Использование биотоплива в мире. Видео: как устроен компактный аппарат для гранулирования пеллет. Генная инженерия для биотопливных культур.
Cельское хозяйство и энергетика всегда были тесно взаимосвязаны, однако характер и прочность их взаимоотношений со временем эволюционировали. Сельское хозяйство всегда являлось источником энергии, а энергия – это один из основных факторов современного сельскохозяйственного производства.
В XX в. связи между рынками сельскохозяйственной и энергетической продукции ослабели из-за массового использования ископаемого топлива вместо биологического. В то же время очевидно влияние ископаемого топлива на факторы сельскохозяйственного производства, поскольку возрастает зависимость сельского хозяйства от химических удобрений, производимых из ископаемого топлива, а также от техники, работающей на дизельном топливе. Хранение, переработка и распределение продовольствия также являются энергоемкими видами деятельности. Поэтому повышение цен на ископаемое топливо оказывает прямое и мощное воздействие на стоимость произведенной сельскохозяйственной продукции и цены на продовольствие.
Но нет никаких доказательств того, что это будет так. В лучшем случае их аргументация требует, чтобы мы разрешили проблему экономического неравенства, прежде чем промышленно развитый мир начнет гонку биотоплива. Любое движение к крупномасштабному производству биотоплива должно стать побочным продуктом сельскохозяйственной реформы и к более справедливой, менее глобализированной экономической системе. К сожалению, крупномасштабное производство биотоплива и их продажа на мировых рынках стимулируют, а не обескураживают глобализацию.
Однако мелкомасштабное местное производство биотоплива в национальных и региональных границах для использования в этой области может иметь смысл и может уменьшить несправедливость и ущерб окружающей среде. Для этого потребуются, среди прочего, страны пересмотреть вопрос о том, как они субсидируют сельское хозяйство и крупные корпорации, и как они решают глобальную проблему безземельности. Но экономика биотоплива должна начинаться с этической экономики.
В XXI в. перед мировым сообществом обострилась проблема использования альтернативных источников энергии: солнечной энергии, энергии ветра и воды, биологического топлива. Различные виды биотоплива использовались тысячелетиями и для многих людей остаются единственным источником тепла и средством приготовления пищи. В настоящее время для производства дров или биомассы выращивают энергетические леса, состоящие из быстрооборачиваемых растений.
Этический принцип № 6 - Мы должны установить связь между биотопливом, мясом и голодом, потому что у нас не может быть всего этого. Этанол процветает, несмотря на то, что он может быть проигравшим чистой энергии. Теперь, как и следовало ожидать, это заставляет людей из мясных, молочных и птичьих лобби очень нервничать. Потому что сейчас более 70% всего нашего производства кукурузы идет на корм скота. Но вы заметите, что никто в дискуссии по этанолу или биодизелю не предположил, что, если мы хотим дешевого, устойчивого производства топлива, мы должны пойти вегетарианцем как нацией.
Использование сельскохозяйственного сырья для производства жидкого биотоплива является наиболее значительным фактором, обуславливающим новый спрос на сельскохозяйственную продукцию. Растущий спрос на сельскохозяйственное сырье прямо или косвенно будет влиять на рынки других сельскохозяйственных товаров. Рост производства биотоплива оказывает влияние на цены на продовольственные культуры, используемые при его производстве, что ведет к возникновению потенциальной связи между изменениями цен на нефть и на сельскохозяйственное сырье для промышленного производства и косвенным образом на другие сельскохозяйственные товары. Рост цен на нефть обусловил повышение цен на продовольственные культуры, такие как пшеница, кукуруза, семена масличных культур, и привел к росту розничных цен на основные продовольственные товары. Эти последствия оказали влияние на многие страны с учетом международной торговли этими товарами. Рост цен поставил под угрозу продовольственную безопасность чистых покупателей продовольствия в городских, а также сельских районах.
