Kmetijstvo

Naslednja generacija biogoriv bi lahko prišla iz teh petih posevkov Inovacije

Že v zgodnjih 2000-ih, ko sem bil mlad, neokrnjen okoljevarstvenik v hiki-surferski meki v Santa Cruzu v Kaliforniji, je prijatelj delil neverjetno dejstvo: avtomobili lahko vozijo na rastlinskem olju in alkoholu .

Stari! je moj prijatelj vzkliknil, preden je razložil, da je Henry Ford model T zasnoval za pogon na konopljino biogorivo, Rudolf Diesel, ki je izumil dizelski motor, pa naj bi deloval na arašidovem olju. Ne samo to, ampak biogoriva ne onesnažujejo kot nafta, sem izvedela. Kmalu sem spoznal fanta s predelanim šolskim avtobusom za biodizel, ki je iz svoje izpušne cevi odpihal slastni vonj pomfrija.



Zakaj se zdi, da se tega niso zavedali nihče razen hipi sanjskih oči? In zakaj smo se stoletje po izumilu modela T borili za vojne zaradi naftnega olja - in uničevali planet z izpuhom nafte -, ko bi lahko doma pridelali svoje organsko, podnebju prijazno gorivo?



V nekaj mesecih sem kupil pretepen dizelski tovornjak in se znašel, kako sem se prikradel za japonskimi restavracijami, da sem sifonil olje iz globokih cvrtnikov iz ogromnih kovinskih kadi, ki so dišale po užgani tempuri. S prijateljem sva se ubranila podgan in vinov, olje pa sva zbirala v 55-litrskih bobnih, mešala ga z metanolom, nabavljenim v posebni avtomobilski trgovini, in lugom Red Devil, običajnim čistilcem odtokov iz lokalne prodajalne strojne opreme (to so trije glavne sestavine v biodizlu) na njegovem dvorišču. Oblečeni v hazmatske rokavice in zaščitne očala (lug in metanol smo se zbunili, da smo zelo strupeni), kombinezoni so bili umazani z oljem, prvo serijo smo nervozno vlili v rezervoar za gorivo mojega tovornjaka in zagnali motor.

zgodba za zvezdnatim pramenom

Ne samo, da je obratoval, ampak je glasni, klavrni dizelski motor sprejel gladko prevračanje (metanol se dejansko prodaja kot čistilo vbrizga goriva, zaradi česar motorji bolj gladko delujejo na biodizlu). Z mojim prijateljem sva se zvišala, saj je škodljiv vonj dizelskih izpušnih plinov umaknil sorazmerno prijetno dišavo v cvrtniku. Ne samo, da smo se pridružili revoluciji za reševanje planeta, polnili smo rezervoarje za ceno malo metanola in luga.



Revolucija biogoriva, ki ni bila

Približno v tem času so horde ljubiteljev biogoriv, ​​ki delajo sami, po vsej državi lovile rabljeno cvrtniško olje, številna zagonska podjetja pa so začela proizvajati recikliran biodizel v komercialnih razmerah. V to se je vključila tudi zvezna vlada, ki je kmetom in naftnim podjetjem ponudila spodbude za izgradnjo domače industrije domačega goriva.

Z izvajanjem po vsej državi Standard za obnovljivo gorivo leta 2005 in Zakon o energetski neodvisnosti in varnosti leta 2007 je bila transportna industrija prisiljena sprejemati biogoriva v velikem obsegu, zato ima skoraj vsaka bencinska črpalka v državi majhen znak, da gorivo lahko vsebuje do 10 odstotkov etanola - goriva na osnovi alkohola, ki je plinski motor, enakovreden biodizlu.

Toda ta slika ni bila tako rožnata, kot se je zdela, kot smo podrobno opisali v fotosese o etanolu na osnovi koruze v jesenski izdaji 2017 Sodobni kmet . Koruza in v manjši meri soja ter milo so edini pridelki, ki so se do zdaj izkazali za ekonomsko upravičene za industrijsko proizvodnjo biogoriv v ZDA (velike količine etanola iz sladkornega trsa proizvajajo v tropskih državah, kot je Brazilija). Izkazalo pa se je, da okoljski problemi, povezani z gojenjem teh pridelkov v industrijskem obsegu - pridelka, ki za proizvodnjo potrebuje zelo rodovitno zemljo, pa tudi obilno namakanje, obdelavo tal in traktorsko gorivo - odtehtajo okoljske koristi izgorevanja biogoriva na osnovi koruze.



Koruzni etanol je hitro izgubil sloves rešitve za podnebne spremembe, vendar ga kmetje nestrpno še naprej sadijo, podkrepljeni z zvišanimi cenami na bušelj, odkar je začel veljati standard za obnovljivo gorivo. Skoraj 40 odstotkov letnega pridelka koruze se zdaj pretvori v gorivo. The norost po etanolu je pripeljal do nekaterih zadnjih ostankov domača prerija, ki se obdeluje za sajenje koruze V preteklih letih. Etika uporabe prvovrstnih kmetijskih zemljišč za pridelavo goriva in ne hrane je v najboljšem primeru dvomljiva.

Pridelki biogoriv naslednje generacije

Uporaba recikliranega jedilnega olja za gorivo še ni postala široko uveljavljen komercialni uspeh, prav tako pa ni dovolj olja za cvrtje, ki bi oskrbovalo celo del vozil v tej državi. Toda teoretično lahko skoraj vsako rastlinsko snov pretvorimo v biogorivo, vključno z odpadki, kot so žagovina in koruzni peclji (trenutno etanol izdelujejo predvsem iz koruznih zrn, ne iz pecljev). Raziskovalci se ukvarjajo z biogorivi, pridobljenimi iz vrst, ki plodno rastejo na obrobnih zemljiščih in potrebujejo malo ali nič namakanja ali gnojil. Nekateri si prizadevajo celo nabirati invazivne vrste kot surovino za rastline na biogorivih.

