Na początku 2000 roku, kiedy byłem młodym, dredowym ekologiem w hipisowskiej mekce surferów w Santa Cruz w Kalifornii, przyjaciel podzielił oszałamiający fakt: samochody mogą jeździć na oleju roślinnym i alkoholu.
„Koleś!” Wykrzyknął mój kumpel, zanim wyjaśnił, że Henry Ford zaprojektował Model T na biopaliwa konopne, a Rudolf Diesel, który wynalazł silnik wysokoprężny, przeznaczony był do pracy na oleju arachidowym. Dowiedziałem się, że nie tylko biopaliwa nie zanieczyszczają jak ropa naftowa. Wkrótce spotkałem faceta z przerobionym szkolnym autobusem na biodiesel, który wydobywał z rury wydechowej wyśmienity zapach frytek.
Dlaczego nikt poza hipisowskimi oczami nie zdaje sobie z tego sprawy? I dlaczego, sto lat po wynalezieniu Modelu T, toczymy wojny o ropę naftową - i rujnujemy planetę spalinami - kiedy moglibyśmy uprawiać w domu własne organiczne, przyjazne dla klimatu paliwo?
W ciągu kilku miesięcy kupiłem zdewastowaną ciężarówkę z silnikiem wysokoprężnym i znalazłem się w ukryciu za japońskimi restauracjami, aby wypić olej z frytkownicy z wielkich metalowych kadzi, które pachniały zjełczałą tempurą. Odrzucając szczury i winos, wraz z przyjacielem zebrałem olej w 55-galonowych bębnach, mieszając go z metanolem pozyskiwanym ze specjalistycznego sklepu motoryzacyjnego i ługiem Red Devil, zwykłym środkiem do czyszczenia kanalizacji w lokalnym sklepie z narzędziami (są to trzy główne składniki biodiesla) na swoim podwórku. Ubrani w rękawice hazmat i gogle ochronne (ługi i metanol, byliśmy przerażeni nauką, są bardzo toksyczne), nasze kombinezony poplamione olejem, nerwowo wlaliśmy pierwszą partię do zbiornika paliwa mojej ciężarówki i uruchomiliśmy silnik.
Nie tylko działał, ale głośny, klarowny silnik diesla przyjął gładki pomruk (metanol jest sprzedawany jako środek czyszczący do wtryskiwaczy paliwa, dzięki czemu silniki pracują bardziej płynnie na biodieslu). Mój przyjaciel i ja bardzo się upodobaliśmy, ponieważ szkodliwy zapach spalin z silników wysokoprężnych ustąpił miejsca stosunkowo przyjemnemu zapachowi frytkownicy. Nie tylko przystąpiliśmy do rewolucji, aby uratować planetę, ale napełnialiśmy nasze zbiorniki za cenę niewielkiej ilości metanolu i ługu.
Rewolucja biopaliw, która nie była
Mniej więcej w tym czasie hordy entuzjastów biopaliw DIY zmiatały zużyty olej do frytkownic w całym kraju, a wiele przedsiębiorstw rozpoczynających działalność zaczynało produkować biodiesel z recyklingu na skalę komercyjną. Angażował się także rząd federalny, oferując zachęty dla rolników i firm naftowych do rozwijania ogólnokrajowego przemysłu rodzimego paliwa.
Dzięki wdrożeniu ogólnokrajowego standardu odnawialnych paliw w 2005 r. Oraz ustawy o niezależności energetycznej i bezpieczeństwie w 2007 r. Branża transportowa została zmuszona do przyjęcia biopaliw na dużą skalę, dlatego prawie każda pompa gazu w kraju ma teraz mały znak zauważając, że paliwo „może zawierać do 10 procent etanolu” - paliwo na bazie alkoholu, które jest ekwiwalentem silnika gazowego na biodiesel.
