Jak fungují biopaliva druhé generace?


Na první pohled se pole miscanthus, která pokrývají okres Sampson, NC., zdají být málo důležitá. Miscanthus, který je o 4 stopy (1,21 metru) vyšší než basketbalový koš, je obří, špičatá, nepoživatelná – a někteří by řekli zbytečná – tráva. Přesto podle názoru ostatních mohou být tyto přerostlé čepele jednoho dne stejně cenné jako zlato nebo alespoň nádrž benzínu. Společnost s názvem Chemtex plánuje postavit rafinerii v hodnotě 170 milionů dolarů v okrese Sampson, která každý rok přemění 20 milionů tun miscanthusu a dalších trav na etanol [zdroj:Ramsey].

Politici, novináři a vědci po léta obhajovali přeměnu rostlin na etanol a bionaftu, aby se snížila světová spotřeba fosilních paliv, zejména ropy. Biopaliva hoří čistší než fosilní paliva a do atmosféry uvolňuje méně znečišťujících látek a skleníkových plynů, včetně oxidu uhličitého.

Velká část světových biopaliv pochází z potravinářských plodin, jako je pšenice, kukuřice, sója a cukrová třtina. Energie produkovaná těmito rostlinami je známá jako biopalivo „první generace“. Jak se ukazuje, tito průkopníci biopaliv nedodržují slib, který kdysi dodržovali. Za prvé, některé plodiny na biopaliva první generace, zejména kukuřice, soutěží s potravinářskými plodinami o půdu a vodu. Americké ministerstvo zemědělství říká, že rafinérie, které vyvíjejí etanol z kukuřice, spotřebují každý rok zhruba 40 procent úrody kukuřice [zdroj:Blas]. V roce 2009 nešlo 25 procent veškeré kukuřice a obilí v USA na produkci potravin, ale na produkci biopaliv [zdroj:Vidal].

Taková spotřeba plodin může způsobit mnoho problémů, včetně vyšších cen potravin a odlesňování. Kromě toho mohou být náklady na přeměnu a používání potravinářských plodin jako zdroje paliva drahé. Je to proto, že rafinérie mohou k výrobě biopaliv využívat pouze malé části závodu, jako je obsah oleje, cukru a škrobu. Díky této neefektivitě jsou biopaliva první generace méně ekologická. Navíc se odborníci nyní domnívají, že biopaliva nikdy zcela nenahradí ropu jako preferovaný zdroj energie. Stručně řečeno, výroba biopaliv je neefektivní av mnoha ohledech ekologicky a ekonomicky nevhodná [zdroje:Světová banka; Science Daily].

Ale budoucnost biopaliv jako alternativního zdroje energie nemusí být tak pochmurná, jak se dříve myslelo. Díky trávě miscanthus a dalším plodinám na biopaliva „druhé generace“ nebyl potenciál ke snížení závislosti světa na zahraniční ropě nikdy větší.

>Potíž s biopalivy

Léto roku 2012 bylo horké a suché na většině území Spojených států, zejména na Středozápadě, americkém chlebníku. Suché podmínky uschly kukuřici a dalším obilným plodinám, což zvýšilo ceny a zatížilo již tak slabou ekonomiku.

Historické sucho, nejhorší za 50 let, poukázalo na omezení první generace surovin pro biopaliva. Jak ceny potravin raketově rostly, farmáři, byrokraté a politici začali diskutovat o tom, zda je rozumné přesměrovat potravinářské plodiny na výrobu biopaliv. Byla to scéna odehrávající se ve stále horkém, sychravém a hladovějícím světě. Problém se tak zhoršil, že skupiny potravinové pomoci a Organizace spojených národů začaly žádat vlády, aby zrušily mandáty na výrobu biopaliv, aby umožnily větší produkci potravin. OSN uvedla, že když svět čelí nedostatku potravin, země by měly přehodnotit svou politiku v oblasti biopaliv [zdroj:Blas].

Kromě toho, že výroba etanolu a bionafty ze surovin přispívá k potravinové krizi, není tak šetrná k životnímu prostředí a ekonomice, jak byste si mohli myslet. Biopaliva první generace se vyrábějí z cukrů a škrobů, které jsou snadno stravitelné kvasinkami. Pokud by rafinerie proměnily každý klas kukuřice na etanol, nahradilo by to pouze 12 procent dodávek benzínu [zdroj:Brune].

Zemědělci navíc používají velké množství fosilních paliv, vody a hnojiv k pěstování a zpracování surovin první generace na biopaliva. Pěstitelský a výrobní proces, který mění kukuřici na etanol, například produkuje pouze o 15 procent méně skleníkových plynů než benzín [zdroj:Tilman and Hill].

Naštěstí je tu nová generace, která čeká, aby zasáhla. Na rozdíl od biopaliv vyrobených z kukuřice, sóji nebo jiných surovin první generace se biopaliva druhé generace vyrábějí z rostlin, které nikdo nechce jíst. I když je to obtížný proces přeměnit odpadní produkty z rostlin, jako jsou stonky kukuřice, stonky, listy, slupky a dřevěné štěpky na biopalivo, potenciální výhody jsou obrovské. Technologie druhé generace dokáže vyrobit mnohem více paliva než biopaliva první generace, což minimálně ovlivňuje zásobování potravinami a životní prostředí.

Rostoucí zelená pracovní místa

Podle Biotechnology Industry Association vytvoří biopalivový průmysl ve Spojených státech do roku 2022 190 000 pracovních míst. Kromě toho by výroba biopaliv mohla během 12 let snížit dovoz ropy do USA o 70 miliard dolarů [zdroj:Biotechnology Industry Association].

