Usrkávat z palivové nádrže moderního auta je špatný nápad. Benzín a nafta na bázi ropy, která pohánějí většinu světových automobilů, jsou dost vzdálená všemu výživnému nebo dokonce bezpečnému pití.
Ale to se mění. Rostoucí průmysl zkoumá alternativy fosilních paliv po celá desetiletí a velká část jejich výzkumu se zaměřuje na biopaliva – náhražky ropy vyrobené z přírodních rostlinných olejů [zdroj:Demirbas]. V některých případech může čistý, nezměněný rostlinný olej pohánět standardní dieselové motory; koneckonců, Rudolph Diesel původně navrhl motor, který nese jeho jméno, ve snaze poskytnout farmářům možnost provozovat zařízení využívající místně vypěstované palivo. Ale čistý rostlinný olej, i když je jistě biopalivo, má svá omezení. Glycerin v přírodních olejích zvyšuje jejich viskozitu, takže při nízkých teplotách tuhnou; přemýšlejte o tom, co se stane s tukem ze slaniny, pokud jej ponecháte v lednici. To by mohla být špatná zpráva například pro palivové potrubí, filtry a vstřikovače u motoru na Aljašce.
Chemici mají na tento problém dvojici řešení. Některé rostliny, jako je kukuřice, obsahují cukry, které při fermentaci jako pivo a likér produkují etanol, alkohol, který lze použít jako palivo. Ethanol se často používá jako přísada do benzínu snižující smog; je to E v E85 [zdroj:Chu].
K výrobě bionafty se lépe používají jiné rostliny, například sójové boby. V tomto procesu se do oleje přimíchá katalyzátor, který oddělí glycerin od alkylesterů mastných kyselin v oleji [zdroj:Pimentel]. S glycerinem pryč, bionafta může pohánět většinu dieselových motorů s menším znečištěním a problémy s chladným počasím.
Infrastruktura biopaliv je v mnoha částech světa stále ve vývoji a procesy výroby některých typů biopaliv ještě nejsou dostatečně účinné, aby ospravedlnily výrobu ve velkém [zdroj:Pimentel]. Ale potřeba najít ekologičtější alternativu k fosilním palivům znamená, že dříve nebo později bude mít palivo ve vaší plynové nádrži hodně společného s tím, co máte na talíři. Chcete-li získat představu o tom, kam může směřovat budoucnost biopaliv, čtěte dále a dozvíte se o 10 biopalivech, která by vás mohla nakrmit stejně snadno jako vaše auto.
ObsahKromě toho, že je kukuřice základní součástí západní stravy, stala se velmi oblíbeným biopalivem. Díky snadné dostupnosti a vysokému obsahu cukrů produkujících etanol je toto biopalivo známé mnoha řidičům – často je zdrojem etanolu ve směsích benzinu E85.
Výrobci etanolu přeměňují kukuřici z potravy na palivo pomocí systému, který kukuřici nejprve rozloží na její základní složky:lignin, látku, která tvoří a posiluje buněčné stěny rostliny, a celulózu, která obsahuje rostlinné cukry. Výrobci fermentují celulózu, aby vyrobili etanol, v podstatě vysoce testovanou verzi typů alkoholu vyráběných z kukuřičné kaše [zdroj:Shakashiri]. Rafinovaný palivový etanol se často přimíchává do benzínu jako činidlo snižující smog, ale může být použit jako palivo i sám o sobě.
Ve Spojených státech je etanol na bázi kukuřice skutečně domácí alternativou k používání některých fosilních paliv v zahraničí. Ale není to bez nevýhod. Výzkum naznačuje, že energie, která jde do výroby kukuřičného etanolu – od plynu v traktoru na farmě až po hnojivo používané k udržení zdravé kukuřice – spálí více fosilních paliv, než etanol nahrazuje [zdroj:Pimentel]. K této rovnici se záporným součtem se přidá, že požadavky na zavlažování pro pěstování kukuřice v sušších lokalitách mají potenciál omezit zásoby vody, zvláště když zemědělci přecházejí na výrobu etanolu jako zdroj příjmu [zdroj:McKenna].