Ale to zdjęcie nie było tak różowe, jak się wydawało, jak szczegółowo opisaliśmy w eseju fotograficznym na temat etanolu na bazie kukurydzy w wydaniu Modern Farmer z jesieni 2017 roku. Kukurydza oraz, w mniejszym stopniu, soja i milo są jedynymi jak dotąd uprawami, które okazały się ekonomicznie opłacalne do produkcji biopaliw na skalę przemysłową w USA (duże ilości etanolu z trzciny cukrowej są wytwarzane w krajach tropikalnych, takich jak Brazylia). Okazuje się jednak, że problemy środowiskowe związane z uprawą tych roślin na skalę przemysłową - uprawą, która wymaga bardzo żyznych gruntów, a także obfitego nawadniania, uprawy roli i paliwa ciągnikowego - przeważają nad korzyściami środowiskowymi wynikającymi ze spalania biopaliwa na bazie kukurydzy.
Etanol z kukurydzy szybko stracił swoją reputację jako rozwiązanie do zmiany klimatu, ale rolnicy chętnie go sadzą, podniecony rosnącymi cenami płaconymi za buszel od czasu wejścia w życie standardu paliw odnawialnych. Prawie 40 procent rocznej uprawy kukurydzy jest obecnie przetwarzane na paliwo. „Szał etanolu” doprowadził do tego, że ostatnie resztki rodzimej prerii zajęły uprawy kukurydzy w ostatnich latach. Etyka wykorzystywania najlepszych pól uprawnych do uprawy paliwa, a nie żywności, jest co najmniej wątpliwa.
Uprawy biopaliw nowej generacji
Używanie olejów kuchennych z recyklingu nie stało się jeszcze powszechnym sukcesem komercyjnym, a ich ilość oleju do smażenia nie jest wystarczająca do zasilania nawet części pojazdów w tym kraju. Ale teoretycznie prawie każdy materiał roślinny można przekształcić w biopaliwo, w tym odpady takie jak trociny i łodygi kukurydzy (obecnie etanol jest wytwarzany głównie z ziaren kukurydzy, a nie z łodyg). Naukowcy pracują nad biopaliwami wytworzonymi z gatunków rosnących płodnie na marginalnych gruntach i wymagających niewielkiego nawadniania lub nawożenia. Niektórzy nawet szukają gatunków inwazyjnych jako surowca do produkcji biopaliw.
Niestety, szereg praktycznych i technologicznych przeszkód uniemożliwiło dotychczas produkcję na dużą skalę tych przyjaznych dla środowiska biopaliw. Jednak w miarę postępu nauki wyzwania te prawdopodobnie zostaną przezwyciężone. Oto kilka najbardziej obiecujących biopaliw obecnie opracowywanych.
Konopie
Marzenie Henry'ego Forda może kiedyś stać się rzeczywistością. Włókno konopne ma długą historię stosowania, a nasiona są nie tylko odżywcze, ale mają wyjątkowo wysoką zawartość oleju. Konopie, zasadniczo chwasty, kwitną na ubogich glebach i wymagają minimalnych nakładów, ale produkują prawie czterokrotnie więcej oleju na akr niż soja, która jest obecnie jedyną uprawą uprawianą na dużą skalę w celu produkcji biodiesla w USA. Największym wyzwaniem dla konopi ponieważ biopaliwo polega na tym, że uprawia się tak mało. Niektóre kraje, takie jak Francja i Kanada, produkują je na ograniczoną skalę, ale w USA konopie „przemysłowe” były nielegalne dla rolników od lat trzydziestych XX wieku - mimo że nie zawierają wystarczającej ilości THC, aby podnieść każdego.
(jessicahyde przez Fotolia) Switchgrass
Podczas gdy etanol na bazie kukurydzy zawiera zaledwie tyle energii, ile potrzeba do jego wyprodukowania, paliwo wytwarzane z switchgrass, rodzimej rośliny preriowej w regionie Great Plains, zawiera ponad 5 razy więcej energii niż potrzeba do jej uprawy i udoskonalenia w etanol. Zamiast zajmować się rodzimą prerią do sadzenia kukurydzy, biopaliwo na bazie trawy przełączającej może zachęcić do ponownego sadzenia prerii. Problem polega na tym, że technologia „celulozowej” biopaliwa, która jest potrzebna do konwersji traw i drzewnych materiałów roślinnych na etanol, nie postępuje tak szybko, jak technologia stosowana do konwersji ziarna na paliwo. Istnieje, ale nie jest jeszcze opłacalny. Mimo to kilka milionów galonów biopaliwa celulozowego jest obecnie produkowanych rocznie w USA i wydaje się, że to tylko kwestia czasu, zanim będziemy mieli technologię zamiany trawy, która zastąpi kukurydzę jako surowiec dla etanolu.
