https://frosthead.com

Η επόμενη γενιά βιοκαυσίμων θα μπορούσε να έρθει από αυτές τις πέντε καλλιέργειες

Πίσω στις αρχές της δεκαετίας του 2000, όταν ήμουν ένας νέος περιβόητος περιβαλλοντολόγος στο hippie-surfer mecca της Σάντα Κρουζ της Καλιφόρνια, ένας φίλος μοιράστηκε ένα μυαλό: το αυτοκίνητο μπορεί να τρέξει με φυτικά έλαια και αλκοόλ.

«Φίλε μου» αναφώνησε ο φίλος μου πριν εξηγήσει ότι ο Χένρι Φορντ σχεδίασε το Μοντέλο Τ για να τρέξει με βιοκαύσιμο κάνναβης και ο Ρούντολφ Ντίζελ, ο οποίος εφευρέθηκε τον κινητήρα ντίζελ, που προοριζόταν να τρέχει σε φυστίτικο λάδι. Όχι μόνο αυτό, αλλά τα βιοκαύσιμα δεν μολύνουν όπως το πετρέλαιο, έμαθα. Σύντομα συναντήθηκα έναν άντρα με ένα σχολικό λεωφορείο βιοντίζελ που μετατράπηκε, το οποίο έβλεπε την υπέροχη μυρωδιά των πατάτες τηγανητές από το σωλήνα εξαγωγής.

Γιατί δεν φαινόταν να το γνωρίζουν κανείς άλλοι απλώς ονειρευμένοι χίπιες; Και γιατί, ένας αιώνας μετά από το μοντέλο Τ εφευρέθηκε, αγωνιζόμασταν οι πολέμοι πάνω από πετρελαϊκό πετρέλαιο - και καταστρέψαμε τον πλανήτη με εξάτμιση πετρελαίου - όταν μπορούσαμε να φτιάξουμε το δικό μας βιολογικό, φιλικό προς το κλίμα καύσιμο στο σπίτι;

Μέσα σε λίγους μήνες είχα αγοράσει ένα φορτηγό ντήζελ και βρήκα τον εαυτό μου να γλιστρήσει πίσω από τα ιαπωνικά εστιατόρια για να σιφόνι χρησιμοποιημένο λάδι φριτέζας από γιγαντιαίες μεταλλικές δεξαμενές που μύριζε σαν τα ταραγμένα tempura. Ανυπομονούμε από τους αρουραίους και τους ξινούς, ένας φίλος και εγώ συλλέξαμε το λάδι σε τύμπανα των 55 γαλονιών, αναμειγνύοντάς το με μεθανόλη που αγοράσαμε από ένα εξειδικευμένο κατάστημα αυτοκινήτων και το Red Devil lye, ένα κοινό καθαριστικό αποστράγγισης από το τοπικό κατάστημα υλικού (αυτά είναι τα τρία κύρια συστατικά του βιοντίζελ) στο κατώφλι του. Κατασκεύασαν σε γάντια και γάντια ασφαλείας (λινά και μεθανόλη, είμασταν φοβισμένοι να μάθουμε, είναι πολύ τοξικά), οι φόρμες με βαφή με πετρέλαιο, χύνουμε νευρικά την πρώτη παρτίδα στη δεξαμενή καυσίμων του φορτηγού και ξεκίνησε τον κινητήρα.

Όχι μόνο έτρεξε, αλλά ο δυνατός κινητήρας ντίζελ υιοθέτησε ένα ομαλό πούρο (η μεθανόλη στην πραγματικότητα πωλείται ως καθαριστής μπεκ ψεκασμού καυσίμου, καθιστώντας τους κινητήρες πιο ομαλά σε βιοντίζελ). Ο φίλος μου και εγώ, όπως και η κακοσμία της εξάτμισης ντίζελ, έδωσαν τη θέση τους σε ένα σχετικά ευχάριστο άρωμα φριτέζας. Όχι μόνο είχαμε ενώσει μια επανάσταση για να σώσουμε τον πλανήτη, γεμίσαμε τις δεξαμενές μας με την τιμή λίγο μεθανόλης και λυχνίας.

Η επανάσταση του βιοκαυσίμου που δεν ήταν

Εκείνη την εποχή, ορδές λάτρεις βιοκαυσίμων DIY καθαρίζονταν χρησιμοποιημένο λάδι φριτέζας σε όλη τη χώρα και πολλές επιχειρήσεις εκκίνησης άρχισαν να παράγουν ανακυκλωμένο βιοντίζελ σε εμπορική κλίμακα. Η ομοσπονδιακή κυβέρνηση συμμετείχε επίσης, προσφέροντας κίνητρα στους αγρότες και τις πετρελαϊκές εταιρείες να δημιουργήσουν μια εθνική βιομηχανία εγχώριων καυσίμων.

