Schreiben Sie Biokraftstoffe noch nicht ab - wir werden sie in Zukunft brauchen

HanfernteGebannt in den USA durch Ignoranz oder Hintergedanken, hat Industriehanf ein enormes Potenzial als Biokraftstoff.

Bioenergie und Biokraftstoffe spielen eine wichtige Rolle bei der Verringerung der Verwendung von kohlenstoffintensiven fossilen Brennstoffen - ein Punkt, der von der IPCC-Bericht Dies bestätigte die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen zur Verbesserung dieser Technologie.

Eine zentrale Herausforderung besteht darin, alternative Kraftstoffe für Kraftstoffe zu schaffen, die derzeit überwiegend von fossilen Brennstoffen abhängig sind und für 25% der Treibhausgasemissionen in der EU verantwortlich sind. Von den erneuerbaren Energiealternativen wie Wind-, Gezeiten- und Solarenergie ist es nur nicht essbare Biomasse (im Allgemeinen jede biologische Substanz, die von Pflanzen oder anderen Organismen stammt), die einen kostengünstigen, "Drop-in" nachhaltigen Transporttreibstoff bieten kann .

Solch ein flüssiger Biokraftstoff mit einer hohen Energiedichte würde leicht in die enormen globalen Brennstoffverteilungsnetze passen, die bereits existieren. Andere erneuerbare Energiequellen wie Wind- und Solarenergie, die sich gut für die Stromversorgung statischer Haushalte und der Industrie eignen, würden jedoch erhebliche Durchbrüche in der Batterietechnologie erfordern, bevor sie mit Benzin, Diesel oder flüssigen Biokraftstoffen konkurrieren könnten.

Mit steigenden Transport- und Emissionsmengen wird schnell eine Alternative benötigt. Biokraftstoffe aus Abfällen könnte 16% oder 37m Tonnen Öl ersetzen, das von 2030 allein in der EU in Straßenfahrzeugen verwendet wird. Aber die Geschichte hat gezeigt, dass die Einführung neuer und transformativer Technologien langsam sein kann, insbesondere wenn sie versuchen, die hoch eingebettete Infrastruktur des Status Quo zu übernehmen.

Verschwendet Rohstoffe könnten BioFuel produzieren

Jedes Jahr produziert Indien mehr als 200m Tonnen ungenießbarer landwirtschaftlicher Abfälle wie Reis und Baumwollstiele, die weder für den menschlichen Verzehr noch für Tierfutter oder Einstreu geeignet sind. Die meisten werden illegal verbrannt, um den Fruchtfolgeprozess zu beschleunigen. Dies setzt riesige Mengen Kohlendioxid in die Atmosphäre frei und verschwendet wertvolle Kohlenwasserstoffe, die genutzt werden könnten. Europa produziert 900m Tonnen an Land-, Forst- und Lebensmittelabfällen - alle sind reich an energiereichen Zuckern.

Welcher Abfallstrom als Rohstoff für Biokraftstoffe verwendet wird, wird sich von Region zu Region unterscheiden. Eine zentrale Herausforderung ist daher die Entwicklung der Technologie, die Biomasse mit sehr unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften verarbeiten kann. Zum Beispiel Pinienrinde, Switchgrass, Maisspelzen und Stärken. Dies zu nutzen, würde der Industrie und der Wirtschaft erhebliche Vorteile bringen: Anstatt zu zahlen, Biomasseabfälle zu verbrennen und zu vergraben, könnten Unternehmen sie als Ausgangspunkt für die Herstellung wertvoller Benzin-, Diesel- und Düsentreibstoffe verkaufen.

Am Europäischen Bioenergie-Forschungsinstitut (EBRI) Wir arbeiten an dem notwendigen Engineering. Lösungen umfassen thermochemische Umwandlungfür die dezentrale Stromerzeugung, wie für kleine landwirtschaftliche Betriebe und Fernmeldetürme. Thermochemische Prozesse, wie zum Beispiel die Pyrolyse, verwenden Wärme (anstatt zu verbrennen), um eine chemische Reaktion zu erzwingen. Dies kann durch die Verwendung von Katalysatoren zur Verringerung der Barrieren für das Brechen chemischer Bindungen dramatisch beschleunigt und gesteuert werden.

Bei hohen Temperaturen brechen die chemischen Bindungen zwischen Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen in der Biomasse. Die Produkte enthalten einen Feststoff, genannt Biokohle (wie Kohle, aber nicht von Kohle abgeleitet), die als Bodenverbesserer oder einen festen Heizstoff verwendet wird. Es produziert auch eine Flüssigkeit, die als Biodiesel verwendet werden kann, um Verbrennungsmotoren anzutreiben, und eine kleine Menge an Biogas, das verbrannt werden kann, um die Pyrolysereaktion aufrechtzuerhalten, wodurch ein Grad an Autarkie eingeführt wird, der die Gesamtkosten des Prozesses reduziert.

Ähnliche Ansätze, die von privaten und staatlich finanzierten Unternehmen auf der ganzen Welt verfolgt werden, könnten ein doppeltes Problem darstellen, nämlich die Beseitigung der Kohlendioxidemissionen aus brennenden Abfällen und gleichzeitig die Gewinnung von Kraftstoffen mit hoher Energiedichte. British Airways hat sich in diesem Monat dazu verpflichtet, 50,000 Tonnen Flugtreibstoff aus Bioabfällen zu kaufen, die in einem Werk in Thurrock, Essex, im Rahmen seines Vertrags mit dem Unternehmen für nachhaltige Kraftstoffe hergestellt werden sollen Solena. Und einer der größten Kämpfer für Biokraftstoffe ist das US-Militär, das derzeit Kredite in Höhe von 4 Mrd. USD für Unternehmen bietet, die in der Lage sind, die erforderliche Technologie zu kommerzialisieren und voranzutreiben.

