Посевы на биотопливе могут быть природным способом излечить нашу цивилизацию от пристрастия к ископаемым видам топлива.
Биотопливо и биотопливо уже давно используются в качестве заменителя ископаемого топлива. Биотопливо - это низкоуглеродное топливо, которое производится из биомассы, а не в результате очень медленных геологических процессов, участвующих в образовании ископаемого топлива. Ожидается, что в ближайшие несколько лет спрос на биотопливо удвоится, что потенциально может позволить нам снизить нашу зависимость от ископаемого топлива.
Биотопливо, также известное как энергетические культуры, включает такие продукты, как пшеница, кукуруза, соя и сахарный тростник, но его также можно производить из отходов. Биотопливо горит чище, чем ископаемое топливо, и выделяет в атмосферу меньше загрязняющих веществ и парниковых газов, таких как углекислый газ.
Они относительно устойчивы, и энергетические компании иногда также смешивают их с бензином. В отличие от нефти, угля или природного газа источники биотоплива, по крайней мере теоретически, являются возобновляемыми.
Биотопливо обычно делится на две категории: биоспирт и биодизель. Первый, такой как этанол, создается путем ферментации с использованием дрожжей и бактерий для расщепления крахмала и сахара из кукурузы и других растений. Ученые также работают над разработкой технологий, которые позволят производить биоспирт вместо целлюлозы и гемицеллюлозы, несъедобного волокнистого материала, составляющего основную часть растительного вещества. Фактически, несколько заводов по переработке целлюлозного этанола в промышленных масштабах уже работают.
С другой стороны, биодизель создается на нефтеперерабатывающих заводах, которые используют новые и использованные растительные масла и животные жиры, такие как переработанный кулинарный жир. Затем эти масла обрабатывают спиртом и превращают в биодизель.
Как вы понимаете, у этих видов топлива есть свои недостатки . Вопросы включают количество земли и ресурсов (таких как вода и удобрения), необходимых для выращивания сельскохозяйственных культур, а также использование продовольственных культур в качестве топлива. Это, в частности, создает проблемы из-за роста цен на продукты питания и обезлесения. Последнее несколько контрпродуктивно для поставленной цели. Кроме того, затраты на преобразование продовольственных культур в энергию, а также необходимость модернизации существующих транспортных средств и электростанций для работы на них не из дешевых.
С учетом всего сказанного, давайте взглянем на некоторые из наиболее важных культур для производства биотоплива. Этот список не является исчерпывающим и не содержит определенного порядка.
1. Кукуруза - отличный источник биотоплива.
Кукуруза считается королем биотоплива на основе этанола. Кукуруза, богатая сахаром, превращается в этанол аналогично пивоварению. Ядра измельчаются и смешиваются с теплой водой и дрожжами. Дрожжи сбраживают смесь с образованием этанола. Затем этот этанол смешивают с бензином для использования в существующих автомобильных двигателях. Довольно аккуратно!
Эта смесь выделяет меньше оксида углерода, оксида азота и серы, чем обычный бензин, и снижает количество смога в городах. Причина, по которой используются только ядра, заключается в том, что основная часть растения содержит целлюлозу, которую сложнее и дороже расщепить.
2. Еще один пример биотоплива - семена рапса / канолы.
Рапсовое масло веками использовалось для приготовления пищи и в лампах. Сегодня это важный источник биодизеля. Самый важный вид - это рапс, потому что по сравнению с другими семенами рапса в нем мало эруковой кислоты , что делает его более полезным для животных и людей.
Интересный факт: биодизели не очень хорошо переносят холодный климат. Это связано с тем, что растительные масла, как правило, содержат много насыщенных жиров, которые позволяют кристаллам льда образовываться при низких температурах. Это явно не подходит для двигателей внутреннего сгорания.
Так получилось, что канола имеет низкое содержание насыщенных жиров, что явно дает ему преимущество в более холодных условиях, чем его альтернативы. Рапс также имеет относительно высокое содержание масла по сравнению с большинством растений, что делает их отличными культурами для производства топлива.
3. Сахарный тростник - это коммерческое биотопливо.
Бразилия на протяжении многих лет неустанно работает над уменьшением своей зависимости от ископаемого топлива. Эта южноамериканская страна выращивает энергетические культуры с 1970-х годов как прямое следствие ближневосточного нефтяного эмбарго . Когда цены на нефть подскочили, бразильское правительство поощрило своих фермеров сажать сахарный тростник.