Με την εφαρμογή του εθνικού προτύπου ανανεώσιμων καυσίμων το 2005 και του νόμου περί ανεξαρτησίας και ασφάλειας ενέργειας το 2007, ο κλάδος των μεταφορών αναγκάστηκε να υιοθετήσει βιοκαύσιμα σε μεγάλη κλίμακα, γι 'αυτό και σχεδόν κάθε αντλία αερίου στη χώρα φέρει τώρα ένα μικρό σημάδι σημειώνοντας ότι το καύσιμο "μπορεί να περιέχει έως και 10 τοις εκατό αιθανόλη" -το καύσιμο με βάση το αλκοόλ που είναι ο ισοδύναμος κινητήρας αερίου του βιοντίζελ.

Αλλά αυτή η εικόνα δεν ήταν τόσο ρόδινη όσο φαινόταν, όπως αναλύσαμε σε ένα φωτογραφικό δοκίμιο για την αιθανόλη με βάση το καλαμπόκι το φθινόπωρο 2017 έκδοση του Modern Farmer . Το καλαμπόκι και, σε μικρότερο βαθμό, η σόγια και η milo είναι οι μοναδικές καλλιέργειες μέχρι σήμερα που έχουν αποδειχθεί οικονομικά βιώσιμες για την παραγωγή βιοκαυσίμων βιομηχανικής κλίμακας στις ΗΠΑ (μεγάλες ποσότητες αιθανόλης ζαχαροκάλαμου παράγονται σε τροπικές χώρες, όπως η Βραζιλία). Αλλά αποδεικνύεται ότι τα περιβαλλοντικά προβλήματα που συνδέονται με την καλλιέργεια των καλλιεργειών σε βιομηχανική κλίμακα - μια καλλιέργεια που απαιτεί εξαιρετικά γόνιμη γη, καθώς και άφθονη άρδευση, καλλιέργεια και τρακτέρ για την παραγωγή - αντισταθμίζουν τα περιβαλλοντικά οφέλη της καύσης βιοκαυσίμων με βάση το καλαμπόκι.

Η αιθανόλη του καλαμποκιού έχασε γρήγορα τη φήμη της ως λύση για την αλλαγή του κλίματος, ωστόσο οι αγρότες συνεχίζουν να την εγκαταστήσουν με ανυπομονησία από τις αυξημένες τιμές που καταβάλλονται ανά μπιφτέλι από τότε που τέθηκε σε ισχύ το πρότυπο ανανεώσιμων καυσίμων. Σχεδόν το 40% της ετήσιας καλλιέργειας καλαμποκιού μετατρέπεται πλέον σε καύσιμο. Η "τρέλα αιθανόλης" έχει οδηγήσει σε μερικά από τα τελευταία υπολείμματα της αυτόχθονης λιβαδίας που καλλιεργούνται μέχρι να καλλιεργούν καλαμπόκι τα τελευταία χρόνια. Η ηθική της χρήσης πρώτων γεωργικών εκτάσεων για την καλλιέργεια καυσίμων και όχι για τρόφιμα είναι αμφίβολη στην καλύτερη περίπτωση.

Οι καλλιέργειες βιοκαυσίμων νέας γενιάς

Η χρήση ανακυκλωμένου μαγειρικού ελαίου για καύσιμα δεν έχει ακόμη γίνει ευρέως εμπορική επιτυχία, ούτε είναι αρκετό για να φουσκώσει το λάδι της φριτέζας για να τροφοδοτήσει ακόμη και ένα κλάσμα των οχημάτων αυτής της χώρας. Αλλά θεωρητικά, σχεδόν οποιοδήποτε φυτικό υλικό μπορεί να μετατραπεί σε βιοκαύσιμο, συμπεριλαμβανομένων αποβλήτων όπως πριονίδι και μίσχοι καλαμποκιού (σήμερα η αιθανόλη παράγεται κυρίως από καλαμπόκι, όχι από μίσχους). Οι ερευνητές εργάζονται για τα βιοκαύσιμα που παράγονται από είδη που αναπτύσσονται παραγωγικά σε περιθωριακές εκτάσεις και απαιτούν ελάχιστη ή καθόλου άρδευση ή λίπασμα. Ορισμένοι προσπαθούν ακόμη να συγκομιδήσουν τα χωροκατακτητικά είδη ως πρώτη ύλη για τα φυτά βιοκαυσίμων.