Žal so številne praktične in tehnološke ovire doslej preprečevale obsežno proizvodnjo teh okolju prijaznih biogoriv. Ker pa znanost še naprej napreduje, bodo ti izzivi verjetno premagani. Tu je nekaj najbolj obetavnih biogoriv, ​​ki so trenutno v fazi razvoja.

Konoplja

Sanje Henryja Forda bodo nekoč lahko postale resničnost. Konopljina vlakna imajo dolgo zgodovino uporabe, semena pa niso samo hranilna, ampak imajo izjemno visoko vsebnost olja. Konoplja, v bistvu plevel, uspeva na revnih zemljiščih in zahteva minimalne vložke, vendar skoraj pridela štirikrat toliko olja na hektar kot soja, ki je trenutno edina pridelava v velikem obsegu za biodizel v ZDA. Največji izziv za uporabo konoplje kot biogoriva je, da se pridela tako malo. Nekatere države, na primer Francija in Kanada, jo proizvajajo v omejenem obsegu, toda v ZDA je industrijska konoplja že od tridesetih let prejšnjega stoletja nezakonito gojena za kmete - čeprav ne vsebuje dovolj THC-ja, da bi koga dosegla visoko.

(jessicahyde preko Fotolia)

Switchgrass

Medtem ko etanol na osnovi koruze vsebuje komaj toliko energije, kot je potrebno za njegovo proizvodnjo, gorivo, narejeno iz avtohtone prerijske rastline, najdene v regiji Velike ravnice, vsebuje več kot 5-krat več energije kot je potrebno, da ga gojimo in rafiniramo v etanol. Namesto da bi domačo prerijo obdelovali za sajenje koruze, bi biogorivo, ki temelji na travniku, lahko spodbudilo ponovno zasaditev prerije. Težava je v tem, da tehnologija celuloznih biogoriv, ​​ki je potrebna za pretvorbo trav in lesnih rastlinskih materialov v etanol, ni napredovala tako hitro kot tehnologija, ki se uporablja za pretvorbo žita v gorivo. Obstaja, vendar še ni povsem stroškovno učinkovit. Kljub temu, nekaj milijonov litrov celuloznega biogoriva Zdaj se letno proizvajajo v ZDA in zdi se, da je le vprašanje časa, kdaj bomo uporabili tehnologijo za menjavo trave, ki bo nadomestila koruzo kot surovino za etanol.

Carrizo Cane

Na stotine tisoč hektarjev na jugu ZDA, od Floride do Kalifornije, je okuženih z eksotično rastlino, znano kot carrizo trs ali velikanski trs. Ta sorodnik bambusa v enem letu zraste od 20 do 30 metrov in na hektar proizvede več biomase kot skoraj katera koli druga rastlina na zemlji. To je bilo poklicano kot enakomerno boljši kandidat za proizvodnjo celuloznega etanola kot switchgrass in se v ta namen že uporablja v komercialnem obsegu v Evropi, kjer je avtohtona vrsta. Vendar invazivne težnje le malo spodbujajo, da jo sadimo drugam. Bilo je nekaj truda nabirajo karrizo, ki že raste v ZDA , ki ga najdemo predvsem ob rečnih bregovih in v mokriščih, kjer duši avtohtone rastline. Ta pristop zveni kot win-win, vendar se je doslej izkazal za logistično neizvedljivega.

Carrizo-Cane-Giant-Reed-Biofuel-519x346.jpg

Trs Carrizo, znan tudi kot velikanski trs.(hk13114 / Shutterstock.com)

Jatropha

Ta tropski grm je strupen za ljudi in živino, toda semena vsebujejo 40 odstotkov olja, ki je bilo v preteklosti uporabljeno kot olje za svetilke. Od sredine 2000-ih, deset tisoč hektarjev jatrofe posadili za biogoriva, večinoma v Indiji in Afriki. Znano je, da rastlina uspeva na obrobnih zemljiščih, vendar sta za največjo proizvodnjo olja potrebna bogata tla in namakanje. Raziskovalci pa še naprej gojijo izboljšane sorte in več afriških držav še naprej vlagati vanj , ki si predstavljajo ta grmi grm kot ključ do njihove prihodnje oskrbe z gorivom.

Seme jatrofe

Seme jatrofe(Pratuan Netsaengsri / Shutterstock.com)

Alge

Alge proizvedejo do 200-krat več olja na hektar kot soje. Te hitro rastoče vodne organizme lahko gojimo v slani vodi, komunalnih lagunah za odpadne vode ali v plitvih umetnih bazenih v puščavi, kjer ne more preživeti nobena druga rastlina. Ameriško ministrstvo za energetiko je skupaj z več največjimi svetovnimi naftnimi podjetji na stotine milijonov dolarjev vložilo v povečanje proizvodnje goriva iz alg. Pred desetletjem so promotorji industrije obljubljali, da bo gorivo iz alg do zdaj poceni kot naftno gorivo - in da bo na voljo na bencinskih črpalkah. Toda čudne elektrarne so povzročale stroške obsežne proizvodnje in v zadnjih letih je začelo delovati veliko zagonov alg. Drugi še vedno zasledujejo sanje. Letos poleti je Exxon Mobil poročal o tehnološkem preboju, ki obljublja, da bo gorivo iz alg končno stroškovno učinkovito - vseeno pa vključuje gensko spremenjeni sev alg .

Plima zelenih alg v ribniku

Plima zelenih alg v ribniku(Podrobna fotografija / Shutterstock.com)

Več zgodb iz Sodobni kmet :



^