Таким образом, опасность состоит в том, что американцы, будучи богатыми, будут продолжать делать то и другое. Они будут есть мясо, и они будут управлять автомобилем с этанолом, и поскольку наше собственное зерно собирается производить этанол, мы будем импортировать больше зерна, выращенного в более бедных странах, чтобы накормить наш скот. Мы делаем это прямо сейчас, и это уже повышает цену зерна. Мы должны признать, что риторика, в которой подчеркивается потенциал биотоплива для производства кормов для скота, часто игнорирует реальность, что во многих областях продукты питания, а не мясо, яйца и молочные продукты, являются тем, что удерживает людей от голода.
К основным факторам, определяющим значимость перехода к альтернативным источникам энергии, относятся следующие:
- глобально-экологический, так как традиционные энергодобывающие технологии оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду;
- экономический, так как переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить ограниченные топливные ресурсы государства для их использования в химической промышленности и других высокотехнологичных отраслях производства;
- политический, так как государство, которое станет лидером в альтернативной энергетике, фактически сможет диктовать цены на энергоресурсы.
В настоящее время эффективные технологии конверсии позволяют производить биотопливо в твердой, жидкой и газообразной формах из таких материалов как древесина, сельскохозяйственные культуры и отходы.
Поэтому, если многие региональные зерновые продукты будут производить топливо, а остатки пригодны только для кормления скота для производства дорогих продуктов, таких как мясо и молоко, становится все меньше и меньше вероятность того, что бедные смогут прокормить себя. Тем не менее, в странах, которые уже поддерживают крупный рогатый скот, такие как Индия, которая извлекает большую часть своего белка из молочных продуктов, некоторые производства этанола и биодизеля могут иметь смысл в сочетании с перевариванием метана, что значительно увеличило бы прирост чистой энергии за счет используя навоз животных.
Твердое биотопливо, например, топливная древесина, древесный уголь и навоз, является крупнейшим сегментом сектора биоэнергетики, составляя 99% всех видов биотоплива.
Появление жидкого биотоплива на основе сельскохозяйственных культур в качестве горючего для транспорта восстановило связь между рынками сельскохозяйственной и энергетической продукции. Жидкое биотопливо способно в значительной мере влиять на сельскохозяйственные рынки, но на его долю приходится и будет, скорее всего, приходиться и впредь относительно небольшая часть общего энергетического рынка. Жидкое биотопливо играет весьма ограниченную роль в общемировых поставках энергии; на его долю приходится 1,9% от общего количества производимой биоэнергии. В последнее время, однако, отмечается быстрый рост объема производимого жидкого биотоплива и его доли в общемировом спросе на транспортные энергоносители.
В то время как основная идея имеет большой потенциал, катастрофическая и энергоемкая модель кормовой базы не является местом для начала. Мы можем решить эту проблему одним из двух способов. Мы можем перестать есть так много зерна, чтобы накормить мясо, как народ, и в этом случае национальные излишки кукурузы позволят нам производить часть нашего газа из этанола. Мы можем переключиться на употребление гораздо меньше мяса, и то, что мы едим, будет травяниться или расти на продуктах производства этанола.
Или мы можем продолжать есть мясо, как мы были, но мы не можем обойтись без голода. И обсуждение биотоплива на общественных форумах должно подчеркнуть это. Мы должны сказать людям - мясо или газ, но не оба, и пусть они выбирают в рамках публичных дебатов. До сих пор такое обсуждение не происходило.
Для производства биоэнергии в самых разных формах можно использовать широкий спектр источников биомассы. Например, для получения электричества, тепла, теплоэнергии можно использовать продукты питания, волокна и отходы деревообработки, которые обеспечивает промышленный сектор; энергетические культуры, культуры с коротким вегетационным периодом и сельскохозяйственные отходы, которые обеспечивает сектор сельского хозяйства; и отходы лесного сектора. Биотопливо можно назвать возобновляемым источником энергии, поскольку оно представляет собой одну из форм преобразованной солнечной энергии.