Modernisierung von Biokraftstoffen: Praktischer, wirtschaftlicher und unmittelbarer

Es ist wichtig, die Abhängigkeit der Gesellschaft von der Verwendung nicht erneuerbarer kohlenstoffbasierter Kraftstoffe zu beenden. Dies kann jedoch nicht auf Kosten von Nahrungsmittelpflanzen (z. B. mit Mais zur Erzeugung von Ethanol) oder von Flächen, die für Nahrungsmittelpflanzen genutzt werden, wie dies bei sogenannten Biokraftstoffen der ersten Generation der Fall war, geschehen. Der damit verbundene Druck auf die Ernährungssicherheit in einigen Teilen der Welt hat den Ruf der Biokraftstoffe geschürt.

Aber es ist wichtig, das Kind nicht mit dem Bade auszuschütten: Der IPCC-Bericht fordert uns auf, das Potenzial aller alternativen Energiequellen zu erforschen. Neuere Biokraftstoffe der zweiten Generation können nicht essbare Pflanzen (wie Gräser) verwenden, die auf Böden wachsen können, die keine Nahrungspflanzen halten können. Besser noch, die sorgfältige Auswahl und Verarbeitung von Abfallbiomasse kann den Übergang von fossilen Brennstoffen beschleunigen - wir können Biokraftstoffe nicht einfach als eine glaubwürdige Lösung für den künftigen Energiebedarf der Welt abschreiben, wie es bei manchen der Fall war. Bioenergie-Lösungen sind praktischer, wirtschaftlicher und unmittelbarer als viele Alternativen.

Die Autoren des IPCC-Berichts weisen zu Recht auf die dringende Notwendigkeit hin, Politik- und Investitionsstrategien zu ändern. Finanzinstitute, die Privatwirtschaft und NGOs müssen zusammenarbeiten, um die Forschungs- und Entwicklungsbemühungen auf dem Gebiet der Bioenergie zu bündeln und Projekte zu identifizieren, die einen schnellen Wandel bewirken, ohne die ökologischen und landwirtschaftlichen Bedürfnisse zu beeinträchtigen. Die Uhr tickt.

Das oben genannte wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch


ANMERKUNG DER REDAKTEURE: Sehen Sie sich das folgende Video an, das eine praxisnahe Lösung zeigt, die von Teenagern in Rhode Island praktiziert wird:

New England Winter können hart sein, vor allem für diejenigen, die sich nicht leisten können, ihre Häuser zu heizen. Als sie in der fünften Klasse war, erfuhr Cassandra Lin, dass Altspeiseöl in billigen, sauber verbrennenden Biodiesel umgewandelt werden kann, um Häuser zu heizen. Im selben Jahr gründete 2008, Lin Drehen Sie Fett in Kraftstoff (TGIF), eine Jugendgruppe, die lokale Restaurants dazu bringt, ihr Küchenfett zur Wiederverwertung zu spenden und mit Wohltätigkeitsorganisationen zu teilen, die Familien identifizieren, die Heizungsunterstützung benötigen. Bis jetzt hat Lins Ausrüstung geholfen, mehr als 2 Millionen Pfund Kohlendioxid-Emissionen durch Förderung der Verwendung von Biodiesel auszugleichen.

In 2011 entwarfen Lin und ihr Team einen Entwurf, der von allen Unternehmen in Rhode Island die Wiederverwertung ihres Altöls verlangte und mit den lokalen Gesetzgebern zusammenarbeitete, um die Genehmigung zu erhalten. Um auf die Rechnung zuzugreifen, klicken Sie auf hier um Ihren Kundenservice-Helpdesk-Kontakt.

Der Gesetzgeber des Bundesstaates hat im Juni 2011 das Gesetz über das Recycling von gebrauchtem Speiseöl verabschiedet. Das Gesetz trat im Januar 2012 in Kraft und erweiterte die Bemühungen von TGIF auf benachbarte Gemeinden. Das Netzwerk lokaler Unternehmen und Wohltätigkeitsorganisationen, das Lin und ihr Team gegründet haben, ist selbst eine gut geölte Maschine, die auf die Bedürfnisse der Gemeindemitglieder eingeht und Abfall und Umweltverschmutzung reduziert. (Mehr Infos über Cassandra.)


Über den Autor

Lee AdamAdam Lee ist Professor für Nachhaltige Chemie an der Aston University. Ihre Forschungsschwerpunkte sind die Entwicklung heterogener Katalysatoren für nachhaltige chemische Prozesse, insbesondere die Umwandlung von erneuerbaren und Abfallbiomasse in wertvolle Brennstoffe und Chemikalien.

 

Wilson KarenKaren Wilson ist Vorsitzende des Catalysis and Research Director des European Bioenergy Research Institute (EBRI) an der Aston University. Zuvor war sie Mitglied des Cardiff Catalysis Institute und erhielt ein vierjähriges Royal Society Industry Fellowship, um mit Johnson Matthey an der Entwicklung von Katalysatoren für die Biokraftstoffsynthese zu arbeiten. Sie arbeitete als Postdoc am Exzellenzzentrum für grüne Chemie der Universität York (1998-99) und an der Universität von Cambridge bei Professor Richard M Lambert (1996-98).


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