 50% 纯度的蛋白质。
2020 年和 2021 年， Green Plains 在爱荷华州 Shenandoah 和内布拉斯加州 Wood River 的生物炼制厂部署了 Fluid Quip 的 MSC™蛋白质技术，并在 Shenandoah 和 Wood River 生物精炼厂使用。
结合该技术，Green Plains 的乙醇工厂能够基于玉米，持续生产蛋白质含量 50% 以上的超高蛋白质产品，营养价值远远超过豆粕和传统酒糟。独特的营养特性包含 25% 的浓缩酵母和改进的氨基酸谱，使其具有高消化率，能够满足全球宠物食品、水产养殖和动物饲料市场的需求。全面投产后， Green Plains 预计每年的超高蛋白生产能力约为 60 万吨。
动物饲料是确保可持续生产安全且负担得起的动物蛋白的最关键组成部分。可持续的动物饮食是一种所有营养成分均衡且不含有害成分、实现生产目标并生产可安全食用的动物产品的饮食。根据 InsightAce Analytic 的独家报告，到 2030 年，可持续动物饲料市场价值将达到 580 亿美元。
全球在可持续动物饲料方向也是不断创新。荷兰昆虫产业公司 Protix 因 “其在食品可持续性方面的卓越表现” 荣获 2020 年荷兰创新奖，Protix 对厨余垃圾进行加工处理来生产昆虫肥料，生产流程全自动化；2021 年 1 月，两家法国公司 Suez 和 Fermentalg 成立了一家名为 CarbonWorks 的合资企业，旨在加速通过微藻光合作用捕获和生物转化二氧化碳（碳捕获和利用，或 CCU）的解决方案的开发和销售，使藻类捕获二氧化碳的过程可以产生可用于生物防治、人类营养和动物健康以及改善空气质量的产品。
而 Green Plains 也早就瞄准了快速增长的水产养殖饲料市场。2018 年 12 月，Green Plains 和 Optimal Fish Food 成立了合资企业 Optimal Aquafeed，为特定物种和水产养殖系统设计饲料配方。根据水产养殖生产者面临着不同的需求和挑战，即饲养的物种和所处的位置，Optimal Aquafeed 结合在微生物和酶方面的专业知识，开发定制化生物饲料解决方案，将优质农产品与植物蛋白、藻类和其他单细胞蛋白成分相结合，支持各种鱼类的生长和健康，并有可能减少鱼饲料配方中对鱼粉的需求。
（来源：官网）
将通过 Fluid Quip Technologies 技术生产的新型高蛋白饲料成分纳入 Optimal Aquafeed 的完整饲料产品供应中，使得其蛋白质饲料的生长和健康益处优于许多同类产品。
2019 年 12 月， Green Plains 和 Novozymes 宣布就生产高蛋白成分的生物解决方案达成独家合作伙伴关系和商业化协议。合作主要集中在水产养殖、宠物食品和用于全球蛋白质市场的创新成分。
目前，Green Plains 已多次执行 58% 或更高蛋白质的生产运行，计划生产 60% 以上的蛋白质产品。
去年夏天，该公司宣布为独家合作伙伴（即其他生产商）安装 Fluid Quip 系统提供交钥匙解决方案。第一个合作对象是北达科他州卡瑟尔顿的 Tharaldson Ethanol。Green Plains 和 Tharaldson 成立了一家合资企业，正在建设中。
Green Plains 将为其 “交钥匙” 合作伙伴提供高达 50% 的资金，以及超高蛋白和 MSC™后蒸馏谷物产品的营销和产品开发，并利用 Green Plains 的独家合作关系和内部专业知识，帮助实现产品价值最大化。这些交钥匙解决方案还将包括质量保证和控制（QA/QC）、工程、项目管理和施工服务，以及在任何无追索权项目融资方面的合作。
玉米油将成为可再生柴油市场基石
如果蛋白质是 Green Plains 全面转型的第一步，那么对于玉米油的发展则是紧随其后的。可再生玉米油正在成为生物燃料转型时刻的基石。
生物燃料是可再生能源，由各种各样的可持续原料制成，除了提供经济效益，还能减少对化石燃料的依赖。常规生物燃料主要是指玉米燃料乙醇。美国玉米乙醇的发展主要原因有三，一是原油价格上涨的推动，二是 MBTE （甲基叔丁基醚）的缺陷，三是美国玉米供应的保障。
目前美国玉米乙醇主要生产厂家，包括 Valero、ADM、Poet、Green Plains、Flind Hills 及 Pacific Ethanol 公司。
2007 年， Green Plains 在爱荷华州谢南多厄生产了第一加仑环保生物燃料。第二年，Todd Becker 被任命为 Green Plains 的总裁兼首席执行官。在他的远见和领导下，Green Plains 迅速成为世界上最大的生物燃料平台之一，同时成为北美第三大乙醇燃料生产商。
公司官网显示，Green Plains 在全美拥有并经营着 11 家生物精炼厂，其中内布拉斯加州有 4 家，爱荷华州有 2 家，明尼苏达州有 2 家，印第安纳州、伊利诺伊州和田纳西州各有一家。这些设施加起来每年可生产近 10 亿加仑的生物燃料。