В конечном итоге пиковое масло и природный газ могут принять решение для нас в том смысле, что энергоемкое качество производства мяса может потребовать снижения нашего потребления продуктов животного происхождения, одновременно уменьшая нашу способность производить биотопливо.
Трансформация нашего сельского хозяйства, вероятно, приведет к сокращению избыточной доступности зерна для производства биодизеля и этанола в краткосрочной перспективе, поскольку мелкомасштабное сельское хозяйство лучше всего функционирует в поликультурной форме, а также потому, что органические методы производства обычно испытывают краткосрочное снижение урожайности, поскольку фермеры компенсируют ущерб к земле, полученной обычным сельским хозяйством. В краткосрочной перспективе это сократит нашу способность производить биотопливо, но долгосрочный рост продовольственной безопасности будет, как говорится, бесценным.
Биотопливо, в отличие от традиционных нефти или газа, производится из возобновляемого биологического материала, например растений, навоза или отходов производства. Топливо может подвергаться химическим процессам или переработке, а также быть использовано ранее в других целях.
Использование биотоплива вместо ископаемого топлива предполагает два основных преимущества. Во-первых, биотопливо – возобновляемый ресурс, поэтому оно является долгосрочным, относительно дешевым и надежным источником энергии. Во-вторых, в процессе производства и использования биотоплива выделяется гораздо меньше парниковых газов, чем при производстве топлива из ископаемого сырья.
Этический принцип № 7 - Избытки должны поддерживаться и увеличиваться. Мидори и Эддисон отмечают довольно пренебрежительно, что в прошлом году 1 миллиард бушелей кукурузы похудела, как будто это запасное зерно вполне могло быть использовано для этанола. Но как национальные, так и мировые продовольственные излишки абсолютно необходимы для предотвращения голода. Из-за мирового снижения урожайности культур мы в настоящее время живем в период сокращения излишков. В результате мировые переносные запасы зерна были сокращены до 57 дней потребления, самого низкого уровня за 34 года.
Биотопливо первого поколения вырабатывается из сырья, которое можно использовать для производства продуктов питания. Многие злаковые и масляные культуры являются базовыми компонентами при производстве продовольствия. Объем зерна, используемый для производства полного бака этанола для большого автомобиля, было бы достаточен для питания одного человека в течение года.
В последний раз это были низкие цены на пшеницу и рис в два раза. Мировой неудачник урожая или серьезное экологическое событие или даже объединение факторов могут легко сводить нас без каких-либо излишков или к массовому голоду. Любой план крупномасштабного производства биотоплива должен признать, что первоочередной задачей является восстановление мировых запасов зерна до по крайней мере шестимесячного резерва, и что расширение этих запасов должно быть приоритетным. Это было бы легко сделать, если бы большинство из нас отказалось от мяса, которым кормили мясо, но мы этого не сделали.
Биотопливо второго поколения – синтетическое топливо, которое вырабатывается из биомассы, но имитирует химические характеристики ископаемого топлива. Это позволяет более глубоко интегрировать его в существующие топливные системы. Оно может производиться из комбинированной биомассы с большей долей «деревянной» составляющей, например из соломы, а не самой кукурузы.
И, как всегда, стоимость велика для самых слабых и самых бедных людей в мире. Этический принцип № 8 - Пищевые отходы должны быть сведены к минимуму, и поэтому биотопливо, полученное из продуктов питания, которые в противном случае были бы потрачены впустую, потенциально может быть чистой выгодой.
Самым известным использованием пищевых отходов является превращение растительного масла из пищевой промышленности в биодизель для автомобилей. Это имеет ограниченное применение, но для тех, у кого есть легкий местный доступ к отработанным маслам, это отличный способ удерживать масла от наших водных путей. Однако он основывается на крупномасштабном производстве быстрого питания, который сам основывается на дешевых сельскохозяйственных товарах, включая много дешевой говядины и курицы, которые находятся в прямой конкуренции за зерно с заводами по производству биотоплива.