A pak je tu ekonomický faktor. Mezi výrobou potravin, krmivem a dalším průmyslovým využitím je kukuřice velmi žádaná. Přidání výrobců etanolu do soutěže o světové dodávky kukuřice znamená, že ceny plodiny – a jejích následných produktů – mohou se zvýšenou poptávkou po etanolu vystřelit. Zkombinujte tyto faktory, a přestože se jedná o užitečné biopalivo, kukuřice pravděpodobně nebude jediným biopalivem, které zmírňuje závislost světa na fosilních palivech.
Toto může být nejuniverzálnější biopalivo na seznamu. Kromě toho, že jde o základní potravinový produkt od Asie po Ameriku, sója se proměnila ve vše od inkoustu a pastelek po palivové produkty [zdroj:Scharlemann]. Zatímco kukuřice je nejoblíbenější základní surovinou pro etanol, který se míchá s benzínem v boji proti smogu, sójové boby jsou hlavním zdrojem oleje používaného k výrobě bionafty.
Při výrobě bionafty za použití sóji výrobci nejprve vylisují olej z bobů. Vysoký obsah oleje ze sóji – asi 20 procent bobů tvoří použitelný olej – z ní dělá ideálního kandidáta pro tento proces. Jakmile je olej extrahován a filtrován, je smíchán s katalyzátorem, který odstraňuje jeho glycerin. Zbývající olej lze nalít přímo do plynové nádrže naftového motoru.
Bionafta má oproti ropné naftě řadu výhod kromě toho, že jde o obnovitelný zdroj. Spaluje čistěji, což znamená, že motory poháněné bionaftou produkují méně pevných částic, které mohou způsobit smog a zdravotní problémy.
Palmy jsou dobré pro víc než jen tropické scenérie a kokosy. Skořápky jejich plodů s vysokým obsahem uhlíku lze proměnit ve filtry na čištění vody, listy a dřevité části stromů byly používány jako struktura a úkryt po tisíciletí a olej ze semen je nyní zvažován jako potenciálně masově prodejné biopalivo.
Ale palmový olej je možná nejviditelnějším příkladem velkého problému, který stojí v cestě rozšířené výrobě biopaliv. Prostor, energie a finanční zdroje potřebné k výrobě surového materiálu výrazně převažují nad výhodami konečného výsledku.
Palmový olej je hlavní plodinou v jihovýchodní Asii. Vzhledem k tomu, že poptávka po palmovém oleji k výrobě bionafty roste, plantáže v zemích jako Malajsie a Indonésie odklízejí rozsáhlé pásy deštných pralesů, aby uvolnily místo pro více palem produkujících olej. A kamiony, lodě a výrobní zařízení používaná k přepravě palmového oleje z těchto zemí na západ s těžkými osobními a nákladními vozy se přidávají ke spálenému palivu – a produkovaným emisím – aby se toto zelené palivo dostalo na trh. Palmový olej není jediným biopalivem, které čelí tomuto dilematu, ale jeho popularita a nízká cena znamenají, že se s tímto problémem setkává v širším a veřejném měřítku než mnoho dalších jedlých paliv, která následují [zdroj:Rosenthal].
Pokud jste v poslední době jedli hranolky, cibulové kroužky nebo fish and chips, možná jste přispěli k dalšímu oblíbenému jedlému biopalivu:použitému kuchyňskému oleji.
Kuchyňský olej, který se používal k fritování potravin, stále obsahuje alkylestery mastných kyselin, které z něj činí životaschopné palivo v některých dieselových motorech. Scezením oleje za účelem odstranění potravin a mouky mohou vynalézaví výrobci biopaliv vyrábět bionaftu nebo jednoduše napouštět olej přímo do dieselových motorů pomocí takzvané technologie „greasecar“.
Vzhledem k tomu, že restaurace s rychlým občerstvením jsou zdánlivě na každém rohu a smažená jídla jsou běžnou součástí jídelníčku mnoha národů, zdálo by se, že olej na smažení by mohl být nejsnáze dostupným ze všech biopaliv. Má však své nevýhody.
