Hvilke avlinger kan brukes til biomasseenergi?

Matavlinger med høyt stivelse som mais og sukkerrør er de viktigste kildene til biodrivstoff. Vil du lære mer? Sjekk ut disse alternative bilene til kjøretøy! DCI

Fra vedovner i Sudan til kullkraftverk i Pittsburgh kjører det meste av verden videre biomasseenergi -- energi produsert ved hjelp av materialer hentet fra levende ting. To fossile brensler, kull og petroleum, leverer omtrent 80 prosent av verdens energi. I motsetning, biodrivstoff -- drivstoff laget av planter eller fra animalsk avfall - bidrar med mindre enn 2 prosent av alt drivstoff produsert kommersielt.

Å flytte belastningen til biodrivstoff blir stadig mer attraktiv av flere grunner, og begynner med miljøhensyn. Både biodrivstoff og fossilt brensel frigjør karbon (i form av karbondioksid eller metan) når de brennes for å produsere energi. Forskjellen er at karbonet i biodrivstoff bare nylig ble fjernet fra atmosfæren av plantene som ble brukt til å lage drivstoffet. (Husk at "inhalerer" karbondioksid og "puster ut" oksygen.) Planter.

Derimot har karbonet i fossile brensler blitt lagret der i millioner av år. Å slippe den ut i atmosfæren skaper et overskudd, og bidrar til smogdannelse og klimaendringer. Biodrivstoff avgir ikke giftstoffer, i motsetning til svovel og kvikksølv som frigjøres når kullet brennes.

Den grunnleggende prosessen for å lage biodrivstoff fra biomasse ligner på hvordan kroppen din gjør mat til drivstoff: Varme, enzymer og gjæringsbakterier nedbryter komplekse stivelse til enkle sukkerarter. Det er grunnen til at avlinger av høyt stivelse som mais og sukkerrør også er de viktigste kildene til biodrivstoff - selv om enhver avling, og til og med avfall fra matvekster, kan brukes.

Fremskritt i metodene som brukes til å lage biodrivstoff øker appellen. Det er vist at produserte mikrober øker stivelsesgjæringen for å lage etanol, noe som gjør prosessen billigere og mer effektiv. Og en eksperimentell metode for forgassing kan konvertere alt karbon som er til stede til karbonmonoksidet som trengs for drivstoff, og ikke frigjøre skadelig karbondioksidavfall.

Å dyrke avlinger for å produsere energi lover ekstra fordeler. Det kan gjenopplive lokale landbruksøkonomier og redusere avhengigheten av utenlandske kilder. Det kan åpne nye markeder for eksisterende avlinger ved å bruke biprodukter og avfallsstoffer som for øyeblikket kastes. Og noen avlinger med biomasseenergi tiltrekker seg gunstige insekter, noe som reduserer behovet for plantevernmidler.

Som med alle ressurser, kan kortsiktighet, mangel på kunnskap og vanlig grådighet imidlertid spore biodrivstoffets potensiale for gode. På neste side skal vi se på noen av utfordringene for energiavling.

Et alvorlig problem med oppdrett av biodrivstoff i dag er at den konkurrerer med matproduksjon for land og andre ressurser. I 2007 ble en tredjedel av den amerikanske maisavlingen avviklet og ble brukt til å produsere etanol. Den resulterende mangelen har blitt fingert som en årsak til de skyrocketing prisene på kornprodukter, som er stifter i mange land. Når verdens befolkning og kaloribehov vokser, vil klemmen bare bli strammere.

Å plante energiavlinger kan forstyrre økosystemet. I Malaysia, for eksempel, blir jungler opphevet for å plante palmer for oljen sin. Og noen lovende avlinger kan bli invasive arter. For eksempel kan et gigantisk vass som virket ideelt egnet for Floridas tropiske klima, også overvelde innfødte Everglade-planter og kvele vannveier.

I tillegg gjør miljøpåvirkningen av å produsere noen biodrivstoff dem mindre miljøvennlige. Dyrking av mais til etanol bruker store mengder vann og nitrogengjødsel. Og etanolproduksjon i stor skala vil bety å legge nye rørledninger for å transportere drivstoffet - hvis det ble ledet gjennom eksisterende bensinledninger, ville det korrodere dem og plukke opp forurensninger.

Å identifisere disse potensielle problemene har gjort det mulig for forskere å foreslå potensielle løsninger. I stedet for å bruke potensielle matkilder til biodrivstoff, kan bøndene øke dedikerte biodrivstoffavlinger som faktisk kommer miljøet til gode. Switchgrass, for eksempel, er en vannsparsom innfødt til Great Plains som, som en flerårig, den ikke trenger årlig omplanting. I tillegg gjenoppretter den faktisk næringsstoffer til jorden, noe som øker veksten i neste sesong.