Биотопливо третьего поколения – это топливо, полученное из водорослей с высоким содержанием масла.
Биодизельное топливо получило распространение во многих странах Европы. По желанию автовладельца на заправочных станциях биодизель могут заливать в бак автомобиля как в чистом виде, так и в качестве добавки (обычно 5–35%) к традиционному дизельному топливу. Европейская комиссия поставила задачу, используя к 2020 г. альтернативные источники энергии, заменить как минимум пятую часть нефти, которую потребляет транспортный сектор на альтернативные виды горючего.
В зависимости от результатов нашего национального диалога по мясу, наличие французского масла для мальков вождение может значительно сокращаться с течением времени. Точно так же пиковая энергия, вероятно, приведет к хаосу на проезде. И есть другие источники отходов. Аддисон и Мидори используют это доказательство отходов, чтобы спорить в пользу производства биотоплива, и может быть, что, если мы сможем рационализировать связи между полем и столом, мы можем найти значительный избыток продуктов. Тем не менее, большинство из потенциально полезных способов сокращения пищевых отходов либо имеют негативные последствия, такие как значительное увеличение использования пестицидов и ядов, нелегко адаптируются к производству биотоплива или могут быть устранены путем создания более местного сельского хозяйства.
Правительство Великобритании анонсировало новые требования к использованию возобновляемого топлива в качестве меры, поддерживающей использование биотоплива и других возобновляемых источников энергии в транспортном секторе. В ноябре 2007 г. было создано Агентство по возобновляемому топливу, которое должно контролировать введение требований к использованию возобновляемого топлива.
Но локализованные сельскохозяйственные угодья во многих местах могут быть мелкомасштабными и непригодными к огромной промышленной модели производства зерна, которая подпитывает наши излишки кукурузы. Возможно, можно уменьшить поток пищевых отходов и получить некоторый излишек сверх того, что необходимо для предотвращения голода во всем мире, но также может иметь ограничения на то, сколько кукурузы может быть для этанола.
Старые видели: «Ешьте обед, есть дети, голодающие в Индии». Потому что, хотя мы не можем отправлять наши запасные продукты в другом месте, наши отходы влияют на их продовольственную безопасность. Если бы мы потребляли меньше калорий и меньше калорий мяса, а меньше потребляли пищу, давление на пищевую систему, созданное американцами, крупнейшими потребителями практически всего, может оставить место для дефицитных в топливе стран, чтобы вырастить свои собственные энергетических потребностей. Мы должны помнить, что первый и лучший способ свести к минимуму отходы пищевых продуктов - это не тратить еду.
Около 80% выпускаемого Европейским союзом биодизеля производится из рапса. На производство этого экологически чистого вида топлива направляется около трети всего урожая рапса.
В период 2000–2007 гг. мировое производство топливного этанола увеличилось в три раза и превысило 60 млн. л, причем основная часть этого роста приходится на долю Бразилии и США. В странах Европейского Союза объем производства биодизеля увеличился с менее одного млрд. литров до почти 11 млрд. л.
Если мы развиваем большую экономическую зависимость от «отхода» пищи, мы можем ожидать, что возникнут трудности, если и когда мы либо выберем, либо вынуждены использовать меньше, меньше потребляем и тратим меньше. Таким образом, существуют опасения в повышении толерантности отходов в системе.
Тем не менее, как отмечают Аддисон и Хирага, многие страны второго и третьего мира испытывают нехватку кулинарного, транспортного и отопительного топлива, а биотопливо может смягчить некоторые из этих факторов. Навозные и открытые древесные пожары в какой-то мере связаны с изменением климата во всем мире, а создание местных источников топлива, особенно из отходов, значительно улучшит качество жизни бедных людей, которые часто должны находиться далеко от найти кулинарное топливо. Но мне непонятно, что нам лучше производить биотопливо, чем выращивать больше лесов, и миллионы людей, которые отчаянно нуждаются в кулинарии, могут собираться для дров.