Carrizo Cane
Setki tysięcy akrów na południu Stanów Zjednoczonych, od Florydy po Kalifornię, są zarażone egzotyczną rośliną zwaną trzciną carrizo lub gigantyczną trzciną. Ten krewny bambusa rośnie w ciągu roku od 20 do 30 stóp, wytwarzając więcej biomasy na akr niż prawie jakakolwiek inna roślina na ziemi. Jest reklamowany jako jeszcze lepszy kandydat do produkcji etanolu celulozowego niż switchgrass, i jest już stosowany na skalę komercyjną w Europie, gdzie jest gatunkiem rodzimym, w tym celu. Jednak tendencje inwazyjne nie zachęcają do sadzenia go w innym miejscu. Podjęto pewne wysiłki w celu zebrania trzciny Carrizo już rosnącej w USA, która znajduje się głównie wzdłuż brzegów rzek i na terenach podmokłych, gdzie dławi rodzime rośliny. To podejście wydaje się korzystne dla wszystkich, ale jak dotąd okazało się logistycznie niewykonalne.
Trzcina Carrizo, znana również jako gigantyczna trzcina. (hk13114 / Shutterstock.com) Jatropha
Ten tropikalny krzew jest trujący dla ludzi i zwierząt gospodarskich, ale nasiona stanowią 40 procent oleju, który w przeszłości był używany jako olej do lamp. Począwszy od połowy 2000 roku, na biopaliwa sadzono dziesiątki tysięcy akrów jatrofy, głównie w Indiach i Afryce. Wiadomo, że roślina rozwija się na marginalnych terenach, ale do maksymalnej produkcji ropy potrzebne są bogate gleby i nawadnianie. Naukowcy nadal hodują ulepszone odmiany, a kilka krajów afrykańskich nadal inwestuje w to, przewidując, że ten zarośnięty krzew jest kluczem do przyszłego zaopatrzenia w paliwo.
Nasiona Jatropha (Pratuan Netsaengsri / Shutterstock.com) Glony
Algi produkują do 200 razy więcej oleju na akr niż soja. Te szybko rozwijające się organizmy wodne można hodować w słonej wodzie, miejskich lagunach ze ściekami lub w płytkich basenach stworzonych przez człowieka na pustyni, gdzie inne rośliny nie są w stanie przetrwać. Amerykański Departament Energii wraz z kilkoma największymi światowymi koncernami naftowymi wydały setki milionów dolarów na zwiększenie produkcji paliwa z alg. Dziesięć lat temu promotorzy przemysłu obiecali, że paliwo z glonów będzie teraz tak tanie jak paliwo naftowe - i że będzie powszechnie dostępne na stacjach benzynowych. Jednak dziwactwa w tej fabryce sprawiły, że produkcja na dużą skalę stała się zbyt kosztowna, aw ostatnich latach wiele firm rozpoczynających działalność związaną z paliwami z alg uległo awarii. Inni wciąż realizują marzenie. Tego lata Exxon Mobil poinformował o przełomie technologicznym, który zapowiada, że w końcu paliwo glonów będzie opłacalne - wiąże się to jednak z genetycznie zmodyfikowanym szczepem glonów.
Fala zielonych glonów w stawie (Detailfoto / Shutterstock.com) Więcej historii od Modern Farmer:
- Czy owcza wełna będzie rosła wiecznie?
- 6 różnic między lamami i alpakami
- Jak sadzić las spożywczy tej zimy
