Odkąd termin „biopaliwo” po raz pierwszy pojawił się w leksykonie energii przeciętnego konsumenta, technologia ta stale się udoskonala. Chociaż postrzeganie biopaliw przez społeczeństwo mogło się zmieniać na przestrzeni lat, nadal utrzymuje się dość duże zainteresowanie zaletami i wadami tego źródła paliwa. Ważne jest, aby wszyscy konsumenci poważnie rozważyli zarówno pozytywne, jak i negatywne aspekty tej wciąż pojawiającej się technologii.
Zalety biopaliw
Zwolennicy biopaliw często wskazują na zalety paliw pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Żadne źródło paliwa nie jest całkowicie dodatnie ani całkowicie ujemne. Konsumenci muszą rozważyć zalety i wady biopaliw, aby określić, czy czują się komfortowo, korzystając z tego zasobu jako alternatywy dla paliw tradycyjnych.
Niski koszt biopaliw
Ceny biopaliw spadają i mogą być znacznie tańsze niż benzyna i inne paliwa kopalne. Tak naprawdę etanol jest już tańszy niż olej napędowy i benzyna. Jest to szczególnie prawdziwe w sytuacji, gdy światowy popyt na ropę naftową wzrasta, jej dostawy maleją i pojawia się coraz więcej źródeł biopaliw.
Według raportu RFA (Stowarzyszenia Paliw Odnawialnych) z lutego 2019 r. Ethanol Industry Outlook rok 2018 był rekordowy w produkcji etanolu, osiągając 16,1 miliarda galonów etanolu odnawialnego. W raporcie tym stwierdza się: „Etanol pozostaje najtańszym paliwem silnikowym o najwyższej liczbie oktanowej na świecie.„ Ponadto w 2019 r. Departament Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) przeznaczył 73 mln dolarów na 35 projektów badawczo-rozwojowych (R&D) w zakresie bioenergii. Cele projektu to:
- Aby zmniejszyć koszty biopaliwa
- Aby „umożliwić wytwarzanie produktów o wysokiej wartości z biomasy lub zasobów odpadów”
- Aby obniżyć koszty produkcji bioenergii
Były sekretarz Rick Perry powiedział, że ogólnym celem badań i rozwoju jest „produkcja niedrogich biopaliw, które są kompatybilne z istniejącą infrastrukturą paliwową i pojazdami w różnych rodzajach transportu, w tym benzyną odnawialną, olejem napędowym i paliwami do silników odrzutowych”. Nawet produkcja w USA 1 miliarda ton (suchych ton) biomasy niespożywczej nie spowoduje problemu na rynku żywności i produktów rolnych.
Materiał źródłowy
Według RFA, projekty badawczo-rozwojowe finansowane przez DOE obejmują procesy intensyfikacji uprawy alg jako biopaliwa, badania systemowe zaawansowanych technologii biopaliw węglowodorowych oraz energię odnawialną z odpadów miejskich i podmiejskich – mokry metan odpadowy. Podczas gdy ropa naftowa stanowi ograniczony zasób pochodzący z określonych materiałów, biopaliwa można wytwarzać z szerokiej gamy materiałów, w tym z odpadów pożniwnych, obornika, innych produktów ubocznych i alg. To sprawia, że jest to skuteczny krok w recyklingu.
Bezpieczeństwo
Biopaliwa mogą być produkowane lokalnie, co zmniejsza zależność kraju od zagranicznej energii. Zmniejszając zależność od zagranicznych źródeł paliw, kraje mogą chronić integralność swoich zasobów energetycznych i zabezpieczać je przed wpływami zewnętrznymi. Ponadto biopaliwa mogą w dużym stopniu zmienić zależność od paliw kopalnych, ponieważ większość paliw
Stymulacja Ekonomiczna
Ponieważ biopaliwa produkowane są lokalnie, zakłady produkujące biopaliwa mogą zatrudniać setki lub tysiące pracowników, tworząc nowe miejsca pracy na obszarach wiejskich. Produkcja biopaliw zwiększa popyt na odpowiednie uprawy na biopaliwa, zapewniając stymulację ekonomiczną przemysłowi rolniczemu. Tankowanie domów, firm i pojazdów biopaliwami jest tańsze niż paliwa kopalne.
