Jak fungují biopaliva druhé generace?

Díváte se na pole miscanthus, klíčového člena druhé generace biopaliv, který pomáhá posunout zaměření biopaliv od kukuřice. Chcete se dozvědět více? Podívejte se na tyto obrázky alternativních paliv. Tim Graham / Getty Images

Na první pohled se pole miscanthus, které přikrývka Sampson County, N.C., zdá málo důležité. Miscanthus stojí 4 metry (1,21 m) vyšší než basketbalový koš a je obrovský, špičatý, nepoživatelný - a někteří říkají zbytečně - tráva. Přesto, podle názoru ostatních, mohou být tyto nadměrné čepele jednoho dne stejně cenné jako zlato nebo alespoň tank benzínu. Společnost s názvem Chemtex plánuje v Sampson County vybudovat rafinérii ve výši 170 milionů dolarů, která každý rok převede 20 milionů tun miscanthusu a dalších trav na etanol [zdroj: Ramsey].

Po léta se politici, novináři a vědci zasazují o přeměnu rostlin na etanol a bionaftu, aby snížili světovou spotřebu fosilních paliv, zejména ropy. Biopalivo spaluje čistěji než fosilní paliva a uvolňuje do ovzduší méně znečišťujících látek a skleníkových plynů, včetně oxidu uhličitého..

Většina 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 udělali. Zaprvé, některé plodiny biopaliv první generace, zejména kukuřice, soutěží s potravinovými plodinami o půdu a vodu. Americké ministerstvo zemědělství uvádí, že rafinerie, které vyvíjejí ethanol z kukuřice, spotřebují ročně zhruba 40 procent kukuřice [zdroj: Blas]. V roce 2009 nešlo 25 procent všech amerických kukuřičných a obilných plodin na výrobu potravin, ale na výrobu biopaliv [zdroj: Vidal].

Taková spotřeba plodin může způsobit mnoho problémů, včetně vyšších cen potravin a odlesňování. Náklady na přeměnu a používání potravinářských plodin jako zdroje paliva mohou být navíc drahé. Důvodem je, že rafinerie mohou pro výrobu biopaliv používat pouze malé části rostliny, jako je obsah oleje, cukru a škrobu. Tato neefektivita způsobuje, že biopaliva první generace jsou méně ekologická. Odborníci se navíc domnívají, že biopaliva nikdy zcela nenahradí ropu jako zdroj energie. Stručně řečeno, výroba biopaliv je neefektivní a v mnoha ohledech ekologicky a ekonomicky nezávadná [zdroje: Světová banka; Science Daily].

Budoucnost biopaliva jako alternativního zdroje energie však nemusí být tak bezútěšná, jak se kdysi myslelo. Díky travnatým rostlinám a jiným plodinám biopaliv „druhé generace“ nebyl potenciál ke snížení závislosti světa na cizí ropě nikdy větší.

Léto 2012 bylo ve většině Spojených států, zejména na Středozápadě, americkém chlebovém koši, horké a suché. Vyprahlé podmínky zvadly kukuřici a jiné obilné plodiny, zvyšovaly ceny a napínaly již tak slabé hospodářství.

Historické sucho, nejhorší za 50 let, upozornilo na omezení surovin biopaliv první generace. Když ceny potravin prudce stouply, zemědělci, byrokraté a politici začali diskutovat o moudrosti odklonu potravinářských plodin na výrobu biopaliv. Byla to scéna, která se odehrála ve stále horkém, suchém a hladovém světě. Tento problém byl tak špatný, že skupiny potravinové pomoci a OSN začaly žádat vlády, aby zrušily mandáty na výrobu biopaliv, aby umožnily větší produkci potravin. U.N. uvedla, že když svět čelí nedostatku potravin, měly by země přehodnotit své politiky týkající se biopaliv [zdroj: Blas].

Kromě toho, že přispíváme k potravinové krizi, není výroba etanolu a bionafty z výchozího materiálu tak šetrná k životnímu prostředí a ekonomicky, jak si myslíte. Biopaliva první generace se vyrábějí z cukrů a škrobů, které jsou snadno stravitelné kvasinkami. Pokud rafinerie změní každý klas kukuřice na ethanol, nahradí by to pouze 12 procent dodávky benzínu [zdroj: Brune].

Zemědělci navíc využívají hojná množství fosilních paliv, vody a hnojiv k růstu a zpracování surovin první generace na biopaliva. Rostoucí a výrobní proces, který například mění kukuřici na ethanol, produkuje pouze o 15 procent méně skleníkových plynů než benzín [zdroj: Tilman a Hill].

