С тех пор, как термин «биотопливо» впервые вошел в энергетический лексикон среднего потребителя, эта технология постоянно развивалась. Хотя общественное мнение о биотопливе могло измениться за эти годы, все еще сохраняется довольно большой интерес к плюсам и минусам этого источника топлива. Для всех потребителей важно серьезно рассмотреть как положительные, так и отрицательные аспекты этой все еще развивающейся технологии.
Преимущества биотоплива
Сторонники биотоплива часто указывают на преимущества этого топлива растительного и животного происхождения. Ни один источник топлива не является полностью положительным или полностью отрицательным. Потребителям необходимо взвесить все «за» и «против» биотоплива, чтобы определить, комфортно ли им использовать этот ресурс в качестве альтернативы традиционным видам топлива.
Низкая стоимость биотоплива
Цены на биотопливо падают и могут быть значительно дешевле бензина и других ископаемых видов топлива. На самом деле этанол уже дешевле дизельного топлива и бензина. Это особенно верно в связи с ростом мирового спроса на нефть, сокращением запасов нефти и появлением новых источников биотоплива.
Согласно отчету RFA (Ассоциация возобновляемых источников топлива) за февраль 2019 года , 2018 год стал рекордным по производству этанола, достигнув 16,1 миллиарда галлонов возобновляемого этанола. В этом отчете говорится: «Этанол остается самым высокооктановым и самым дешевым моторным топливом на планете». Кроме того, в 2019 году Министерство энергетики США (DOE) выделило 73 миллиона долларов на 35 проектов исследований и разработок (НИОКР) в области биоэнергетики. Цели проекта:
- Чтобы снизить затраты на биотопливо
- Чтобы «создать ценные продукты из биомассы или отходов»
- Снизить себестоимость производства биоэнергии
Бывший госсекретарь Рик Перри сказал, что общая цель исследований и разработок состоит в том, чтобы «производить доступное биотопливо, совместимое с существующей заправочной инфраструктурой и транспортными средствами для различных видов транспорта, включая возобновляемый бензин, дизельное топливо и топливо для реактивных двигателей». Даже производство в США 1 миллиарда тонн (сухих тонн) непищевой биомассы не вызовет проблем на рынке продуктов питания и сельскохозяйственной продукции.
Исходный материал
По данным RFA, проекты НИОКР, финансируемые Министерством энергетики, включают процессы интенсификации выращивания водорослей в качестве биотоплива, системные исследования передовых технологий получения углеводородного биотоплива и возобновляемых источников энергии из городских и пригородных отходов — влажных отходов метана. В то время как нефть является ограниченным ресурсом, получаемым из определенных материалов, биотопливо может производиться из широкого спектра материалов, включая отходы урожая, навоз, другие побочные продукты и водоросли. Это делает его эффективным шагом в переработке .
Безопасность
Биотопливо можно производить на месте, что снижает зависимость страны от иностранной энергии. Снижая зависимость от иностранных источников топлива, страны могут защитить целостность своих энергетических ресурсов и защитить их от внешних воздействий. Кроме того, биотопливо может в значительной степени изменить зависимость от ископаемого топлива, поскольку большая часть топлива
Экономическое стимулирование
Поскольку биотопливо производится на месте, на предприятиях по производству биотоплива могут работать сотни или тысячи рабочих, создавая новые рабочие места в сельской местности. Производство биотоплива увеличивает спрос на подходящие биотопливные культуры, обеспечивая экономический стимул для сельскохозяйственной отрасли. Заправка домов, предприятий и транспортных средств биотопливом дешевле, чем ископаемое топливо.
Снижение выбросов углерода
Когда биотопливо сжигается, оно производит значительно меньше углерода и меньше токсинов, чем углеродное топливо. Более низкие выбросы углерода делают их более безопасной альтернативой для сохранения качества атмосферы и снижения загрязнения воздуха .
Возобновляемость — это преимущество
Производство ископаемого топлива занимает очень много времени. Однако биотопливо легче производить, и оно возобновляемо по мере выращивания новых культур и сбора отходов. Многие отходы пищевых культур могут быть использованы для создания биотоплива. Остатки сельскохозяйственного производства фруктов и зерна включают солому и багассу (волокна сахарного тростника), которые легко доступны для производства биомассы.
Биотопливо первого поколения
Агентство по охране окружающей среды заявляет, что для создания биотоплива используются несколько ресурсов первого поколения, таких как сахарный тростник и сахарная свекла, известные как сахарные культуры. Еще одно биотопливо производится из сои и рапса, известных как масличные культуры. Крахмальные культуры – кукуруза и сорго. Животные жиры и масла перерабатываются для производства биодизеля. Биоспирты, которые производят эти культуры, включают этанол, пропанол и бутанол.
