Volgens de Kyoto akkoorden dient de CO₂ - uitstoot in de geïndustrialiseerde landen in 2010 met 5% te zijn verminderd ten opzichte van het niveau van 1990. Op langere termijn is een reductie noodzakelijk met meer dan 50%. Een belangrijke strategie daartoe is de grootschalige vervanging van petrochemische transportbrandstoffen en producten door CO₂ - neutrale alternatieven geproduceerd uit biomassa. Grootschalige toepassing van de fermentatieproducten bio-ethanol als hernieuwbare transportbrandstof en melkzuur voor toepassing in hernieuwbare verpakkingsmaterialen (polymelkzuur) kan hieraan een substantiële bijdrage leveren.

Gebruik van biomassa als grondstof voor bio-ethanol en melkzuur productie.
Bio-ethanol en melkzuur worden momenteel geproduceerd door fermentatie van suikers uit agro-grondstoffen zoals maïs, suikerriet en suikerbieten. De beperkte beschikbaarheid en de relatief hoge kosten van deze agro-grondstoffen vormen de belangrijkste belemmeringen voor grootschalige toepassing van bio-ethanol en melkzuur. Het gebruik van biomassa(rest)stromen als grondstof kan de beschikbaarheid verhogen en tegelijkertijd de productiekosten verlagen. Dit geldt met name bij gebruik van ruim beschikbare en goedkope reststromen uit land- en tuinbouw en de agro-industrie, reststromen uit de bosbouw, en afvalstromen zoals bermgras en GFT. Deze biomassastromen bestaan voornamelijk uit lignocellulose, een complexe structuur van de suikerpolymeren cellulose, hemi-cellulose en lignine. De cellulose en hemi-cellulose fracties kunnen dienen als bron van fermenteerbare suikers voor ethanol of melkzuurproductie. Hiertoe dienen de suikers op een economisch en ecologisch verantwoorde wijze te worden vrijgemaakt uit de complexe biomassagrondstof met behulp van fysisch/chemische en enzymatische technieken. In de aansluitende fermentatie dienen de aanwezige suikers met hoog rendement te worden omgezet in ethanol of melkzuur. Residuen uit het proces, voornamelijk lignine, kunnen worden benut voor het opwekken van elektriciteit en warmte voor het productieproces en de levering van surplus 'groene' stroom aan het net. Bio-ethanol kan worden toegepast in "blends" met fossiele transportbrandstoffen. Melkzuur kan dienen als grondstof voor poly-melkzuur ter vervanging van petrochemische verpakkingsmaterialen zoals PET.

Technologie-ontwikkeling
Het gebruik van lignocellulose als bron van suikers voor fermentatieve processen vereist nog aanzienlijke techniekontwikkeling. De internationale R&D gedurende de afgelopen 20 jaar heeft vooralsnog geen industrieel toepasbare technologie opgeleverd. In 2002 is een project gestart met ondersteuning van het Programma Economie, Ecologie en Technologie (E.E.T.) dat beoogt nieuwe technologie te ontwikkelen voor het gebruik van biomassa(rest)stromen als grondstof voor de productie van bio-ethanol en melkzuur. Het project is een samenwerking van de bedrijven Purac biochem B.V., Koninklijke Nedalco B.V. en Shell Global Solutions International B.V. en de R&D instellingen ECN, Agrotechnology & Food Innovations B.V., Wageningen Universiteit, TNO-Milieu, Energie en Procesinnovatie en TNO Voeding. Voor zowel de productie van bio-ethanol als die van melkzuur is het produceren van suikers uit biomassa in een geschikte vorm voor fermentatie de belangrijkste uitdaging. Hierbij dient te worden gestreefd naar een integrale optimalisatie van het gehele traject van grondstof t/m fermentatie. De belangrijkste R&D thema's in dit E.E.T. project zijn:

• Fysisch/chemische voorbehandeling ter ontsluiting van (hemi)cellulose uit de lignocellulose matrix.
• Optimalisatie van het vrijmaken van suikers uit (hemi)cellulose via enzymatische hydrolyse met behulp van beschikbare industriële enzympreparaten.
• Toepassing van lignocellulose hydrolysaten voor ethanol en melkzuurfermentatie. Belangrijke aandachtspunten daarbij zijn het voorkomen van vorming van remmende nevenproducten en de fermentatie van C5-suikers uit de hemi-cellulose fractie.
• Elektriciteits-en warmteproductie uit reststromen van het proces. Optimale energie-integratie en reductie van het waterverbruik vormen hierbij belangrijke aandachtspunten.
• Toepassing van bio-ethanol in "blends" met fossiele brandstoffen.

Economie en ecologie.
In de Europese Unie is recent het 'Concept Biofuels Directive' van kracht geworden. Hierin wordt EU beleid geformuleerd voor de vervanging van fossiele transportbrandstoffen door biobrandstoffen. De doelstelling is een vervanging van 2% in 2005, 5,75% in 2010 en 8% in 2020. Als in 25% van de EU doelstelling voor 2020 zou worden voorzien door bio-ethanol betekent dit een extra marktvolume van ca. 2.500 Miljoen Euro/jaar en een jaarlijkse CO₂ reductie van 18 Miljoen ton. De vervanging van petrochemische verpakkingsmaterialen (zoals PET) en andere chemicaliën (o.a. oplosmiddelen) door (poly)melkzuur kan op termijn een extra marktvolume opleveren van 760 Miljoen Euro/jaar en een CO₂ reductie van 11 Miljoen ton/jaar.