Сахарный тростник используется для производства биоэтанола, в отличие от кукурузы. Бразилия вложила в эту отрасль миллиарды долларов до такой степени, что теперь она дешевле бензина. Интересно, что в 1980-х годах большинство автомобилей в Бразилии работало на этаноле, но сегодня в большинстве используются двигатели с гибким топливом. Производство этанола из сахарного тростника в шесть раз дешевле, чем из кукурузы. Однако фермеры сжигают свои поля во время уборки сахарного тростника, выбрасывая огромное количество парниковых газов в атмосферу и в некоторой степени сводя на нет выгоды от использования биоэтанола для углерода.
4. Пальмовое масло - один из важных примеров биотоплива.
Пальмовое масло получают из плодов пальм, и это одно из наиболее энергоэффективных видов биодизельного топлива на рынке. Дизельные двигатели также не нужно переоборудовать для работы на пальмовом масле.
Биодизель из пальмового масла также менее загрязняет окружающую среду, чем бензин. Пальмовое масло способствовало развитию экономики, в частности, Малайзии и Индонезии. Однако выращивание пальм для производства биодизеля в этих странах привело к ежедневному сжиганию тысяч акров тропических лесов для выращивания сельскохозяйственных культур. Это разрушение угрожает хрупкой экосистеме и угрожает тысячам видов растений и животных.
5. Ятрофа - это, вероятно, биотопливо, о котором вы никогда не слышали.
Этот уродливый ядовитый сорняк - крупный игрок на рынке биотоплива. Кусты быстро растут, не требуют большого количества воды, а их семена содержат около 40% масла.
В настоящее время Индия является крупнейшим производителем ятрофы в мире, и их биодизельная промышленность сосредоточена на выращивании этой культуры. Это позволило стране принести экономические выгоды сельским фермерам, которые могут выращивать эту культуру на сельскохозяйственных землях, слишком бедных для других культур. Ятрофа может жить 50 лет и очень хорошо растет на землях, опустошенных засухой и вредителями.
Семена растения измельчают, чтобы высвободить масло для производства биодизеля. Но ящики с семенами и растительное сырье не пропадают. Их также можно использовать в качестве топлива из биомассы!
Хотя это многообещающе, этот потенциальный источник биотоплива на самом деле не используется в полной мере .
6. Растения сои являются ценными биотопливными культурами.
Соевые бобы можно использовать не только для приготовления тофу, соуса, цветных мелков и шампуней, но и в качестве источника топлива. Как оказалось, большая часть биодизеля в США производится из соевых бобов . Автомобили, тяжелая техника и даже автобусы могут работать на чистом соевом биодизеле или путем смешивания соевого биодизеля с более традиционным дизельным топливом. Национальная академия наук заявляет, что соевое дизельное топливо дает больше энергии, чем кукурузный этанол.
Из одного бушеля сои можно получить 5,68 литра (около 1,5 галлона) биодизеля. Однако, в то время как соевые бобы содержат около 20% масла , другие виды топлива, такие как канола и семена подсолнечника, содержат вдвое больше - 40% и 43% соответственно.
7. И последнее, но не менее важное: просо.
Это растение обладает огромным потенциалом излечить нашу зависимость от ископаемого топлива. В отличие от кукурузы просо имеет форму целлюлозы, которая потребляет меньше энергии для преобразования в этанол, чем при переработке ископаемого топлива.
Этанол целлюлозы просовника содержит больше энергии, чем этанол из кукурузы. Хотя в настоящее время нет крупных плантаций этой культуры, ученые в настоящее время работают над методами использования этого растения в будущем.
Исследователи из Обернского университета в Алабаме вырастили опытные участки растения, чтобы произвести 15 тонн биомассы с акра. Считается, что каждый акр урожая позволит производить 4350 литров этанола каждый день!
В отличие от других биотопливных культур, просо растет на бедных почвах на землях, которые обычно не используются для сельского хозяйства, поэтому пахотные земли не отнимаются от производства продуктов питания. А поскольку это многолетнее растение, фермерам нужно посадить его только один раз, а это значит, что для выращивания потребуется меньше усилий.
И это ваш удел на сегодня, любители биотоплива. Это лишь некоторые из наиболее важных видов биотоплива, выращиваемых и собираемых на планете.
Есть также несколько новых культур, которые, возможно, могли бы занять свое место среди этих почтенных примеров. Но время покажет, будет ли реализована коммерциализация этого потенциального биотоплива.