>Nová generace

Miscanthus je skvělým příkladem plodiny druhé generace biopaliv. Tráva je rychle rostoucí, odolná vůči suchu a daří se jí v chudé půdě, kterou nelze použít pro potravinářské plodiny. Na rozdíl od kukuřice a obilí je miscanthus trvalka. Zemědělci ji stačí zasadit jednou a vrátí se rok co rok. Kromě toho miscanthus a další plodiny druhé generace vyžadují mnohem méně hnojiv a kultivace než plodiny první generace, což se promítá do menší degradace životního prostředí a spotřeby energie.

V Sampson County, Chemtex doufá, že místní farmáři zasadí miscanthus na jaře roku 2013, takže společnost bude mít dostatek trávy na krmení své rafinérie, když se o rok později otevře. Chemtex již podepsal smlouvu s Gulf Oil o nákupu veškerého etanolu, který rafinerie vyrábí. Společnost postaví své zařízení na 166 akrech. Mělo by zaměstnávat 300 lidí [zdroj:Ramsey].

Pole miscanthus nebudou soutěžit o půdu, kterou využívají farmáři kukuřice a sóji. Státní úředníci již identifikovali 100 000 akrů v regionu tří okresů, včetně okresu Sampson, které mohou farmáři využívat jako zemědělskou půdu pro bioplodiny. Část této výměry je přinejlepším okrajová půda. Některé z nich jsou písčité a usnadnily by pěstování miscanthus a dalších plodin na biopaliva druhé generace. Chovatelé prasat již využívají některé z těchto akrů jako postřiková pole pro prasečí odpad [zdroj:Ramsey].

I když by se mohlo zdát, že výroba biopaliv druhé generace je odpovědí na naše energetické a ekologické strasti, situace je mnohem složitější. V současné době je proces přeměny plodin druhé generace na biopaliva dražší než výroba biopaliva první generace. Je to proto, že výroba biopaliva z plodin na výrobu biopaliv druhé generace vyžaduje mnohem více energie než ze surovin první generace. V důsledku toho vědci zoufale hledají novější a levnější způsoby, jak přeměnit bioplodiny druhé generace na biopaliva.

Efektivita a výrobní kapacita jsou dva další problémy, které musí vědci překonat. Jedna nedávná studie naznačuje, že pouze jedno z devíti biopaliv druhé generace chrlí do ovzduší méně skleníkových plynů než fosilní paliva. Navíc si mnoho odborníků není tak jistých, zda biopaliva druhé generace mohou poskytnout dostatek paliva pro pohon světových automobilů [zdroj:Birdlife International].

Ačkoli tyto další problémy existují, vědci a inženýři jsou přesvědčeni, že dokážou zajistit fungování biopaliv druhé generace. Neočekává se, že se stanou komerčně životaschopnými ještě několik let, ale odborníci předpokládají, že nová generace je nejlepší odpovědí na vyřešení energetických a ekologických problémů našeho světa.

>Poznámka autora

Napsal jsem řadu článků o obnovitelných zdrojích energie, včetně biopaliv. Za tu dobu jsem se přesvědčil, že žádný zdroj energie neuhasí naši žízeň po fosilních palivech. Místo toho kombinace zdrojů, od solární energie přes větrnou energii až po palivo vyrobené z rostlin, nabízí nejlepší alternativu k záchraně světa před změnou klimatu, kterou jsme my lidé způsobili. Bude nějakou dobu trvat, než se sníží náklady na výrobu paliv z obnovitelných zdrojů energie, aby bylo možné je používat. Potěšilo mě, že vědci na celém světě na tomto problému pracují.

Související články

  • Jaké jsou přínosy biopaliv pro životní prostředí?
  • Jak využívat biopaliva
  • Jídlo nebo palivo?
  • The Ultimate Biofuels Crops Quiz
  • Jak funguje bionafta
  • Jsou auta s mazivem legální?
  • Konkurují biopaliva potravinám?

Zdroje

  • Organizace biotechnologického průmyslu. (28. srpna 2012) http://www.bio.org/
  • Birdlife International. "Upozornění na další vývoj biopaliv." (28. srpna 2012) http://www.birdlife.org/eu/EU_policy/Biofuels/eu_biofuels7.html
  • Blas, Javiere. "Debata o suchu o biopalivech." Financial Times. 12. srpna 2012. (28. srpna 2012) http://www.ft.com/cms/s/0/12dbb322-e48d-11e1-affe-00144feab49a.html#axzz24vypflsb
  • Brune, Michaeli. "Coming Clean:Prolomení americké závislosti na ropě a uhlí." Knihy Sierra Club. 2008.
  • Ramsey, John. "Energie z rostlin. Tráva může vyrůst v palivo budoucnosti." Fay Observer. 20. srpna 2012. (28. srpna 2012) http://fayobserver.com/articles/2012/08/19/1196815?sac=fo.business
  • Science Daily. "Zelená jízda? Testování biopaliv druhé generace." 29. června 2010. (28. srpna 2012) http://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100629094535.htm
  • Tilman, David a Hill, Jason. "Kukuřice nemůže vyřešit náš problém." The Washington Post. 25. března 2007. (28. srpna 2012) http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/03/23/AR2007032301625.html
  • Vidal, John. "Čtvrtina obilí v USA je krmena auty - nikoli lidmi, ukazují nová čísla." Opatrovník. 22. ledna 2010. (28. srpna 2012) http://www.guardian.co.uk/environment/2010/jan/22/quarter-us-grain-biofuels-food
  • Světová banka. "Biopaliva druhé generace." Srpen 2010. (28. srpna 2012) http://www-wds.worldbank.org/servlet/WDSContentServer/WDSP/IB/2010/08/30/000158349_20100830090558/Rendered/PDF.pdf/WPS540