Крупнейшим и наиболее эффективным производителем биотоплива в мире является Бразилия, а самым дешевым биотопливом является этанол, производимый в этой стране из сахарного тростника. В числе преимуществ биотоплива, производимого из тропического сырья, можно отметить, что, согласно имеющимся данным, этанол, производимый в Бразилии из сахарного тростника, обладает наибольшим потенциалом в плане сокращения выбросов парниковых газов по сравнению с этанолом, производимым из сахарной свеклы, пшеницы или кукурузы. Кроме того, биотопливо, производимое в тропических регионах из сахарного тростника и семян масличных культур, является менее затратным по сравнению с биотопливом, производимым из сельскохозяйственных культур в регионах с умеренным климатом.
И, конечно же, страны третьего мира - это именно те места, где минимизируются пищевые отходы. Поэтому система использования зерна для местного производства продуктов питания также должна быть интегрирована в справедливую экономическую систему. Этический принцип №9. Язык, который мы используем, формирует то, как мы думаем, и мы должны быть осторожны, как мы думаем об энергетических культурах.
Мы должны быть очень осторожны в том, что мы считаем «отходами». Некоторые предложения по этанолу или биодизелю касались использования листьев и щетки из лесных полов, стеблей кукурузы и других «отходов» биомассы. Но эти источники органического вещества необходимы для хорошего здоровья лесов и почвы, и во многих культурах такие «отходы» уже используются в качестве кормов для скота. Потенциальные последствия выбора думать о чем-либо, что мы не можем есть как «отходы», потенциально довольно ужасны.
Помимо Бразилии, в нескольких развивающихся странах существуют хорошие перспективы для производства биотоплива. Наибольшим потенциалом для расширения производства биотоплива обладают страны Африки и Южной Америки. Производство биоэнергии может обеспечить для развивающихся стран новые возможности для экспорта в промышленно развитые страны мира, однако, что, возможно, еще более важно, оно может помочь им использовать биомассу для производства собственной электроэнергии. Начался быстрый рост производства биотоплива в Азии. В настоящее время Китай находится на третьем месте по производству этанола, и ожидается, что это производство будет расти в течение следующих десяти лет более чем на 4% в год. В Индии производство этанола из мелассы, согласно прогнозам, будет увеличиваться более чем на 7% в год; при этом расширяется производство биодизеля из новых культур, таких, как ятрофа. Производство биодизеля из пальмового масла растет быстрыми темпами в Индонезии и Малайзии. Кроме того, интерес к биоэнергии в развивающихся странах выходит за пределы производства жидкого биотоплива, по мере того как некоторые страны начинают осознавать, что производство биоэлектроэнергии на базе бытового сырья является более рентабельным.
Однако очень немногие страны могут стать эффективными производителями биотоплива. Производство биотоплива, стимулируемое высокими ценами на энергоносители, открывает новые возможности для создания крупных сельскохозяйственных рынков. Тем не менее, лишь немногие из осуществляемых сегодня программ производства биотоплива являются экономически выгодными, а многие сопряжены с социальными и экологическими рисками.
Производство биотоплива в промышленно развитых странах развивается под защитой высоких протекционистских тарифов и масштабных субсидий. Такая политика наносит ущерб развивающимся странам, которые могли бы стать эффективными производителями на новых прибыльных экспортных рынках продуктов питания. Кроме того, малоимущие потребители платят более высокую цену за основные продукты питания вследствие роста цен на зерно на мировых рынках, непосредственной причиной которого является переработка значительной части зерна на биотопливо, а косвенной – перевод в иные категории земель, ранее использовавшихся для производства продуктов питания.
