Vilka grödor kan användas för biomassa?

  • Jacob Hoover
  • 0
  • 4189
  • 714
Högstärkta livsmedelsgrödor som majs och sockerrör är främsta källor till biobränsle. Vill du lära dig mer? Kolla in dessa alternativa bränslefordonsbilder! DCI

Från vedeldade spisar i Sudan till koleldade kraftverk i Pittsburgh, går de flesta av världen vidare biomassa energi -- energi producerad med hjälp av material härrörande från levande saker. Två fossila bränslen, kol och petroleum, levererar cirka 80 procent av världens energi. I kontrast, biobränslen -- bränslen tillverkade av växter eller från djuravfall - bidrar med mindre än 2 procent av allt bränsle som produceras kommersiellt.

Att flytta den belastningen till biobränslen blir alltmer attraktiv av många skäl, börjar med miljöhänsyn. Både biobränslen och fossila bränslen släpper ut kol (i form av koldioxid eller metan) när de bränns för att producera energi. Skillnaden är att kolet i biobränslen först nyligen avlägsnades från atmosfären av de växter som använde för att tillverka bränslet. (Växter, kom ihåg, "andas in" koldioxid och "andas ut" syre.) Att sätta det kolet tillbaka i atmosfären kastar därför inte balansen för mycket.

Däremot har kolet i fossila bränslen lagrats där i miljoner år. Att släppa ut det i atmosfären skapar ett överskott, vilket bidrar till smogbildning och klimatförändringar. Även biobränslen avger inga toxiner, i motsats till svavel och kvicksilver som släpps ut när kol bränns.

Den grundläggande processen för framställning av biobränsle av biomassa liknar hur din kropp förvandlar mat till bränsle: Värme, enzymer och jäsningsbakterier bryter ned komplexa stärkelser till enkla sockerarter. Det är därför högstärkta livsmedelsgrödor som majs och sockerrör också är främsta källor till biobränsle - även om alla grödor, och till och med avfall från livsmedelsgrödor, kan användas.

Framstegen i de metoder som används för att framställa biobränsle ökar dess överklagande. Tillverkade mikrober har visat sig påskynda stärkelsejäsning för att skapa etanol, vilket gör processen billigare och effektivare. Och en experimentell metod för förgasning kan konvertera allt kol som är närvarande till den kolmonoxid som behövs för bränsle, utan att frigöra något skadligt koldioxidavfall.

Att odla grödor för att producera energi lovar ytterligare belöningar. Det kan återuppliva lokala jordbruksekonomier och minska beroendet av utländska källor. Det kan öppna nya marknader för befintliga grödor genom att använda biprodukter och avfallsmaterial som för närvarande kastas bort. Och vissa biomassa-energigrödor lockar gynnsamma insekter vilket minskar behovet av bekämpningsmedel.

Precis som med alla resurser kan kortsiktighet, brist på kunskap och vanlig girighet spåra biobränsle för goda. På nästa sida ska vi titta på några av utmaningarna för jordbruket inom energigrödor.

Ett allvarligt problem med biobränsleodling idag är att det konkurrerar med livsmedelsproduktion för mark och andra resurser. 2007 avslutades en tredjedel av den amerikanska majsskörden för att producera etanol. Den resulterande bristen har gjorts som en orsak till de skyrocketing priserna på majsprodukter, som är häftklamrar i många länder. När världens befolkning och kaloribehov växer kommer pressningen bara att bli hårdare.

Att plantera energigrödor kan störa ekosystemet. I Malaysia, till exempel, ryckas djunglarna ut för att plantera palmer för sin olja. Och några lovande grödor kan bli invasiva arter. Till exempel kan ett gigantiskt vass som verkade idealiskt lämpat för Floridas tropiska klimat också överväldiga infödda Everglade-växter och kväva vattenvägar.

Dessutom gör miljöpåverkan av att producera vissa biobränslen dem mindre miljövänliga. Växande majs för etanol använder stora mängder vatten och kvävegödselmedel. Och storskalig etanolproduktion skulle innebära att man lägger nya rörledningar för att transportera bränslet - om det rörs genom befintliga bensinledningar skulle det korrodera dem och plocka upp föroreningar.

Att identifiera dessa potentiella problem har gjort det möjligt för forskare att föreslå potentiella lösningar. I stället för att använda potentiella livsmedelskällor för biobränsle, kan jordbrukare ta upp dedikerade biobränslegrödor som faktiskt gynnar miljön. Switchgrass, till exempel, är en vattensparande inföding i Great Plains som, som en perenn, den inte behöver årlig återplantering. Dessutom återställer det faktiskt näringsämnen i jorden, vilket ökar nästa säsongs tillväxt.