For å lindre stress på land kan biodrivstoff utvinnes fra planter som trives under forhold der matvekster flyter. For eksempel kan poppeltrær vokse i giftig jord på grunn av deres evne til å fjerne og ødelegge forurensninger, for eksempel petroleum. En annen mulig løsning på biodrivstoffets problemer er å avle nye stammer av både drivstoff og matvekster som er mer tørke- og saltvannsbestandige.

Å bruke disse og andre teknikker for å regionalisere drivstoffmarkeder kan lette miljøbelastningen for transport av drivstoff. Biler i Midtvesten kjører kanskje på en etanolblanding laget med korn i Illinois; i Sør, med Louisiana sukkerrør.

Eksperter sier at vi er et godt fem til ti år unna å se biodrivstoff som brukes som en daglig energikilde. Universiteter, private selskaper og myndigheter investerer i forskning for å øke prosessen. Å lære hvor balansen ligger mellom bruk og overforbruk, for hver avling og i hver region, kan høste en sunn høst av bærekraftig energi i generasjoner fremover.

relaterte artikler

• Slik fungerer forgassing
• Slik fungerer celluloseetanol
• I år 2050, hvilken energikilde vil vi bruke til å drive kjøretøyene våre?

kilder

• Biomasse Energy Center. "Hva er biomasse?" (6. desember 2011) http://www.biomassenergycentre.org.uk/portal/page?_pageid=76,15049&_dad=portal
• Bullis, Kevin. "Øke avkastningen fra forgassing." Technology Review. 19. mars 2010. (7. desember 2011) http://www.technologyreview.com/energy/24838/?mod=related
• Chu, Jennifer. "A Better Biofuel Bug." Technology Review. 18. mars 2009. (7. desember 2011) http://www.technologyreview.com/energy/22307/?mod=related
• Graham-Rowe, Duncan. "Utover mat versus drivstoff." Natur. 23. juni 2011. (29. november 2011) http://www.nature.com/nature/journal/v474/n7352_supp/full/474S06a.html
• Krulwich, Robert. "Break a Carbon Bond and --Presto! - Civilization." 25. juni 2007. (Dev. 8, 2011) http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=11366031
• Lane, Jim. "Den amerikanske regjeringen vil investere 510 millioner dollar i avanserte, drop-in biodrivstoff." Biofuels Digest. 16. august 2011. (3. desember 2011) http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2011/08/us-go Government-to-invest-510-million-in-advanced-drop -in-biodrivstoff
• National Resources Defense Council. "Biomasseenergi og celluloseetanol." (29. nov. 2011) http://www.nrdc.org/energy/renewables/biomass.asp
• Rosenthal, Elizabeth. "Ny trend innen biodrivstoff har nye risikoer." New York Times. 21. mai 2008. (14. desember 2011) http://www.nytimes.com/2008/05/21/science/earth/21biofuels.html?oref=slogin&oref=slogin
• Schroeder, Joanna. "Biomasse avlinger som skal dyrkes på flyplasseiendom." Husholdningsdrivstoff. 29. juni 2011. (29. nov. 2011) http://domesticfuel.com/2011/06/29/biomass-crops-to-be-grown-on-airport-property/
• Sciencedaily. "Biofuel Crop Diversity Tilfører verdi, sier forskere." 25. januar 2010. (29. november 2011 http://www.sciencedaily.com/releases/2010/01/100125094647.htm
• Statens energikonversjonskontor. "Etanol." (29. november 2011) http://www.seco.cpa.state.tx.us/energy-sources/biomass/ethanol.php
• Union of Concerned Scientists. "Hvordan biomasseenergi fungerer." 29. oktober 2010. (6. desember 2011) http://www.usc.org/clean_energy/technology_and_impacts/energy_technologies/how-biomass-energy-works#Types_of_Biomass
• FNs miljøprogram. "Vurdering av biodrivstoff." 2009. Side 29. (7. desember 2011) http://www.unep.fr/scp/rpanel/pdf/assessing_biofuels_full_report.pdf
• U.S. Department of Agriculture. "Bruke korte rotasjoner Woody Crops for å avhjelpe jord som er tungt forurenset med petroleum-hydrokarboner." 18. november 2009. (9. desember 2011) http://nrs.fs.fed.us/disturbance/pollution/phyto_organics/
• U.S. Department of Energy. "Konverteringsprosesser for biodrivstoff." 12. august 2011. (8. desember 2011) http://www.eere.energy.gov/basics/renewable_energy/biofuel_conversion.html