根据美国农业部的数据，与传统汽油相比，Green Plains 生产的生物燃料，每加仑可减少 46% 的温室气体排放，同时取代了石油基燃料中发现的有害添加剂，包括苯、甲苯、乙苯和二甲苯。除了对环境友好外，生物燃料还具有天然的高辛烷值，这有助于提高发动机性能。
在生产玉米基乙醇的同时，Green Plains 还提炼出了重要的副产品玉米油。玉米油是在乙醇生产过程中，发酵和蒸馏之后，干燥过程产生酒糟及其可溶物（DDGS）之前，从稀醪液中提取出来的。
随着可再生柴油市场的不断扩大，玉米油将成为其温室气体（GHG）减排的关键原料。平均而言，玉米油的碳强度（CI）值比豆油低 20 多个百分点，这最终降低了可再生液体燃料的整体 CI 值。Green Plains 的玉米油全年供应，大部分出售给生物柴油制造商用于生产低碳生物柴油和可再生柴油。同时，玉米油还是一种高质量的脂肪，被出售给家禽市场用作动物饲料成分，添加到家畜和家禽的饮食中。
图丨玉米油生产过程（来源：官网）
重要的一点是，Fluid Quip Technologies 技术平台可能将可再生蒸馏玉米油（DCO）的捕获量提高 50%。
Todd Becker 表示，就像乙醇作为燃料的主要作用，使用 DCO 作为可再生柴油的投入将副产品的价值和多功能性提升到一个新的水平。

降低产品碳强度是重点方向

虽然蛋白质和 DCO 是其副产品推动的核心，但 Green Plains 正在推进其他形式的多样化。该公司正在其内布拉斯加州约克创新中心（Green Plains York）建设商业清洁糖技术生产设施。清洁糖技术涉及生产可用于从生物塑料和乳酸到生物基化学品的各种用途的葡萄糖流，该公司 CEO 称对于低碳糖的研发可能会是公司的 “探月工程”。同时，这也是实现公司 “碳减排” 目标的重要一步。
Green Plains 利用从 Fluid Quip 产品组合中扩展的技术制造糖，该技术有效地将玉米干磨机转变为清洁的糖生物精炼厂，右旋糖 / 葡萄糖取代乙醇作为主要产品。目前 Fluid Quip 正在利用其约克创新中心来验证和开发这项技术和其他技术。该公司相信，CST 将以具有竞争力的价格为不断增长的生化、可再生化学品和合成生物学行业的制造应用提供工业数量的碳水化合物原料。
Green Plains 也是世界上最大的工业酒精生产商之一，每年生产数百万加仑的高纯度工业酒精。公司生产专门用于清洁产品和消毒剂的蒸馏酒精，重要的是，不出售任何用于消毒剂或杀菌剂的燃料级酒精。大约一年前，它宣布完成对内布拉斯加州约克和内布拉斯加州伍德河的生物精炼厂的升级，以生产美国药典（USP）级酒精，改造包括安装一个新的蒸馏生产装置，该装置生产 USP 级酒精的能力高达 5 千万加仑 / 年。
（来源：官网）
另一方面，Green Plains 看到了可持续航空燃料的巨大潜力，特别是利用低碳乙醇制造生物基喷气燃料的可能性。Todd Becker 表示，“我们相信酒精到喷气机的途径即将到来。”
同时，Green Plains 正在通过碳捕获和封存降低燃料和产品的碳强度。
去年，Green Plains 宣布，其在内布拉斯加州、爱荷华州和明尼苏达州的所有生物精炼厂（共 8 家工厂）已与 Summit 农业集团的子公司 Summit Carbon Solutions 签订了长期碳承购协议，将开发基础设施以捕获和运输二氧化碳，该系统每年能够将 1000 万吨压缩 CO2输送到北达科他州进行地质储存。根据美国环保署的数据，相当于 1200 万英亩的美国森林在一年内吸收的碳量。
Todd Becker 还表示， “来自我们发酵过程的纯二氧化碳非常适合捕获和长期封存，扩大我们与 Summit Carbon Solutions 的合作伙伴关系，降低我们生产的生物燃料、高蛋白饲料成分和可再生玉米油的碳强度非常重要，不仅将我们的可持续成分推向了实现碳中和的道路，并有助于解决全球对脱碳的迫切需求。”
参考资料：
  • http://www.ethanolproducer.com/articles/18891/conveying-change
  • https://www.mg21.com/gpre.html
  • https://fluidquiptechnologies.com/
  • https://investor.gpreinc.com/static-files/5c499ae9-0855-482c-a8bc-3ba816550899
  • https://www.htfc.com/wz_upload/png_upload/20210923/1632411798093458a96.pdf
  • https://gpreinc.com/
  • https://www.prnewswire.com/news-releases/the-sustainable-animal-feed-market-worth-us-58-billion-by-2030---exclusive-report-by-insightace-analytic-301472590.html
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