От дровяных печей в Судане до угольных электростанций в Питтсбурге — большая часть мира работает на энергии биомассы. - энергия, полученная с использованием материалов, полученных из живых существ. Два вида ископаемого топлива, уголь и нефть, обеспечивают около 80 процентов мировой энергии. Напротив, биотопливо -- топливо, изготовленное из растений или отходов животноводства, составляет менее 2 процентов от всего топлива, производимого в коммерческих целях.
Перенос этой нагрузки на биотопливо становится все более привлекательным по многим причинам, начиная с экологических соображений. И биотопливо, и ископаемое топливо выделяют углерод (в виде двуокиси углерода или метана), когда они сжигаются для производства энергии. Разница в том, что углерод в биотопливе только недавно был удален из атмосферы растениями, используемыми для производства топлива. (Помните, что растения «вдыхают» углекислый газ и «выдыхают» кислород.) Таким образом, возвращение этого углерода в атмосферу не слишком сильно нарушает баланс.
Напротив, углерод в ископаемом топливе хранится там миллионы лет. Выброс его в атмосферу создает избыток, способствуя образованию смога и изменению климата. Кроме того, биотопливо не выделяет токсинов, в отличие от серы и ртути, выделяющихся при сжигании угля.
Основной процесс производства биотоплива из биомассы похож на то, как ваше тело превращает пищу в топливо:тепло, ферменты и ферментационные бактерии расщепляют сложные крахмалы до простых сахаров. Вот почему пищевые культуры с высоким содержанием крахмала, такие как кукуруза и сахарный тростник, также являются основными источниками биотоплива, хотя можно использовать любые культуры и даже отходы пищевых культур.
Достижения в методах, используемых для производства биотоплива, делают его еще более привлекательным. Было показано, что искусственные микробы ускоряют ферментацию крахмала для создания этанола, что делает процесс более дешевым и эффективным. А один экспериментальный метод газификации может преобразовать весь присутствующий углерод в окись углерода, необходимую для топлива, без выделения вредных отходов двуокиси углерода.
Выращивание сельскохозяйственных культур для производства энергии сулит дополнительные награды. Это могло бы возродить местную сельскохозяйственную экономику и снизить зависимость от иностранных источников. Это может открыть новые рынки для существующих культур за счет использования побочных продуктов и отходов, которые в настоящее время выбрасываются. А некоторые энергетические культуры из биомассы привлекают полезных насекомых, что снижает потребность в пестицидах.
Однако, как и в случае с любым ресурсом, недальновидность, недостаток знаний и банальная жадность могут навсегда подорвать потенциал биотоплива. На следующей странице мы рассмотрим некоторые проблемы, связанные с выращиванием энергетических культур.
Серьезная проблема с биотопливным сельским хозяйством сегодня заключается в том, что оно конкурирует с производством продуктов питания за землю и другие ресурсы. В 2007 году треть урожая кукурузы в США была использована для производства этанола. Возникший в результате дефицит был назван причиной стремительного роста цен на продукты из кукурузы, которые являются основными продуктами питания во многих странах. По мере роста населения мира и потребности в калориях давление будет только усиливаться.
Посадка энергетических культур может нарушить экосистему. В Малайзии, например, джунгли выкорчевывают, чтобы сажать пальмы для получения масла. А некоторые многообещающие культуры могут стать инвазивными видами. Например, гигантский тростник, который казался идеально подходящим для тропического климата Флориды, мог также подавить местные растения Эверглейд и перекрыть водные пути.
Кроме того, воздействие производства некоторых видов биотоплива на окружающую среду делает их менее экологичными. При выращивании кукурузы для производства этанола требуется огромное количество воды и азотных удобрений. А для крупномасштабного производства этанола потребуется прокладка новых трубопроводов для транспортировки топлива. Если топливо будет подаваться по существующим бензинопроводам, это вызовет их коррозию и попадание загрязняющих веществ.
Выявление этих потенциальных проблем позволило ученым предложить возможные решения. Вместо того, чтобы использовать потенциальные источники пищи для производства биотоплива, фермеры могли бы выращивать специальные биотопливные культуры, которые действительно приносят пользу окружающей среде. Просо просо, например, является влаголюбивым уроженцем Великих равнин, и, как многолетнее растение, не нуждается в ежегодной пересадке. Кроме того, он фактически восстанавливает питательные вещества в почве, ускоряя рост в следующем сезоне.
Чтобы уменьшить нагрузку на почву, биотопливо может быть извлечено из растений, которые процветают в условиях, когда пищевые культуры барахтаются. Например, тополя могут расти в токсичной почве из-за их способности удалять и разрушать загрязняющие вещества, такие как нефть. Еще одно возможное решение проблемы биотоплива — выведение новых штаммов как топливных, так и продовольственных культур, более устойчивых к засухе и соленой воде.
Использование этих и других методов для регионализации топливных рынков может снизить экологический ущерб от транспортировки топлива. Автомобили на Среднем Западе могут работать на смеси этанола, приготовленной из кукурузы из Иллинойса; на юге, с сахарным тростником из Луизианы.
Эксперты говорят, что через пять-десять лет биотопливо станет использоваться в качестве повседневного источника энергии. Университеты, частные компании и правительства вкладывают средства в исследования, чтобы ускорить процесс. Изучение того, где находится баланс между использованием и чрезмерным использованием для каждой культуры и в каждом регионе, может принести здоровый урожай устойчивой энергии для будущих поколений.
Что запчасти Numeric Racing могут сделать для вашего Porsche
Что могут сделать выхлопные системы для вашего автомобиля
Какой газовый баллон лучше всего подходит для экстренных случаев?
Вот что следует ожидать при покупке подержанного автомобиля стоимостью менее 3000 долларов
Что такое красное дизельное топливо и за что вас могут оштрафовать за его использование?