För att lindra stress på marken kan biobränslen utvinnas från växter som trivs under förhållanden där livsmedelsgrödor flyter. Till exempel kan poppelträd växa i giftig jord på grund av deras förmåga att ta bort och förstöra föroreningar, till exempel petroleum. En annan möjlig lösning på biobränsleproblem är att avla nya stammar av både bränsle- och livsmedelsgrödor som är mer torka och saltvattenbeständiga.

Genom att använda dessa och andra tekniker för att regionalisera bränslemarknaderna kan det minska miljöavgiften för transport av bränslen. Bilar i Mellanvästern kan köra på en etanolblandning med Illinois majs; i söder, med Louisiana sockerrör.

Experter säger att vi är en bra fem till tio år från att se biodrivmedel som används som en vardaglig energikälla. Universitet, privata företag och myndigheter investerar i forskning för att påskynda processen. Att lära sig där balansen ligger mellan användning och överanvändning, för varje gröda och i varje region, kan skörda en sund skörd av hållbar energi under kommande generationer..

relaterade artiklar

  • Hur fungerar förgasning
  • Så fungerar cellulosaetanol
  • År 2050, vilken energikälla kommer vi att använda för att driva våra fordon?

källor

  • Biomassa Energy Center. "Vad är biomassa?" (6 december 2011) http://www.biomassenergycentre.org.uk/portal/page?_pageid=76,15049&_dad=portal
  • Bullis, Kevin. "Öka avkastningen från förgasning." Technology Review. 19 mars 2010. (7 december 2011) http://www.technologyreview.com/energy/24838/?mod=related
  • Chu, Jennifer. "En bättre biobränslebugg." Technology Review. 18 mars 2009. (7 december 2011) http://www.technologyreview.com/energy/22307/?mod=related
  • Graham-Rowe, Duncan. "Utöver mat kontra bränsle." Natur. 23 juni 2011. (29 nov 2011) http://www.nature.com/nature/journal/v474/n7352_supp/full/474S06a.html
  • Krulwich, Robert. "Bryt en kolbindning och --Presto! - Civilisation." 25 juni 2007. (Dev. 8, 2011) http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=11366031
  • Lane, Jim. "Den amerikanska regeringen investerar 510 miljoner dollar i avancerade biodrivmedel i drop-in." Biofuels Digest. 16 augusti 2011. (3 dec 2011) http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2011/08/us-go Government-to-invest-510-million-in-advanced-drop -in-biobränslen
  • Nationella resursförsvarsrådet. "Biomassaenergi och cellulosaetanol." (29 november 2011) http://www.nrdc.org/energy/renewables/biomass.asp
  • Rosenthal, Elizabeth. "Ny trend inom biobränslen har nya risker." New York Times. 21 maj 2008. (14 december 2011) http://www.nytimes.com/2008/05/21/science/earth/21biofuels.html?oref=slogin&oref=slogin
  • Schroeder, Joanna. "Biomassa Crops som ska odlas på flygplatsegendom." Inhemskt bränsle. 29 juni 2011. (29 nov 2011) http://domesticfuel.com/2011/06/29/biomass-crops-to-be-grown-on-airport-property/
  • Science. "Biofuel Crop Diversity Addit Value, säger forskare." 25 januari 2010. (29 nov 2011 http://www.sciencedaily.com/releases/2010/01/100125094647.htm
  • State Energy Conversation Office. "Etanol." (29 november 2011) http://www.seco.cpa.state.tx.us/energy-sources/biomass/ethanol.php
  • Union of Concerned Scientists. "Hur biomassaenergi fungerar." 29 oktober 2010. (6 december 2011) http://www.usc.org/clean_energy/technology_and_impacts/energy_technologies/how-biomass-energy-works#Types_of_Biomass
  • FN: s miljöprogram. "Utvärdering av biobränslen." 2009. Sida 29. (7 december 2011) http://www.unep.fr/scp/rpanel/pdf/assessing_biofuels_full_report.pdf
  • U.S. Department of Agriculture. "Att använda korta rotationer av Woody Crops för att sanera jordar som är kraftigt förorenade med petroleumkolväten." 18 nov 2009. (9 dec. 2011) http://nrs.fs.fed.us/disturbance/pollution/phyto_organics/
  • U.S. Department of Energy. "Konverteringsprocesser för biobränsle." 12 augusti 2011. (8 dec 2011) http://www.eere.energy.gov/basics/renewable_energy/biofuel_conversion.html



Ingen har kommenterat den här artikeln än.

De mest intressanta artiklarna om hemligheter och upptäckter. Massor av användbar information om allt
Artiklar om vetenskap, rymd, teknik, hälsa, miljö, kultur och historia. Förklara tusentals ämnen så att du vet hur allt fungerar