Od kamen na dřevo v Súdánu po uhelné elektrárny v Pittsburghu, většina světa využívá energii z biomasy -- energie vyrobená za použití materiálů získaných z živých věcí. Dvě fosilní paliva, uhlí a ropa, dodávají asi 80 procent světové energie. Naproti tomu biopaliva -- paliva vyrobená z rostlin nebo ze zvířecího odpadu -- tvoří méně než 2 procenta všech komerčně vyráběných paliv.
Přesun této zátěže na biopaliva je stále atraktivnější z mnoha důvodů, počínaje obavami o životní prostředí. Jak biopaliva, tak fosilní paliva uvolňují uhlík (ve formě oxidu uhličitého nebo metanu), když jsou spalovány na výrobu energie. Rozdíl je v tom, že uhlík v biopalivech byl z atmosféry odstraněn teprve nedávno rostlinami používanými k výrobě paliva. (Mějte na paměti, že rostliny „vdechují“ oxid uhličitý a „vydechují“ kyslík.) Takže vrácení uhlíku zpět do atmosféry rovnováhu příliš nenaruší.
Naproti tomu uhlík ve fosilních palivech tam byl uložen po miliony let. Jeho vypouštěním do atmosféry vzniká nadbytek, který přispívá k tvorbě smogu a změně klimatu. Biopaliva také nevypouštějí žádné toxiny, na rozdíl od síry a rtuti, které se uvolňují při spalování uhlí.
Základní proces výroby biopaliva z biomasy je podobný tomu, jak vaše tělo přeměňuje jídlo na palivo:Teplo, enzymy a fermentační bakterie rozkládají složité škroby na jednoduché cukry. To je důvod, proč jsou potravinářské plodiny s vysokým obsahem škrobu, jako je kukuřice a cukrová třtina, také hlavními zdroji biopaliv – ačkoli lze použít jakoukoli plodinu, a dokonce i odpadní materiál z potravinářských plodin.
Pokroky v metodách používaných k výrobě biopaliv zvyšují její přitažlivost. Bylo prokázáno, že vyrobené mikroby urychlují fermentaci škrobu za vzniku etanolu, díky čemuž je proces levnější a efektivnější. A jedna experimentální metoda zplyňování dokáže přeměnit veškerý přítomný uhlík na oxid uhelnatý potřebný pro palivo, aniž by se uvolnil žádný škodlivý odpad oxidu uhličitého.
Pěstování plodin k výrobě energie slibuje další odměny. Mohlo by to oživit místní zemědělské ekonomiky a snížit závislost na cizích zdrojích. Mohlo by to otevřít nové trhy pro stávající plodiny využitím vedlejších produktů a odpadních materiálů, které se v současnosti vyhazují. A některé energetické plodiny z biomasy přitahují užitečný hmyz, čímž snižují potřebu pesticidů.
Jako u každého jiného zdroje však krátkozrakost, nedostatek znalostí a obyčejná chamtivost mohou potenciál biopaliv nadobro vykolejit. Na další stránce se podíváme na některé z výzev pro energetické zemědělství.
Vážným problémem současného zemědělství s biopalivy je to, že konkuruje produkci potravin o půdu a další zdroje. V roce 2007 byla jedna třetina úrody kukuřice v USA použita k výrobě etanolu. Výsledný nedostatek byl označen za příčinu raketově rostoucích cen kukuřičných produktů, které jsou v mnoha zemích základním produktem. Jak roste světová populace a potřeba kalorií, tlak bude jen těsnější.
Výsadba energetických plodin by mohla narušit ekosystém. Například v Malajsii jsou vykořeněny džungle, aby se tam sázely palmy pro ropu. A některé slibné plodiny by se mohly stát invazními druhy. Například obří rákos, který se zdál být ideálně vhodný pro tropické klima Floridy, by také mohl přemoci původní rostliny Everglade a udusit vodní toky.
Dopad výroby některých biopaliv na životní prostředí je navíc činí méně ekologickými. Pěstování kukuřice na etanol využívá obrovské množství vody a dusíkatých hnojiv. A rozsáhlá výroba etanolu by znamenala položení nových potrubí pro přepravu paliva – pokud by bylo vedeno potrubím přes stávající benzinové potrubí, korodovalo by je a nabíralo kontaminanty.
Identifikace těchto potenciálních problémů umožnila vědcům navrhnout možná řešení. Spíše než využívání potenciálních zdrojů potravin pro biopaliva by farmáři mohli pěstovat specializované plodiny na biopaliva, které skutečně prospívají životnímu prostředí. Například prosa prosatá je šetrná k vodě pocházející z Velkých plání, která jako trvalka nepotřebuje každoroční přesazování. Navíc ve skutečnosti obnovuje živiny do půdy a podporuje růst v další sezóně.
Pro zmírnění stresu na půdě by mohla být biopaliva extrahována z rostlin, kterým se daří v podmínkách, kdy potravinářské plodiny plýtvají. Například topoly mohou růst v toxické půdě díky své schopnosti odstraňovat a ničit kontaminanty, jako je ropa. Dalším možným řešením problémů s biopalivy je šlechtění nových druhů palivových i potravinářských plodin, které jsou odolnější vůči suchu a slané vodě.
Použití těchto a dalších technik k regionalizaci trhů s pohonnými hmotami by mohlo zmírnit ekologické poplatky za přepravu paliv. Auta na Středozápadě mohou jezdit na směs etanolu vyrobenou z illinoiské kukuřice; na jihu s cukrovou třtinou v Louisianě.
Odborníci říkají, že nás dělí dobrých pět až 10 let od toho, aby se biopaliva využívala jako každodenní zdroj energie. Univerzity, soukromé společnosti i vlády investují do výzkumu, aby tento proces urychlily. Zjištění, kde je rovnováha mezi používáním a nadměrným používáním, pro každou plodinu a v každém regionu, by mohlo sklízet zdravou sklizeň udržitelné energie pro příští generace.