Сопротивление внедрению биологического топлива в мире растет по нескольким причинам. При всех плюсах использования биотоплива быстрое увеличение его производства чревато серьезными опасностями для сохранения дикой природы. Особенно тревожная ситуация складывается в тропических районах, где ради плантаций соответствующих культур (прежде всего масличной пальмы) начинают уничтожать дождевые леса и распахивать саванны.
Образовавшийся в результате вырубки лесов «углеродный долг» (количество СО2, поступающее в атмосферу при разрушении естественного растительного покрова и сжигании топлива) огромен, а «погасить» его можно только выращивая в этих местах культуры для биотоплива в течение десятилетий или даже столетий.
Следствием направления значительной части зерновых (в США – 30% кукурузы) на производство биологического топливного масла, стал стремительный рост цен на весь спектр продуктов питания.
В настоящее время во всех странах большинство земель, пригодных для выращивания сельскохозяйственной продукции, используются в агропромышленном производстве. Когда их часть выводится для производства культур, ориентированных на биотопливо, возрастает мировая цена на фуражное зерно и продовольствие.
В целом рост масштабов мирового производства биотоплива может по-разному воздействовать на глобальную продовольственную безопасность. С одной стороны, рост цен на сырьевые товары, обусловленный производством биотоплива, может нанести ущерб импортерам продовольствия, однако с другой стороны, более высокие цены могут также стимулировать внутреннее сельскохозяйственное производство мелкими фермерскими хозяйствами в развивающихся странах. Однако для того, чтобы это могло быть реализовано, развивающимся странам, испытывающим дефицит продовольствия, необходимо устранить имеющиеся препятствия и дать возможность производителям воспользоваться растущими стимулами.
Расширение производства биотоплива может потребовать роста сельскохозяйственного производства на малоплодородных землях. При этом совершенствование технологий и повышение урожайности будут играть важнейшую роль в снижении нагрузки на природные ресурсы. В то же время необходимо обеспечить, чтобы быстрый рост производства биотоплива позитивно сказывался на мерах по борьбе с изменением климата. Так, выращивание сырья для производства биологического топлива привела к истреблению лесов в Бразилии и Индонезии, в результате этого выбросы двуокиси углерода в атмосферу выросли на 20%.
Необходимо предусмотреть меры регулирования или системы сертификации, которые могли бы смягчить потенциально серьезные негативные последствия производства биологического топлива для окружающей среды, увеличить объем инвестиций в научные исследования, чтобы разработать более эффективные и устойчивые технологии производства биотоплива на основе сырья, непригодного для использования в качестве продуктов питания.
Учитывая перспективы роста энергетических потребностей в долгосрочном плане, а также необходимость сокращения выбросов парниковых газов, производство биотоплива может являться важным элементом поставок энергии, отвечающей требованиям экологической устойчивости, хотя на долю биотоплива будет приходиться лишь небольшая часть общего потребления энергии. Тем не менее, рост этого сектора, определяемый ценами на энергию, инвестициями в научные исследования и мерами государственной политики может привести к повышению цен на сельскохозяйственные сырьевые товары и, возможно, к еще большей их нестабильности на рынке продовольствия. Необходимо ограничивать негативные последствия роста масштабов производства биологического топлива для глобальной продовольственной безопасности и в то же время использовать имеющийся потенциал для его развития.
Елена Михалко
Сегодня биотопливо является основной темой для разговоров в транспортных кругах, и не зря. Растительное топливо может производиться практически в любом месте, создается из возобновляемых ресурсов и производит чистые выбросы, в отличие от топлива на основе нефти. Международные тенденции внедрения перспективных автомобильных топлив, направлены на развитие таких видов биотоплива, как этанол на основе кукурузы и биодизель из сои, рапса и пальмового масла.
Но биотопливо не полностью бесплатно. Ряд негативных факторов играют роль в стоимости такого топлива, как с экономической, так и с экологической точки зрения, и биотопливо не всегда выходит, как наиболее приемлемый вариант. Правда, топливо на растительной основе поступает из возобновляемых источников, в то время как ископаемое топливо, в конце концов, закончится. Но существуют многие осложняющие аспекты, из-за которых биотопливо часто достается дорогой ценой.
