Hvordan fungerer anden generation af biobrændstoffer?

Du ser på et felt med miscanthus, et nøglemedlem i den anden generation af biobrændstoffer, der hjælper med at flytte fokus på biobrændstof væk fra majs. Vil du lære mere? Tjek disse alternative brændstofbiler. Tim Graham / Getty Images

Ved første øjekast synes felterne med miscanthus, der tæpper Sampson County, N.C., af lille betydning. Står 4 meter (1,21 meter) højere end en basketballbøjle, er miscanthus en kæmpe, pigget, uspiselig - og nogle vil sige ubrugelig - græs. Alligevel, efter andres syn, kan disse store blade en dag være lige så værdifulde som guld, eller i det mindste en tank med benzin. Et firma, der hedder Chemtex, planlægger at bygge et raffinaderi på $ 170 millioner i Sampson County, der konverterer 20 millioner tons miscanthus og andre græs til ethanol hvert år [kilde: Ramsey].

I årevis har politikere, journalister og videnskabsfolk påtalt sig at omdanne planter til ethanol og biodiesel for at mindske verdensforbrug af fossile brændstoffer, især råolie. Biobrændstof brænder renere end fossilt brændstof og frigiver færre forurenende stoffer og drivhusgasser, herunder kuldioxid, i atmosfæren.

Meget af verdens biobrændstoffer kommer fra fødevareafgrøder som hvede, majs, sojabønner og sukkerrør. Energien produceret af disse planter er kendt som en "første generation" biobrændstof. Som det viser sig, holder disse biobrændstofpionerer ikke det løfte, de engang gjorde. For det første konkurrerer nogle første generation af biobrændstofafgrøder, især majs, med fødevareafgrøder til jord og vand. U.S. Department of Agriculture siger, at raffinaderier, der udvikler ethanol fra majs, forbruger ca. 40 procent af majsafgrøder hvert år [kilde: Blas]. I 2009 gik 25 procent af alle amerikanske majs- og kornafgrøder ikke til produktion af mad, men til produktion af biobrændstof [kilde: Vidal].

Sådan afgrødsforbrug kan skabe mange problemer, herunder højere fødevarepriser og skovrydning. Derudover kan omkostningerne ved konvertering og brug af madafgrøder som kilde til brændstof være dyre. Det skyldes, at raffinaderier kun kan bruge små dele af anlægget til biobrændstofproduktion, såsom dets olie, sukker og stivelsesindhold. En sådan ineffektivitet gør første generations biobrændstoffer mindre miljøvenlige. Desuden mener eksperter nu, at biobrændstoffer aldrig helt vil erstatte råolie som den valgte energikilde. Kort sagt, biobrændstofproduktion er ineffektiv og i mange henseender miljømæssigt og økonomisk usund [kilder: Verdensbanken; Videnskab Daily].

Men fremtiden for biobrændstof som en alternativ energikilde er måske ikke så dyster, som man engang troede. Takket være miscanthus græs og andre "anden generation" biobrændstofafgrøder har potentialet til at mindske verdens afhængighed af udenlandsk olie aldrig været større.

Sommeren 2012 var varmt og tørt over store dele af USA, især Midtvesten, Amerikas brødkurv. Tørre forhold visne majs og andre kornafgrøder, der øger priserne og anstrenger for en allerede svag økonomi.

Den historiske tørke, den værste i 50 år, fremhævede begrænsningerne i første generation af biobrændstofmasse. Da fødevarepriserne steg kraftigt, begyndte landmænd, bureaukrater og politikere at diskutere visdommen ved at aflede fødevareafgrøder til biobrændstofproduktion. Det var en scene, der blev spillet ud i en stadig mere varm, tør og sulten verden. Problemet blev så dårligt, at fødevarehjælpsgrupper og De Forenede Nationer begyndte at anmode regeringerne om at skrot biobrændstofproduktionsmandater for at give mulighed for mere fødevareproduktion. Udenrigsministeren sagde, at når verden står over for en mangel på mad, bør landene revurdere deres biobrændstofpolitik [kilde: Blas].

Ud over at bidrage til en fødevarekrise er produktion af ethanol og biodiesel fra råmateriale ikke så miljøvenligt og økonomisk venligt, som du måske tror. Første generation af biobrændstoffer er fremstillet af sukkerarter og stivelse, der let fordøjes af gær. Hvis raffinaderier omdanner hvert øre af majs til ethanol, ville det kun erstatte 12 procent af benzinforsyningen [kilde: Brune].

Derudover bruger landmænd rigelige mængder fossilt brændstof, vand og gødning til at dyrke og forarbejde første generation af råmateriale til biobrændstof. Vækst- og fremstillingsprocessen, der f.eks. Omdanner majs til ethanol, producerer kun 15 procent mindre drivhusgas end benzin [kilde: Tilman og Hill].

Heldigvis er der en ny generation, der venter på at træde ind. I modsætning til biobrændstof lavet af majs, sojabønner eller andet første generation af råmaterialer, er anden generation af biobrændstoffer lavet af planter, som ingen vil spise. Selvom det er en vanskelig proces at omdanne affaldsprodukter fra planter, såsom majsstængler, stængler, blade, skaller og træflis til biobrændstof, er de potentielle fordele enorme. Anden generation af teknologi kan producere meget mere brændstof end første generation af biobrændstoffer, hvilket minimerer fødevareforsyningen og miljøet minimalt.

Voksende grønne job

I følge Biotechnology Industry Association vil biobrændstofindustrien skabe 190.000 arbejdspladser i De Forenede Stater inden 2022. Produktionen af ​​biobrændstoffer kunne desuden reducere den amerikanske olieindustri med $ 70 milliarder dollars på 12 år [kilde: Biotechnology Industry Association].