Niższa emisja dwutlenku węgla
Podczas spalania biopaliw wytwarza się znacznie mniej dwutlenku węgla i mniej toksyn niż paliwa węglowe. Niższa emisja dwutlenku węgla czyni je bezpieczniejszą alternatywą pozwalającą zachować jakość atmosfery i zmniejszyć zanieczyszczenie powietrza.
Odnawialność to zaleta
Wyprodukowanie paliw kopalnych zajmuje bardzo dużo czasu. Jednakże biopaliwa są łatwiejsze w produkcji i są odnawialne w miarę uprawy nowych roślin i zbierania odpadów. Do produkcji biopaliw można wykorzystać wiele materiałów odpadowych z roślin spożywczych. Pozostałości z produkcji rolnej owoców i zbóż obejmują słomę i wytłoki (włókno trzciny cukrowej), które są łatwo dostępne w celu wytworzenia biomasy.
Biopaliwa pierwszej generacji
EPA twierdzi, że do produkcji biopaliw wykorzystuje się kilka zasobów pierwszej generacji, takich jak trzcina cukrowa i buraki cukrowe, zwane uprawami cukrowymi. Inne biopaliwo produkowane jest z soi i rzepaku, zwanych roślinami oleistymi. Rośliny skrobiowe to kukurydza i sorgo. Tłuszcze i oleje zwierzęce przetwarzane są na biodiesel. Bioalkohole produkowane przez te rośliny obejmują etanol, propanol i butanol.
Biopaliwa drugiej generacji
The Encyclopedia Britannica omawia biopaliwa drugiej generacji jako mające mniejszy wpływ na środowisko, ponieważ w przeciwieństwie do biopaliw pierwszej generacji surowce pochodzą z roślin niejadalnych, a niektóre z tych roślin, których ludzie nie jedzą, obejmują bambus, trawy, różne rodzaje drewna (trociny) i rośliny. Jednakże biopaliwa celulozowe mają obecnie niższy współczynnik konwersji w produkcji, co czyni je bardziej odpowiednimi jako dodatki do paliw zamiast zamienników benzyny.
Biopaliwa trzeciej generacji
Biopaliwa produkowane z alg nazywane są biopaliwami trzeciej generacji. Algi są bardzo obiecujące jako biopaliwo, ponieważ pozwalają uzyskać różnorodne paliwo wysokiej jakości. Algi wytwarzają olej, który łatwo przerobić na olej napędowy, jednakże stabilność glonów jest mniejsza niż w przypadku innych biopaliw. Wysoce nienasycony olej jest lotny w wysokich temperaturach.
Przykład zasilania miasta na biopaliwo
National Geographic przedstawia Kristianstad, szwedzkie miasto zasilane biogazem. Miasto zaspokaja swoje potrzeby elektryczne i grzewcze z produkcji biogazu. Tankowane są samochody osobowe, autobusy miejskie i śmieciarki. Dwie rafinerie w mieście produkują wystarczającą ilość biopaliwa, aby zastąpić roczne zapotrzebowanie na benzynę wynoszące 1,1 miliona galonów.
Wady biopaliw
Pomimo wielu pozytywnych cech biopaliw, te źródła energii mają również wiele wad. Można je przedstawić jako argumenty przeciwko zastępowaniu paliw kopalnych biopaliwami.
Wyjście energii
Biopaliwa wytwarzają niższą energię niż paliwa tradycyjne i dlatego wymagają zużycia większych ilości, aby wytworzyć ten sam poziom energii. Doprowadziło to niektórych znanych analityków ds. energetyki do przekonania, że nie warto pracować nad konwersją biopaliw na etanol, a nie na energię elektryczną.