Za prvé, použitý olej na smažení obsahuje velké množství potravin, které se v něm smažily. Cedení – zvláště v případech, kdy bylo použito hodně mouky – je časově a pracně náročný proces. Filtrování velkého množství oleje může trvat příliš dlouho pro hromadnou výrobu. Kromě toho může být konečným výsledkem smíšený pytel; fritovací olej může pocházet z arašídů, kukuřice nebo jiných rostlinných směsí, což znamená, že je těžké říci, jak silné bude palivo u jednotlivých šarží.
Ale mnoho zastánců maziv a bionafty je ochotno se s těmito problémy smířit. A protože olej na smažení nevyžaduje drahé lisovací zařízení k vytažení užitečných částí ze semen nebo zrna, je to palivo, které si vybírají vynálezci, experimentátoři a garážoví vědci, kteří se chtějí osvobodit od ropy s nízkým rozpočtem.
Ach, vždy všestranný arašíd. Ačkoli je arašíd považován spíše za luštěninu než za skutečný ořech, je pravděpodobně jednou z nejoblíbenějších potravin svého druhu v západní stravě. Mezi mořem smíšených ořechů, arašídových bonbónů a sendvičů s arašídovým máslem, které každý školní den plní miliony krabic s obědem, jsme hluboce připoutáni k nízkému arašídu.
Arašídy mají řadu použití mimo jídlo, z nichž mnohé propagoval renomovaný afroamerický botanik Dr. George Washington Carver. Jeho archivy obsahují seznamy více než 300 použití arašídů, od barviv a plastů až po olej, který lze potenciálně použít jako biopalivo [zdroj:Fishbein].
Ale arašídy jsou obětí své vlastní popularity, pokud jde o biopaliva. Protože arašídový olej lze použít pro řadu potravinářských, lékařských a průmyslových účelů, je prostě příliš cenný na to, aby se levně přeměnil na biopalivo. V případě jednoduché ekonomiky udržuje poptávka cenu příliš vysoko na to, aby se arašídový olej stal praktickým jedlým biopalivem.
Bavlna nepřijde mnoha lidem na mysl jako potravinářský výrobek. Hlavní použití bavlny v moderním světě je koneckonců jako vlákno pro tkaniny. Ale olej z bavlníkových semen je lehký rostlinný olej s neutrální příchutí, který se v Americe používá k vaření od 60. let 19. století [zdroj:NCPA]. Bavlníkové semínko se také používá jako krmivo pro zvířata, i když jeho nadměrné používání může vést k nutričním problémům u hospodářských zvířat [zdroj:Osborne].
Použití bavlníkového oleje jako biopaliva má smysl:Podle některých analytiků je na akr k dispozici více ropy z bavlny než z kukuřice nebo sóji, což jsou dva nejoblíbenější zdroje biopaliv [zdroj:Journey]. Ale bavlníkový olej má jednu nevýhodu, která, stejně jako mnoho jiných biopaliv, představuje nelehký technický problém.
Bavlníkový olej začíná při nízkých teplotách tuhnout. Vozidlo poháněné čistým bavlníkovým olejem by bylo v zimě nepoužitelné, pokud by neobsahovalo nějaký typ systému ohřevu oleje, který udržoval biopalivo nad bodem gelovatění. S tímto problémem se potýkají i populárnější biopaliva, jako je sójová bionafta. Ale zatímco sójová bionafta geluje při asi -16 stupních Celsia, bavlníkový olej geluje pouze při -1 stupni Celsia. Velká část světa se pravidelně setkává s nižšími teplotami, takže čistý bavlníkový olej je pro široké použití jako biopalivo méně než optimální.
Světlice barvířská je rostlina s dlouhou historií používání, možná od doby, kdy se žluté květy a semena obsahující olej používaly k barvení látkových obalů používaných ve starověkých mumifikačních procesech. Modernější aplikace světlice barvířské zahrnují široké použití jako přírodní lék ve východní i západní kultuře. Podobně se olej ze světlicových semen používá jako pro srdce zdravá náhražka jiných kuchyňských olejů.
