2000-luvun alkupuolella, kun olin nuori, rappeutunut ympäristönsuojelija Kalifornian Santa Cruzin hippi-surffaajamekassa, ystävä jakoi mielenkiintoisen tosiasian: autot voivat käyttää kasviöljyä ja alkoholia.
”Heppu!” Kaverini huudahti ennen selittämistä, että Henry Ford suunnitteli Model T: n käytettäväksi hamppupolttoaineella, ja dieselmoottorin keksineen Rudolf Dieselin tarkoituksena oli käyttää sitä maapähkinäöljyllä. Ei vain, mutta biopolttoaineet eivät saastuta kuten öljy, opin. Tapasin pian kaverin, jolla oli muunnettu biodiesel-koulubussi, joka karkotti ranskalaisten perunoiden herkullisen hajun sen pakoputkesta.
Miksi kukaan muuten kuin uneliaisilmäiset hipit näyttivät olevan tietoisia tästä? Ja miksi, vuosisadan kuluttua mallin T keksinnästä, taistelemme sotia öljyöljyjen suhteen - ja pilaamme planeetan öljypoistolla - kun voimme kasvattaa omaa orgaanista, ilmastoystävällistä polttoainetta kotona?
Muutaman kuukauden sisällä ostin ostetun dieselkäyttöisen kuorma-auton ja huomasin hiipivän japanilaisten ravintoloiden taakse siphoniin käytettyjen rasvakeittimien öljyä jättiläisistä metallisäiliöistä, jotka haisivat kostealta. Ystävät ja minä keräsimme öljyn 55 gallonan rumpuihin sekoittamalla rotat ja winossa öljyä sekoittamalla sitä erikoisautokaupasta hankitulle metanolille ja paikallisen rautakaupan tavalliselle viemäripuhdistimelle tarkoitettua Red Devil -lipeää (nämä ovat kolme biodieselin tärkeimmät aineosat) takapihallaan. Katkaistu hazmat-käsineisiin ja turvagooleihin (lipeä ja metanoli, olimme kauhistuneita oppimaan, ovat erittäin myrkyllisiä), haalarit haastuneet öljyllä, kaadetimme hermostuneesti ensimmäisen erän kuorma-autosi polttoainesäiliöön ja käynnistimme moottorin.
Se ei vain käynyt, vaan äänekäs, klaikka dieselmoottori teki tasaisen nurin (metanolia myydään tosiasiallisesti polttoaineen ruiskutuksen puhdistusaineena, jolloin moottorit toimivat sujuvammin biodieselillä). Ystäväni ja minä olimme korkea-viisin, koska dieselpakokaasujen haitallinen tuoksu antoi tilalle suhteellisen miellyttävän rasvakeittimen tuoksun. Paitsi että olimme liittyneet vallankumoukseen planeetan pelastamiseksi, täytimme säiliömme vähän metanolia ja suolavettä hintaan.
Biopolttoaineiden vallankumous, mitä ei ollut
Noin aikoina DIY-biopolttoaineiden harrastajien joukot sitoivat käytettyä rasvaöljyä ympäri maata, ja lukuisat käynnistysyritykset olivat alkaneet tuottaa kierrätettyä biodieseliä kaupallisessa mittakaavassa. Liittovaltion hallitus oli myös mukana, tarjoamalla kannustimia viljelijöille ja öljy-yhtiöille rakentaa valtakunnallista kotiviljelyalan teollisuutta.
Kun valtakunnallinen uusiutuvaa polttoainetta koskeva standardi (2005) ja energian riippumattomuutta ja turvallisuutta koskeva laki (2007) otettiin käyttöön, kuljetusala pakotettiin ottamaan käyttöön biopolttoaineita suuressa mittakaavassa, minkä vuoksi melkein jokaisessa maan kaasupumppussa on nyt pieni merkki panee merkille, että polttoaine “voi sisältää jopa 10 prosenttia etanolia” - alkoholipohjaista polttoainetta, joka on biodieselin kaasumoottorin ekvivalentti.