Emisje gazów produkcyjnych
Przeprowadzono kilka badań w celu analizy śladu węglowego biopaliw i chociaż spalanie ich jest czystsze, istnieją mocne przesłanki wskazujące, że proces produkcji paliwa – obejmujący maszyny niezbędne do uprawy roślin i roślin do ich produkcji paliwo - powoduje znaczną emisję dwutlenku węgla. Ponadto wycinanie lasów w celu uprawy roślin na biopaliwa zwiększa emisję dwutlenku węgla.
Wysoki koszt
Aby udoskonalić biopaliwa w celu uzyskania bardziej wydajnej energii oraz zbudować niezbędne zakłady produkcyjne w celu zwiększenia ilości biopaliwa, często wymagana jest wysoka inwestycja początkowa, co sprawia, że jego produkcja jest obecnie droższa niż inne sposoby napędzania samochodów, mimo że jest to może się zmienić w przyszłości.
Ceny żywności
W miarę wzrostu popytu na rośliny spożywcze, takie jak kukurydza do produkcji biopaliw, podnosi to ceny niezbędnych podstawowych upraw spożywczych. Według Uniwersytetu Michigan wzrost surowca do produkcji biopaliw oznaczał większy popyt na kukurydzę, podnosząc jej cenę aż o 20–50%. W związku z przekształcaniem gruntów pod uprawy biologiczne, mniej plonów przeznaczonych do spożycia przez ludzi oznacza wyższe ceny, a w niektórych przypadkach może powodować niedobory żywności
Niedobory żywności
Istnieją obawy, że wykorzystywanie cennych gruntów uprawnych do uprawy roślin opałowych może mieć wpływ na koszty żywności i prowadzić do niedoborów żywności. biouprawy mogą zwiększać koszty produkcji poprzez zwiększone wykorzystanie gruntów i zapotrzebowanie na wodę do nawadniania upraw. Niektórzy eksperci podają światowy kryzys żywnościowy związany z ryżem w 2008 r. jako przykład tego, co może się wydarzyć w wyniku wzrostu upraw bioupraw, chociaż kryzys ryżowy nie miał nic wspólnego z biopaliwami i był spowodowany ograniczeniami w handlu i paniką zakupową. Mimo to to niedobory służą jako przykład tego, co może się wydarzyć, gdy nie zostanie wyprodukowana wystarczająca ilość żywności, a obecnie rośliny biologiczne konkurują z uprawami spożywczymi.
Zużycie wody
Do prawidłowego nawadniania upraw produkujących biopaliwa oraz do produkcji paliwa potrzebne są ogromne ilości wody, co może nadwyrężyć lokalne i regionalne zasoby wodne. W ocenie wpływu amerykańskich biopaliw na wodę z 2018 r. uwzględniono także wpływ wypierania upraw rzędowych przez rośliny energetyczne na potrzeby biopaliw oraz wymogi dotyczące nawadniania. Stwierdzono, że rośliny energetyczne były większe od roślin rzędowych, wymagały dłuższego okresu wegetacyjnego i ograniczały przepływ wody. Transpiracja (ruch wody w roślinach i parowanie) wzrosła o 15% do 30%, a w niektórych przypadkach tempo zużycia wody wzrosło aż o 60% do 80%.
Przyszłość biopaliw
Biopaliwa nie są lekarstwem na problemy energetyczne świata. Aby rozwiązać problem malejących zasobów paliw kopalnych, należy w pełni wykorzystać wszystkie realne sposoby pozyskiwania energii. Faktem pozostaje jednak, że biopaliwa są niezawodnym alternatywnym źródłem energii. Dzięki intensywniejszemu rozwojowi i badaniom możliwe będzie przezwyciężenie wad biopaliw i przystosowanie ich do powszechnego stosowania przez konsumentów. Kiedy technologia będzie dostępna, wiele wad zostanie zminimalizowanych, a rynek będzie wyraźnie miał potencjał. Wiele z tego może zależeć od zdolności producentów energii do odkrycia lepszych roślin do uprawy na paliwo, które zużywają mniej wody, mniej ziemi i szybko rosną.
