Ce culturi pot fi utilizate pentru energia biomasei?

Culturile alimentare bogate în amidon precum porumbul și cana de zahăr sunt surse principale de biocombustibil. Doriți să aflați mai multe? Vezi aceste poze cu combustibil alternativ! DCI

De la sobele de ardere a lemnului din Sudan la centralele electrice pe cărbune din Pittsburgh, majoritatea lumii continuă energia biomasei -- energie produsă folosind materiale derivate din viețuitoare. Doi combustibili fosili, cărbune și petrol, furnizează aproximativ 80 la sută din energia lumii. În contrast, biocombustibili -- combustibilii obținuți din plante sau din deșeuri animale - contribuie cu mai puțin de 2% din totalul combustibililor produși în comerț.

Schimbarea acestei încărcări către biocombustibili devine din ce în ce mai atractivă din numeroase motive, începând cu preocupările de mediu. Atât biocombustibilii, cât și combustibilii fosili eliberează carbon (sub formă de dioxid de carbon sau metan) atunci când sunt arse pentru a produce energie. Diferența este că carbonul din biocombustibili a fost îndepărtat recent din atmosferă de către plantele folosite la fabricarea combustibilului. (Plante, amintiți-vă, „inspira” dioxidul de carbon și „expiră” oxigenul.) Astfel, punerea acelui carbon înapoi în atmosferă nu aruncă prea mult echilibrul..

În schimb, carbonul din combustibilii fosili a fost depozitat acolo timp de milioane de ani. Eliberarea lui în atmosferă creează un exces, contribuind la formarea smogului și la schimbările climatice. De asemenea, biocombustibilii nu emit toxine, spre deosebire de sulf și mercur degajat la arderea cărbunelui.

Procesul de bază pentru producerea biocombustibilului din biomasă este similar cu modul în care corpul tău transformă alimentele în combustibil: căldura, enzimele și bacteriile pentru fermentare descompun amidonuri complexe în zaharuri simple. De aceea, culturile alimentare bogate în amidon precum porumbul și cana de zahăr sunt, de asemenea, surse principale de biocombustibil - deși orice cultură, și chiar materiale reziduale din culturile alimentare, pot fi utilizate.

Avansurile metodelor utilizate pentru fabricarea biocombustibilului se adaugă la apelul său. S-a demonstrat că microbii fabricați grăbesc fermentarea amidonului pentru a crea etanol, ceea ce face ca procesul să fie mai ieftin și mai eficient. Și o metodă experimentală de gazeificare poate converti tot carbonul prezent în monoxidul de carbon necesar pentru combustibil, eliberând deșeuri nocive de dioxid de carbon.

Creșterea culturilor pentru a produce energie promite recompense suplimentare. Ar putea reînvia economiile agricole locale și ar putea reduce dependența de sursele străine. Ar putea deschide noi piețe culturilor existente prin utilizarea de produse secundare și materiale reziduale care sunt aruncate în prezent. Iar unele culturi energetice din biomasă atrag insecte benefice, reducând nevoia de pesticide.

Cu toate acestea, la fel ca în orice resursă, vederea, lipsa de cunoștințe și lăcomia simplă pot deraia potențialul de bine al biocombustibilului. În pagina următoare vom analiza câteva dintre provocările pe care le are agricultura pentru culturi energetice.

O problemă serioasă a agriculturii de biocombustibili este că concurează cu producția de alimente pentru terenuri și alte resurse. În 2007, o treime din cultura de porumb din SUA s-a terminat pentru a produce etanol. Lipsa rezultată a fost dovedită ca o cauză a creșterii prețurilor produselor din porumb, care sunt capabile în multe țări. Pe măsură ce populația și nevoile de calorii ale lumii cresc, apăsarea va fi mai strânsă.

Plantarea culturilor energetice ar putea supăra ecosistemul. În Malaezia, de exemplu, jungle sunt dezrădăcinate pentru a planta palmieri pentru uleiul lor. Iar unele culturi promițătoare ar putea deveni specii invazive. De exemplu, o trestie uriașă care părea ideală pentru climatul tropical din Florida ar putea deasemenea să copleșească plantele native Everglade și să sufocă căile navigabile.

În plus, impactul asupra mediului producerii unor biocombustibili îi face mai puțin ecologici. Cultivarea porumbului pentru etanol utilizează cantități vaste de apă și îngrășământ cu azot. Și producția pe scară largă de etanol ar însemna punerea noilor conducte pentru transportul combustibilului - dacă ar fi conductă prin conductele de benzină existente, le va coroda și ar ridica contaminanții..

Identificarea acestor potențiale probleme a permis oamenilor de știință să sugereze soluții potențiale. În loc să folosească surse potențiale de hrană pentru biocombustibil, fermierii ar putea cultiva culturi dedicate de biocombustibili care beneficiază de fapt pentru mediu. Switchgrass, de exemplu, este un nativ plin de apă din Marile Câmpii care, perenă, nu are nevoie de replantare anuală. În plus, restabilește de fapt nutrienții pe sol, stimulând creșterea sezonului viitor.