Mutta tämä kuva ei ollut niin ruusuinen kuin miltä se näytti, kuten me yksityiskohtaisesti kuvaamme kirjoitimme maissipohjaisesta etanolista syksyn 2017 numerossa Modern Farmer . Maissi ja vähäisemmässä määrin soijapavut ja milo ovat tähän mennessä ainoat viljelykasvit, jotka ovat osoittautuneet taloudellisesti kannattaviksi teollisuuden mittakaavassa biopolttoaineiden tuotannossa (trooppisissa maissa, kuten Brasiliassa, tuotetaan suuria määriä sokeriruokoetanolia). Mutta osoittautuu, että näiden kasvien viljelyyn teollisessa mittakaavassa liittyvät ympäristöongelmat - sato, jonka tuottamiseksi tarvitaan erittäin hedelmällistä maata sekä runsaasti kastelua, maanmuokkausta ja traktoreiden polttoainetta - ovat suuremmat kuin maissipohjaisen biopolttoaineen polttamisen ympäristöhyödyt.
Maisietanoli on nopeasti menettänyt maineensa ilmastonmuutosratkaisuna, mutta viljelijät jatkavat innokkaasti sen istutusta, mikä johtuu korotetusta hinnasta per bushel, kun uusiutuvan polttoaineen standardi tuli voimaan. Lähes 40 prosenttia vuotuisesta maissisatoista on nyt muutettu polttoaineeksi. "Etanoli-villitys" on johtanut siihen, että jotkut viimeisimmistä natiivin preerian jäännöksistä on viime vuosina kaatunut maissin istuttamiseen. Eettiset periaatteet viljelymaan viljelyssä polttoaineen eikä ruuan kasvattamiseksi ovat kyseenalaisia parhaimmillaan.
Seuraavan sukupolven biopolttoaineviljely
Kierrätetyn keittiööljyn käytöstä polttoaineeksi on vielä tullut laaja kaupallinen menestys, eikä siellä ole riittävästi rasvakeittimen öljyä polttamaan edes murto-osaa tämän maan ajoneuvoista. Mutta teoriassa melkein mikä tahansa kasvimateriaali voidaan muuttaa biopolttoaineeksi, mukaan lukien jätetuotteet, kuten sahanpuru ja maissivarret (tällä hetkellä etanolia valmistetaan pääasiassa maissin ytimistä, ei varsista). Tutkijat työskentelevät biopolttoaineista, jotka on valmistettu lajeista, jotka kasvavat yleisesti reuna-alueilla ja tarvitsevat vähän tai ei lainkaan kastelua tai lannoitetta. Jotkut etsivät jopa hyökkäyslajien keräämistä biopolttoaineiden kasvien raaka-aineeksi.
Valitettavasti useat käytännölliset ja teknologiset esteet ovat toistaiseksi estäneet näiden ympäristöystävällisten biopolttoaineiden laajamittaisen tuotannon. Mutta tieteen edetessä nämä haasteet todennäköisesti voitetaan. Tässä on muutamia lupaavimmista kehitteillä olevista biopolttoaineista.
Hamppu
Henry Fordin unelma saattaa tulla jonain päivänä todellisuudeksi. Hamppukuidulla on pitkä käyttöhistoria, ja siemenet eivät ole pelkästään ravintoarvoja, vaan myös öljypitoisuudet ovat huomattavan korkeat. Hamppu, lähinnä rikkakasvi, kukoistaa huonoilla maa-alueilla ja vaatii minimaalisesti tuotantopanoksia, mutta tuottaa kuitenkin lähes neljä kertaa enemmän öljyä hehtaaria kohti kuin soijapavut, mikä on tällä hetkellä ainoa sato, jota kasvatetaan laajassa mittakaavassa biodieseliksi Yhdysvalloissa. Suurin haaste hampun käytölle biopolttoaineena on, että niin vähän siitä kasvatetaan. Jotkut maat, kuten Ranska ja Kanada, tuottavat sitä rajoitetussa määrin, mutta Yhdysvalloissa ”teollisuushamppu” on ollut viljelijöiden laitonta kasvattaa 1930-luvulta lähtien - vaikka se ei sisällä tarpeeksi THC: tä korkean tason saavuttamiseksi.
(jessicahydi Fotolian kautta) switchgrass
Vaikka maissipohjainen etanoli sisältää tuskin niin paljon energiaa kuin sen tuottamiseksi tarvitaan, kytkinrohusta valmistettu polttoaine, joka on Alkuperäisen alueen luonnonvarainen preeriakasvi, sisältää yli viisi kertaa enemmän energiaa kuin sen kasvaminen ja jalostaminen vie etanoliksi. Sen sijaan, että kasvattaisiin maapallon preeriaa, maatalouden istuttaminen, vuoristoinen biopolttoaine voisi rohkaista preerian uudelleenistuttamista. Ongelmana on, että ”selluloosapitoinen” biopolttoainetekniikka, jota tarvitaan ruohojen ja puumaisten kasvien materiaalien muuttamiseksi etanoliksi, ei ole edennyt niin nopeasti kuin tekniikka, jota käytetään viljan muuntamiseen polttoaineeksi. Se on olemassa, mutta se ei ole vielä aivan kustannustehokas. Silti Yhdysvalloissa tuotetaan nyt vuosittain useita miljoonia galloneita selluloosapitoista biopolttoainetta, ja näyttää siltä, että on vain ajan kysymys, ennen kuin meillä on tekniikka vaihtaa niityt korvaamaan maissi etanolin raaka-aineeksi.