Биотопливо второго поколения
В Британской энциклопедии биотопливо второго поколения обсуждается как оказывающее меньшее воздействие на окружающую среду, поскольку в отличие от биотоплива первого поколения сырье получают из несъедобных растений, некоторые из этих растений, которые люди не едят, включают бамбук , травы, различные деревья (опилки). и растения. Однако биотопливо из целлюлозы в настоящее время имеет более низкую степень конверсии при производстве, что делает его более подходящим в качестве присадки к топливу, а не заменителем бензина.
Биотопливо третьего поколения
Биотопливо из водорослей называют биотопливом третьего поколения . Водоросли очень перспективны в качестве биотоплива, поскольку они дают качественное и разнообразное топливо. Водоросли производят масло, которое легко перерабатывается в дизельное топливо, однако стабильность водорослей ниже, чем у других видов биотоплива. Сильно ненасыщенное масло является летучим при высоких температурах.
Пример управления городом на биотопливе
National Geographic представляет Кристианстад, шведский город, работающий на биогазе. Город обеспечивает свои потребности в электричестве и отоплении за счет производства биогаза. Автомобили заправляют вместе с городскими автобусами и мусоровозами. Два городских нефтеперерабатывающих завода производят биотоплива в количестве, достаточном для удовлетворения их годовых потребностей в бензине в размере 1,1 миллиона галлонов.
Недостатки биотоплива
Несмотря на множество положительных характеристик биотоплива, у этих источников энергии также много недостатков. Их можно привести в качестве аргументов против замены ископаемого топлива биотопливом.
Выход энергии
Биотопливо имеет меньшую выходную мощность, чем традиционное топливо, и поэтому требует потребления большего количества для производства того же уровня энергии. Это привело к тому, что некоторые известные аналитики в области энергетики пришли к выводу, что биотопливо не стоит того, чтобы превращать его в этанол, а не в электричество.
Выбросы углерода при производстве
Несколько исследований были проведены с целью анализа углеродного следа биотоплива, и в то время как они чище , чтобы сжечь есть убедительные свидетельства того, что процесс получения топлива — в том числе оборудования , необходимого для культивировать культуры и заводы по производству топлива — имеют изрядный выбросы углерода . Кроме того, вырубка лесов для выращивания сельскохозяйственных культур для производства биотоплива увеличивает выбросы углерода.
Высокая стоимость
Чтобы переработать биотопливо для более эффективного производства энергии и построить необходимые производственные предприятия для увеличения количества биотоплива, часто требуются большие первоначальные инвестиции, что делает его производство в настоящее время более дорогим, чем другие способы заправки автомобилей, хотя это может измениться в будущем. .
Цены на еду
По мере роста спроса на продовольственные культуры, такие как кукуруза, для производства биотоплива, растут цены на необходимые основные продовольственные культуры. По данным Мичиганского университета , увеличение количества сырья для биотоплива означало более высокий спрос на кукурузу, что привело к повышению цены на 20-50%. С преобразованием земли в биокультуры меньше урожая для потребления человеком означает более высокие цены, а в некоторых случаях может привести к нехватке продовольствия.
Нехватка продовольствия
Есть опасения, что использование ценных пахотных земель для выращивания топливных культур может повлиять на стоимость продуктов питания и, возможно, привести к нехватке продовольствия . биокультуры могут увеличить производственные затраты из-за увеличения использования земли и потребности в воде для орошения сельскохозяйственных культур. Некоторые эксперты указывают на мировой продовольственный кризис 2008 года из- за риса как на пример того, что может произойти из-за увеличения производства биокультур, хотя рисовый кризис не имел ничего общего с биотопливом и был вызван торговыми ограничениями и паническими покупками. Тем не менее именно нехватка используется в качестве примера того, что может произойти, когда производится недостаточно пищи, и в настоящее время биокультуры конкурируют с продовольственными культурами .
Использование воды
Огромное количество воды требуется для надлежащего орошения биотопливных культур, а также для производства топлива, что может привести к чрезмерной нагрузке на местные и региональные водные ресурсы. В оценке воздействия биотоплива в США на воду в 2018 году также рассматривалось влияние замены пропашных культур энергетическими культурами на биотопливо и требования к орошению. Было обнаружено, что энергетические культуры крупнее пропашных, требуют более длительного вегетационного периода и сокращают расход воды. Транспирация (движение воды в растениях и испарение) увеличилась на 15-30%, а в некоторых случаях скорость потребления воды увеличилась на 60-80%.
Будущее биотоплива
Биотопливо не является панацеей от мировых энергетических проблем. Чтобы решить проблему истощения запасов ископаемого топлива, необходимо максимально использовать все жизнеспособные способы сбора энергии. Однако факт остается фактом: биотопливо является надежным альтернативным источником энергии. Благодаря дальнейшим разработкам и исследованиям можно преодолеть недостатки биотоплива и сделать его пригодным для широкого использования потребителями. Когда технология станет доступной, многие недостатки будут сведены к минимуму, и у рынка явно появится потенциал. Во многом это может зависеть от способности производителей энергии находить лучшие растения для выращивания в качестве топлива, которые используют меньше воды, меньше земли и быстро растут.