Naštěstí nastupuje nová generace. Na rozdíl od biopaliv vyrobených z kukuřice, sóji nebo jiných surovin první generace jsou biopaliva druhé generace vyráběna z rostlin, které nikdo nechce jíst. I když je obtížné přeměnit odpadní produkty z rostlin, jako jsou stonky kukuřice, stonky, listy, plevy a štěpky, na biopalivo, potenciální výhody jsou obrovské. Technologie druhé generace může přinést 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 do roku 2022 ve Spojených státech 190 000 pracovních míst. Kromě toho by výroba biopaliv mohla za 12 let snížit dovoz ropy z USA o 70 miliard USD [zdroj: Biotechnology Industry Association].

Miscanthus je skvělým příkladem plodin biopaliv druhé generace. Tráva je rychle rostoucí, odolná vůči suchu a prosperuje ve špatné půdě, kterou nelze použít pro potravinářské plodiny. Na rozdíl od kukuřice a obilí je miscanthus trvalka. Zemědělci to musí zasadit pouze jednou a rok co rok se vrátí. Miscanthus a další plodiny druhé generace vyžadují mnohem méně hnojiv a kultivací než plodiny první generace, což se projevuje v menší degradaci prostředí a spotřebě energie.

V Sampson County, Chemtex doufá, že místní zemědělci zasadí miscanthus na jaře 2013, takže společnost bude mít dost trávy, aby nakrmila svou rafinérii, když se otevře o rok později. Chemtex již podepsal dohodu s Gulf Oil o nákupu veškerého ethanolu, který rafinerie vyrábí. Společnost postaví své zařízení na 166 akrech. Měl by zaměstnávat 300 lidí [zdroj: Ramsey].

Pole miscanthus nebudou soutěžit o půdu, kterou používají chovatelé kukuřice a sóji. Státní úředníci již identifikovali 100 000 akrů v oblasti tří krajů, včetně okresu Sampson, které mohou zemědělci použít jako zemědělskou půdu pro biocrop. Část této výměry je přinejlepším okrajovou zemí. Některé z nich jsou písčité a usnadnily by pěstování miscanthus a dalších plodin biopaliv druhé generace. Chovatelé vepřového masa již některé z těchto hektarů využívají jako sprejová pole pro odpad s prase [zdroj: Ramsey].

Zatímco výroba biopaliv druhé generace se může zdát odpovědí na naše energetické a environmentální potíže, situace je mnohem složitější. V současné době je proces přeměny plodin druhé generace na biopalivo nákladnější než výroba biopaliv první generace. To proto, že k výrobě biopaliv z plodin biopaliv druhé generace je zapotřebí mnohem více energie než z prvotních surovin. V důsledku toho vědci zoufale hledají novější a levnější způsoby, jak přeměnit biocropy druhé generace na biopalivo..

Účinnost a výrobní kapacita jsou další dva problémy, které musí vědci překonat. Jedna nedávná studie naznačuje, že pouze jeden z devíti biopaliv druhé generace chrlí do vzduchu méně skleníkových plynů než fosilní paliva. Navíc mnoho odborníků si 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 biopaliva druhé generace fungovat. Neočekává se, že se stanou komerčně životaschopnými ještě několik let, ale odborníci předpovídají, že nová generace je nejlepší odpovědí na řešení našich světových energetických a environmentálních potíží..

Napsal jsem četné články o obnovitelných zdrojích energie, včetně biopaliv. Během této doby jsem byl přesvědčen, že žádný zdroj energie nezabije naši touhu po fosilním palivu. Místo toho nabízí kombinace zdrojů, od sluneční energie po větrnou energii, po palivo vyrobené z rostlin, nejlepší alternativu k záchraně světa před změnou klimatu, kterou jsme způsobili my lidé. Bude nějakou dobu trvat, než se sníží náklady na výrobu energie z obnovitelných zdrojů, aby se stalo dostupným pro použití. Jsem potěšen, že na problému pracují vědci z celého světa.

Související články

• Jaké jsou přínosy biopaliv pro životní prostředí??
• Jak využít biopaliva
• Potraviny nebo palivo?
• The Ultimate Biofuels Crops Quiz
• Jak bionafta funguje
• Jsou mazací auta legální?
• Do biopaliva soutěží s jídlem?

Prameny

• Organizace biotechnologického průmyslu. (28. srpna 2012) http://www.bio.org/
• Birdlife International. "Upozornění k dalšímu vývoji biopaliv." (28. srpna 2012) http://www.birdlife.org/eu/EU_policy/Biofuels/eu_biofuels7.html
• Blasi, Javier. "Debata o suchu podnítí biopalivo." Financial Times. 12. srpna 2012. (28. srpna 2012) http://www.ft.com/cms/s/0/12dbb322-e48d-11e1-affe-00144feab49a.html#axzz24vypflsb
• Brune, Michaele. "Přichází čistý: 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.sciusalaily.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, Johne. "Jedna čtvrtina obilí v USA krmená vozy, nikoli lidmi, ukazují nové údaje." 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/WPS5406.pdf