Carrizon ruoko
Sadat tuhannet hehtaarit eteläisessä Yhdysvalloissa Floridasta Kaliforniaan saastuttavat eksoottisilla kasveilla, joita kutsutaan carrizo-ruokoksi tai jättiläisruokoksi. Tämä bambun sukulainen kasvaa 20–30 jalkaa pitkä vuodessa, tuottaen enemmän biomassaa hehtaaria kohti kuin melkein mikään muu maan kasvi. Sitä on pidetty vielä parempana ehdokkaana selluloosa-etanolin tuotantoon kuin vaihtoviheriö, ja sitä käytetään jo kaupallisessa mittakaavassa Euroopassa, jossa se on kotoisin oleva laji. Sen invasiiviset taipumukset eivät juurikaan kannusta istuttamaan sitä muualle. Yhdysvalloissa jo kasvavan karizo-sokeriruo'on korjuu on ollut jonkin verran ponnistelua, jota esiintyy pääasiassa joenrannalla ja kosteikoilla, joilla se tukahduttaa alkuperäiskansoja. Tämä lähestymistapa kuulostaa win-win-win, mutta on toistaiseksi osoittautunut logistisesti mahdottomaksi toteuttaa.
Carrizo-ruoko, joka tunnetaan myös nimellä jättiläinen ruoko. (Hk13114 / Shutterstock.com) jatropha
Tämä trooppinen pensas on myrkyllinen ihmisille ja kotieläimille, mutta siemenet ovat 40 prosenttia öljystä, jota käytettiin historiallisesti lamppuöljynä. Vuodesta 2000-luvun puolivälistä biopolttoaineeksi istutettiin kymmeniä tuhansia hehtaareja jatrofaa, lähinnä Intiassa ja Afrikassa. Kasvien tiedettiin menestyvän reuna-alueilla, mutta rikas maa ja kastelu ovat välttämättömiä öljytuotannon saavuttamiseksi. Tutkijat jatkavat kuitenkin parannettujen lajikkeiden jalostukseen, ja useat Afrikan maat jatkavat investointeja siihen, kuvitellessaan tämän raaputtavan pensaan avainksi tulevalle polttoaineensaannille.
Jatropha-siemenet (Pratuan Netsaengsri / Shutterstock.com) levät
Levät tuottavat jopa 200 kertaa enemmän öljyä hehtaaria kohti kuin soija. Näitä nopeasti kasvavia vesieliöitä voidaan kasvattaa suolavedessä, yhdyskuntajätevesien laguuneissa tai aavikon matalissa ihmisen tekemissä altaissa, joissa mikään muu viljelykasvi ei voi selviytyä. Yhdysvaltain energiaministeriö yhdessä useiden maailman suurimpien öljy-yhtiöiden kanssa on saanut miljoonia dollareita levien polttoaineen tuotannon lisäämiseen. Kymmenen vuotta sitten teollisuuden edistäjät lupasivat, että leväpolttoaine on nyt yhtä halpaa kuin öljypolttoaine - ja että se olisi laajalti saatavana huoltoasemilla. Mutta laitoksen ominaiskäyrät ovat tehneet suurten tuotantokustannusten kohtuuttomiksi, ja monet leväpolttoaineiden käynnistämiset ovat olleet viime vuosina epäonnistuneita. Toiset jatkavat edelleen unelmaa. Exxon Mobil raportoi tänä kesänä teknologisen läpimurron, joka lupaa tehdä lopulta leväpolttoainetta kustannustehokkaaksi - siihen liittyy kuitenkin geeniteknisesti suunniteltu leväkanta.
Vihreän levän vuorovesi lampi (Detailfoto / Shutterstock.com) Lisää tarinoita Modern Farmer:
- Kasvaako lampaan villa ikuisesti?
- 6 eroavaisuutta laamien ja alpakojen välillä
- Kuinka istuttaa ruokametsä tänä talvena