Δυστυχώς, μια ποικιλία πρακτικών και τεχνολογικών εμποδίων εμπόδισε την παραγωγή σε μεγάλη κλίμακα αυτών των φιλικών προς το περιβάλλον βιοκαυσίμων μέχρι στιγμής. Αλλά καθώς η επιστήμη συνεχίζει να προχωράει, αυτές οι προκλήσεις είναι πιθανόν να ξεπεραστούν. Εδώ είναι μερικά από τα πιο ελπιδοφόρα βιοκαύσιμα που βρίσκονται υπό εξέλιξη.

Κάνναβις

Το όνειρο του Henry Ford μπορεί μια μέρα να γίνει πραγματικότητα. Οι ίνες κάνναβης έχουν μακρά ιστορία χρήσης και οι σπόροι δεν είναι μόνο θρεπτικοί αλλά έχουν εξαιρετικά υψηλή περιεκτικότητα σε έλαιο. Η κάνναβη, ουσιαστικά ένα ζιζάνιο, ευδοκιμεί σε φτωχές εκτάσεις και απαιτεί ελάχιστες εισροές, παράγει σχεδόν τέσσερις φορές περισσότερο πετρέλαιο ανά στρέμμα από τη σόγια, η οποία σήμερα είναι η μοναδική καλλιέργεια σε μεγάλη κλίμακα για βιοντίζελ στις ΗΠΑ. Η μεγαλύτερη πρόκληση στη χρήση κάνναβης ως βιοκαύσιμο είναι ότι τόσο λίγα από αυτά καλλιεργούνται. Ορισμένες χώρες, όπως η Γαλλία και ο Καναδάς, το παράγουν σε περιορισμένη κλίμακα, αλλά στην Αμερική η «βιομηχανική» κάνναβη είναι παράνομη για τους αγρότες να αναπτυχθούν από τη δεκαετία του 1930 - παρόλο που δεν περιέχει αρκετά THC για να φτάσει κάποιος σε υψηλά επίπεδα.

(jessicahyde μέσω Fotolia)

Αλλαγή

Ενώ η αιθανόλη με βάση το καλαμπόκι περιέχει ελάχιστα την ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή της, το καύσιμο που παράγεται από το χλοοτάπητα, ένα φυσικό λιβάδι που βρίσκεται στην περιοχή των μεγάλων πεδιάδων, περιέχει περισσότερο από 5 φορές περισσότερη ενέργεια από ότι χρειάζεται για να το μεγαλώσει και να το βελτιώσει σε αιθανόλη. Αντί να επεξεργάζεται το γηγενές λιβάδι για να καλλιεργεί καλαμπόκι, το βιοκαύσιμο που βασίζεται σε χορτοτάπητα θα μπορούσε να ενθαρρύνει την αναφύτευση της λιβαδιού. Το πρόβλημα είναι ότι η «κυτταρινική» τεχνολογία βιοκαυσίμων, η οποία απαιτείται για τη μετατροπή των αγρωστωδών και των ξυλώδινων φυτικών υλικών σε αιθανόλη, δεν έχει προχωρήσει τόσο γρήγορα όσο η τεχνολογία που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή των σιτηρών σε καύσιμα. Υπάρχει, αλλά δεν είναι ακόμα οικονομικά αποδοτικό ακόμα. Ακόμα, αρκετές εκατομμύρια γαλόνια κυτταρινικού βιοκαυσίμου παράγονται τώρα ετησίως στις ΗΠΑ και φαίνεται ότι είναι μόνο θέμα χρόνου πριν διαθέτουμε την τεχνολογία για τη μετασχηματισμό της γης για την αντικατάσταση του καλαμποκιού ως πρώτης ύλης για την αιθανόλη.

Carrizo Cane

Εκατοντάδες χιλιάδες στρέμματα στις νότιες ΗΠΑ, από τη Φλόριντα μέχρι την Καλιφόρνια, μολύνονται από ένα εξωτικό φυτό γνωστό ως καρρίζο ζαχαροκάλαμο ή γιγαντιαίο καλάμι. Αυτός ο συγγενής μπαμπού αναπτύσσεται σε ύψος 20 έως 30 πόδια σε χρόνο ενός χρόνου, παράγοντας περισσότερη βιομάζα ανά στρέμμα από σχεδόν οποιοδήποτε άλλο φυτό στη γη. Έχει προσφερθεί ως ακόμη καλύτερος υποψήφιος για παραγωγή κυτταρινικής αιθανόλης από το χλοοτάπητα και χρησιμοποιείται ήδη σε εμπορική κλίμακα στην Ευρώπη, όπου είναι αυτόχθονος για το σκοπό αυτό. Οι επεμβατικές τάσεις παρέχουν ελάχιστα κίνητρα για να το φυτέψουμε αλλού. Έχει καταβληθεί κάποια προσπάθεια για τη συγκομιδή του καρζιέρου που ήδη αναπτύσσεται στις ΗΠΑ, το οποίο βρίσκεται κυρίως κατά μήκος των ποταμών και στους υγρότοπους, όπου πνίγεται από τα εγχώρια φυτά. Αυτή η προσέγγιση μοιάζει με κερδοφορία, αλλά μέχρι στιγμής έχει αποδειχθεί ότι δεν είναι εφικτή.