Pentru a ameliora stresul terestru, biocombustibilii ar putea fi extrasi din plante care prospera în condiții în care culturile alimentare flutură. De exemplu, copacii de plop pot crește în solul toxic datorită capacității lor de a elimina și distruge contaminanții, cum ar fi petrolul. O altă soluție posibilă la problemele biocombustibililor este reproducerea de noi tulpini de culturi de combustibil și alimente, care sunt mai rezistente la secetă și apă sărată.

Utilizarea acestor și a altor tehnici pentru regionalizarea piețelor de combustibil ar putea ușura taxa de mediu a transportului de combustibili. Mașinile din Midwest ar putea merge cu un amestec de etanol fabricat cu porumb din Illinois; în sud, cu cana de zahăr din Louisiana.

Experții spun că avem o distanță bună de cinci până la 10 ani de la a vedea că biocarburanții sunt folosiți ca sursă de energie de zi cu zi. Universitățile, companiile private și guvernele investesc deopotrivă în cercetare pentru a accelera procesul. Învățarea în care se află echilibrul între utilizare și utilizare în exces, pentru fiecare cultură și în fiecare regiune, ar putea culege o recoltă sănătoasă de energie durabilă pentru generațiile următoare..

Articole similare

• Cum funcționează gazificarea
• Cum funcționează etanolul celulozic
• În anul 2050, ce sursă de energie vom folosi pentru a ne alimenta vehiculele?

surse

• Centrul de energie pentru biomasă "Ce este Biomasa?" (6 decembrie 2011) http://www.biomassenergycentre.org.uk/portal/page?_pageid=76,15049&_dad=portal
• Bullis, Kevin. „Creșterea randamentului din gazeificare”. Revizuirea tehnologiei. 19 martie 2010. (7 decembrie 2011) http://www.technologyreview.com/energy/24838/?mod=related
• Chu, Jennifer. „O eroare mai bună pentru biocombustibili”. Revizuirea tehnologiei. 18 martie 2009. (7 decembrie 2011) http://www.technologyreview.com/energy/22307/?mod=related
• Graham-Rowe, Duncan. „Dincolo de mâncare versus combustibil”. Natură. 23 iunie 2011. (29 noiembrie 2011) http://www.nature.com/nature/journal/v474/n7352_supp/full/474S06a.html
• Krulwich, Robert. "Rupeți o legătură de carbon și - Presto! - Civilizație." 25 iunie 2007. (Dev. 8, 2011) http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=11366031
• Lane, Jim. "Guvernul SUA va investi 510 milioane de dolari în biocombustibili avansați." Digestia de biocombustibili. 16 august 2011. (3 decembrie 2011) http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2011/08/us-government-to-invest-510-million-in-advanced-drop -in-biocombustibili
• Consiliul Național de Apărare a Resurselor. "Energie de biomasă și etanol celulozic." (29 noiembrie 2011) http://www.nrdc.org/energy/renewables/biomass.asp
• Rosenthal, Elizabeth. „Noua tendință în materie de biocombustibili are riscuri noi.” New York Times. 21 mai 2008. (14 decembrie 2011) http://www.nytimes.com/2008/05/21/science/earth/21biofuels.html?oref=slogin&oref=slogin
• Schroeder, Joanna. "Recoltele de biomasă care trebuie crescute pe proprietatea aeroportului." Combustibil intern. 29 iunie 2011. (29 noiembrie 2011) http://domesticfuel.com/2011/06/29/biomass-crops-to-be-grown-on-airport-property/
• ScienceDaily. "Diversitatea culturilor de biocombustibili adaugă valoare, spun cercetătorii." 25 ianuarie 2010. (29 noiembrie 2011 http://www.sciencedaily.com/releases/2010/01/100125094647.htm
• Biroul de conversații în domeniul energiei. „Etanol.“ (29 noiembrie 2011) http://www.seco.cpa.state.tx.us/energy-sources/biomass/ethanol.php
• Uniunea oamenilor de știință preocupați „Cum funcționează energia biomasă”. 29 octombrie 2010. (6 decembrie 2011) http://www.usc.org/clean_energy/technology_and_impacts/energy_technologies/how-biomass-energy-works#Types_of_Biomass
• Programul Națiunilor Unite pentru Mediu. "Evaluarea biocombustibililor." 2009. Pagina 29. (7 decembrie 2011) http://www.unep.fr/scp/rpanel/pdf/assessing_biofuels_full_report.pdf
• Departamentul Agriculturii din SUA "Folosirea recoltelor lemnoase de scurtă rotație pentru remedierea solurilor puternic contaminate cu hidrocarburi petroliere." 18 noiembrie 2009. (9 decembrie 2011) http://nrs.fs.fed.us/disturbance/pollution/phyto_organics/
• Departamentul de Energie al SUA. "Procese de conversie a biocombustibililor." 12 august 2011. (8 decembrie 2011) http://www.eere.energy.gov/basics/renewable_energy/biofuel_conversion.html