Světlicový olej má nízký bod gelovatění, což z něj činí zajímavý olej, který je třeba zvážit pro výrobu bionafty. Ale rozšířené používání světlice barvířské jako zdroje paliva může být omezeno její popularitou – nebo její nedostatkem – v zemědělském světě. Celosvětově vyrobených 604 000 metrických tun světlice barvířské v roce 2004 je nepatrných ve srovnání s produkcí kukuřice nebo sóji a jde o prudký pokles z 800 000 na 900 000 tun běžně produkovaných ročně v polovině 90. let. Přizpůsobení sklizně světlice barvířské tak, aby vyhovovala požadavkům na biopaliva, by znamenalo zvrátit tento trend a produkovat podstatně více této prastaré, víceúčelové rostliny [zdroj:Jimmerson].
Lněný nebo lněný olej je dobrým příkladem všestrannosti mnoha rostlinných olejů s potenciálem biopaliv. Zpracovatelé dřeva smíchají tento olej s ředidlem, jako je terpentýn, a používají ho v interiéru k úpravě nábytku, vybavení a podlah z tvrdého dřeva. Olej proniká do dřeva, zabraňuje přílišnému vysychání a praskání nebo odření. Venku podobná úprava zabraňuje tomu, aby dřevo absorbovalo příliš mnoho vody, což by urychlilo zvětrávání a hnilobu [zdroj:DIY].
Lněný olej bez ředidla se ukázal být cenným konzervantem i pro lidské zdraví. Stejně jako řada jiných rostlinných olejů zmíněných v tomto článku se zdá, že lněný olej snižuje hladinu cholesterolu a podporuje zdraví srdce [zdroj:Ridges].
Rostlinná vlákna ve lnu se používají k výrobě plátna, což znamená, že tato plodina na biopalivo může být použita jak pro olej ze semen, tak pro vlákna ze stonků. Tato víceúčelová povaha by mohla učinit lněný olej atraktivnějším biopalivem než jiné plodiny, jejichž části bez semen postrádají hodnotu lnu [zdroj:Shirke].
Čirok je jednou z nejdůležitějších obilnin na světě a hlavním zemědělským exportem do Spojených států [zdroj:Rada]. Používá se v potravinách od nápojů po koláče a sušenky a vysoce antioxidační a bezlepková povaha některých odrůd z něj dělá ceněnou obilninu pro pekaře, kteří dbají na své zdraví.
Čirok má také potenciál stát se knockoutem biopaliva. Různé kmeny zrna mohou růst v různých klimatických podmínkách a jejich biochemické složení znamená, že je lze zaměnit s kukuřicí v procesech výroby etanolu. Výzkumníci vyvíjejí hybridní kmeny čiroku speciálně pro výrobu biopaliv, takže je možné, že zanedlouho bude mít E85, kterou dáte do nádrže svého auta na benzín, něco společného s melasovou sušenkou, kterou si koupíte v obchodě [zdroj:Lau ].
OK, voda technicky není biopalivo. Je to životně důležitý přírodní zdroj, bez kterého by život neexistoval. Ale díky zdánlivě jednoduché technologii by voda jednoho dne mohla být myslitelným zdrojem paliva.
Jednoduchý proces elektrolýzy, při kterém elektrický proud prochází vodou, rozkládá kapalinu na základní prvky:vodík a kyslík [zdroj:Nave]. Vodík je vynikající palivo – přenáší třikrát více energie na libru benzínu a spaluje bez škodlivých emisí ropných paliv [zdroj:Stanford].
Problematická je ale výroba a skladování vodíku. Přemísťování velkého množství superlehkého, vysoce hořlavého plynu po celém světě by mohlo představovat velké bezpečnostní problémy a množství vodíku potřebného k pohonu auta na dlouhou cestu by vyžadovalo neprakticky těžkou palivovou nádrž, aby se na palubě udržel dostatek paliva bezpečným způsobem. [zdroj:Planeta].
Vodík však zdaleka není ztracený případ. Jedna technologie, kterou proslavil tajemný Garrett Water Carburetor, zahrnuje montáž článku produkujícího vodík na vozidlo a jeho provoz na elektřinu z generátoru motoru. Moderní verze této myšlenky vstřikují vodík do benzinových motorů, čímž generují čistší emise a lepší kilometrový výkon. Tato technologie musí překonat určité překážky z hlediska nákladů, spolehlivosti a vývoje, ale je možné, že část paliva vašeho auta v blízké budoucnosti bude pocházet z kohoutku vašeho domova [zdroj:Brooks].