Carrizo-Cane-Giant-Reed-Biofuel-519x346.jpg Carrizo ζαχαροκάλαμο, επίσης γνωστό ως γιγαντιαίο καλάμι. (hk13114 / Shutterstock.com)

Jatropha

Αυτός ο τροπικός θάμνος είναι δηλητηριώδης για τους ανθρώπους και τα ζώα, αλλά οι σπόροι είναι 40 τοις εκατό πετρέλαιο, το οποίο χρησιμοποιήθηκε ιστορικά ως λάδι λάμπα. Από τα μέσα της δεκαετίας του 2000, δεκάδες χιλιάδες στρέμματα jatropha φυτεύτηκαν για βιοκαύσιμα, κυρίως στην Ινδία και την Αφρική. Το εργοστάσιο ήταν γνωστό ότι αναπτύσσεται σε οριακές εκτάσεις, αλλά απαιτούνται πλούσια εδάφη και άρδευση για τη μέγιστη παραγωγή πετρελαίου. Ωστόσο, οι ερευνητές συνεχίζουν να καλλιεργούν βελτιωμένες ποικιλίες και αρκετές αφρικανικές χώρες εξακολουθούν να επενδύουν σε αυτό, οραματίζοντας αυτό το άθικτο θάμνο ως κλειδί για τη μελλοντική τους προσφορά καυσίμων.

Σπόροι ιάτροφα Σπόροι λαχανικών (Pratuan Netsaengsri / Shutterstock.com)

Φύκια

Τα άλγη παράγουν έως και 200 ​​φορές περισσότερο λάδι ανά στρέμμα από τη σόγια. Αυτοί οι ταχέως αναπτυσσόμενοι υδρόβιοι οργανισμοί μπορούν να καλλιεργηθούν σε θαλασσινό νερό, σε λιμνοθάλασσες αστικών λυμάτων ή σε ρηχές ανθρωπογενείς λεκάνες στην έρημο όπου δεν μπορούν να επιβιώσουν άλλες καλλιέργειες. Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, μαζί με αρκετές από τις μεγαλύτερες πετρελαϊκές εταιρείες του κόσμου, έριξαν εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια για την αύξηση της παραγωγής καυσίμων σε άλγη. Πριν από μια δεκαετία, οι υπεύθυνοι της βιομηχανίας υποσχέθηκαν ότι τα καύσιμα των φυκιών θα ήταν φθηνά από το πετρέλαιο και ότι θα ήταν ευρέως διαθέσιμα σε βενζινάδικα. Ωστόσο, οι ιδιορρυθμίες του εργοστασίου έχουν καταστήσει απαγορευτικές τις παραγωγές μεγάλης κλίμακας, ενώ τα τελευταία χρόνια έχουν ξεκινήσει πολλές επιχειρήσεις παραγωγής καυσίμων από άλγη. Άλλοι εξακολουθούν να επιδιώκουν το όνειρο. Αυτό το καλοκαίρι, η Exxon Mobil ανέφερε μια τεχνολογική καινοτομία που υπόσχεται να καταστήσει τελικά τα καύσιμα των φυκιών οικονομικά αποδοτικά - εντούτοις, περιλαμβάνει γενετικά τροποποιημένο στέλεχος άλγης.

Μια παλίρροια των πράσινων φύκια σε μια λίμνη Μια παλίρροια των πράσινων φύκια σε μια λίμνη (Detailfoto / Shutterstock.com)

Περισσότερες ιστορίες από τον σύγχρονο αγρότη:

  • Το μαλλί ενός προβάτου θα μεγαλώσει για πάντα;
  • 6 Διαφορές μεταξύ Llamas και Alpacas
  • Πώς να φυτέψετε ένα δάσος τροφίμων αυτό το χειμώνα
Η επόμενη γενιά βιοκαυσίμων θα μπορούσε να έρθει από αυτές τις πέντε καλλιέργειες