Miscanthus er et godt eksempel på en anden generation af biobrændstofafgrøde. Græsset er hurtigtvoksende, tørresistent og trives i dårlig jord, der ikke kan bruges til fødevareafgrøder. I modsætning til majs og korn er miscanthus en flerårig. Landmænd skal kun plante det en gang, og det vil vende tilbage år efter år. Derudover kræver miscanthus og andre 2. generation afgrøder langt mindre gødning og dyrkning end førstegenerationsafgrøder, hvilket betyder mindre miljøforringelse og energiforbrug.

I Sampson County håber Chemtex lokale landmænd vil plante miscanthus i foråret 2013, så virksomheden har nok græs til at fodre raffinaderiet, når det åbner et år senere. Chemtex har allerede underskrevet en aftale med Gulf Oil om at købe al den ethanol, som raffinaderiet producerer. Virksomheden bygger sin facilitet på 166 acres. Det skal medarbejdere 300 mennesker [kilde: Ramsey].

Miscanthus-felterne konkurrerer ikke om jord, som majs- og sojabønner bruger. Statlige embedsmænd har allerede identificeret 100.000 acres i en region med tre amter, herunder Sampson County, som landmænd kan bruge som biokrop landbrugsjord. Nogle af disse arealer er i bedste fald marginale lande. Nogle af dem er sandede og ville gøre det let at dyrke miscanthus og andre anden generation af biobrændstofafgrøder. Svinebønder bruger allerede nogle af disse hektar som sprøjtemarker med svineffald [kilde: Ramsey].

Selvom produktionen af ​​anden generation af biobrændstoffer kan synes at være svaret på vores energi- og miljøproblemer, er situationen meget mere kompliceret. Som det nu er, er processen med at omdanne anden generation af afgrøder til biobrændstof dyrere end at producere første generation af biobrændstof. Det skyldes, at det kræver meget mere energi at producere biobrændstof fra anden generation af biobrændstofafgrøder, end det gør fra første generation af råmaterialer. Som et resultat søger forskere desperat efter nyere og billigere måder at konvertere anden generation af biokrop til biobrændstof.

Effektivitet og produktionskapacitet er to andre problemer, som forskere skal overvinde. En nylig undersøgelse antyder, at kun en af ​​ni anden generation af biobrændstoffer spytter mindre drivhusgasser i luften end fossile brændstoffer. Derudover er mange eksperter ikke så sikre på, om anden generation af biobrændstoffer kan levere nok brændstof til at drive verdens biler [kilde: Birdlife International].

Selvom disse andre problemer findes, er videnskabsmænd og ingeniører sikre på, at de kan få anden generation af biobrændstoffer til at fungere. De forventes ikke at blive kommercielt bæredygtige i flere år mere, men eksperter forudsiger, at den nye generation er det bedste svar til at løse vores verdens energi- og miljøproblemer.

Jeg har skrevet adskillige artikler om vedvarende energikilder, herunder biobrændstoffer. I løbet af denne tid er jeg blevet overbevist om, at ingen energikilde vil slå vores tørst efter fossilt brændstof. I stedet tilbyder en kombination af kilder, fra solenergi til vindenergi, til brændstof, der er fremstillet af planter, det bedste alternativ til at redde verden fra klimaændringer, som vi mennesker har forårsaget. Det vil tage nogen tid at nedbringe omkostningerne ved produktion af brændstof til vedvarende energi, så det kan blive overkommeligt at bruge. Jeg er opmærksom på, at forskere over hele kloden arbejder med problemet.

relaterede artikler

• Hvad er de miljømæssige fordele ved biobrændstoffer?
• Sådan udnyttes biobrændstoffer
• Mad eller brændstof?
• The Ultimate Biofuels Crops Quiz
• Sådan fungerer biodiesel
• Er fedtbiler lovlige?
• Konkurrerer biobrændstoffer med mad?

Kilder

• Organisation for bioteknologi. (28. august 2012) http://www.bio.org/
• Birdlife International. "Advarsler for yderligere udvikling af biobrændstoffer." (28. august 2012) http://www.birdlife.org/eu/EU_policy/Biofuels/eu_biofuels7.html
• Blas, Javier. "Tørke giver anledning til debat om biobrændstof." Financial Times. 12. august 2012. (28. august 2012) http://www.ft.com/cms/s/0/12dbb322-e48d-11e1-affe-00144feab49a.html#axzz24vypflsb
• Brune, Michael. "Coming Clean: Breaking America's Addiction to Oil and Coal." Sierra Club Books. 2008.
• Ramsey, John. "Energi fra planter. Græs kan vokse til fremtidens brændstof." Fay-observatør. 20. august 2012. (28. august 2012) http://fayobserver.com/articles/2012/08/19/1196815?sac=fo.business
• Videnskab Daily. "Grønt kørsel? Sæt anden generation af biobrændstoffer til test." 29. juni 2010. (28. august 2012) http://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100629094535.htm
• Tilman, David og Hill, Jason. "Majs kan ikke løse vores problem." The Washington Post. 25. marts 2007. (28. august 2012) http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/03/23/AR2007032301625.html
• Vidal, John. "En fjerdedel af de amerikanske kornafgrøder, der fodres til biler - ikke mennesker, viser nye tal." The Guardian. 22. januar 2010. (28. august, 2012) http://www.guardian.co.uk/en miljø/2010/jan/22/quarter-us-grain-biofuels-food
• Verdensbank. "Anden generation biobrændstoffer." August 2010. (28. august 2012) http://www-wds.worldbank.org/servlet/WDSContentServer/WDSP/IB/2010/08/30/000158349_20100830090558/Rendered/PDF/WPS5406.pdf