Многие распространенные сельскохозяйственные культуры могут использоваться для производства биотоплива в некоторых частях мира. Но в других регионах, вырастить то же самое растение было бы невозможно, или очень дорого. Аналогичным образом, использование удобрений, воды и земли, необходимых для производства достаточного количества растительного топлива, может создать значительные проблемы, начиная от повышенного загрязнения, до снижения доступа к продовольствию.
Биотопливо, и процесс его интеграции в повседневное использование, могут быть дорогостоящими. Давайте посмотрим на некоторые недостатки биотоплива, и обретем новый взгляд на него.
1. Региональная пригодность
Сельскохозяйственные культуры для производства топлива ничем не отличаются от прочих растений в плане региональной пригодности. Некоторые растения будут расти лучше в одних регионах, и не смогут расти в других. Ряд наиболее рентабельных культур для производства биотоплива растет в весьма ограниченных климатических условиях. Потребители и производители этого топлива, живущие в странах, где произрастают менее рентабельные культуры, будут вынуждены нести гораздо большие расходы на их выращивание.
Исследователи работают над увеличением урожайности у толерантных к погоде биотопливных культур. Но так же, как апельсины никогда не будут товарной культурой на Чукотке, на Земле всегда существуют регионы, которые просто не смогут поддерживать масштабное производство биотоплива.
2 Использование влаги
Спросите у любого человека, в чем растение нуждается для роста, и он вероятно, отметит две вещи: солнечный свет и воду. Хотя Солнце находится вне полного контроля производителей биотоплива, вода находится среди потенциально серьезных проблем для растительных видов топлива — требования к поливу некоторых культур для производства биотоплива, могли бы оказать сильное влияние на местные водные ресурсы.
Исследование показало, что для того, чтобы произвести достаточное количество этанола на базе кукурузы, спрос на биотопливо уже оказывает отрицательное влияние на запасы пресной воды в Великих Равнинах Юго-Западной и Центральной части США. Центральной проблемой является относительно высокая потребность кукурузы в воде. Исследователи изучают варианты рекомбинантных, менее водопотребляющих культур, и пытаются применять тщательное планирование, определяющее, какие сельскохозяйственные культуры для производства биотоплива, в данной области, могут смягчить эту проблему. Но широкомасштабное производство биотоплива, особенно с помощью кукурузы, в засушливых районах мира, будет поглощать и без того ограниченные водные ресурсы питьевой воды и увеличивать потребности в воде на орошение других культур.
3. Продовольственная Безопасность
Производство биотоплива с использованием продовольственных культур, таких как кукуруза, соя, сорго, имеет потенциал к резкому изменению доступа к продуктам питания. Увеличение предложения и спроса на биотопливо — означает увеличение спроса, например, на кукурузу. Кукуруза становится дороже и это может представлять угрозу для жителей некоторых регионов. Продовольственная безопасность и доступ к недорогим продуктам питания для населения этого региона окажутся под угрозой.
Рост спроса на продукты питания, используемые в качестве биотоплива, может иметь положительный эффект для компаний-производителей сельскохозяйственной продукции, в форме более высоких цен на нее. Но эта цена быстро перекладывается на потребителей. Фермеру-скотоводу, например, возможно, придется заплатить дополнительно несколько долларов за кукурузу, чтобы накормить своих животных. Это непосредственно приведет к более дорогим мясопродуктам в продуктовом магазине. Для миллиардов людей, которые живут лишь на несколько долларов в день, даже небольшое повышение цен на продовольствие может уменьшить их доступ к нормальному питанию.
4. Вырубка леса
Резкое возрастание европейского спроса на биотопливо было обусловлено положениями, направленными на снижение выбросов парниковых газов. Исследователи нашли ответ в виде пальмового масла, относительно легкодоступного сырья в производстве биотоплива, Владельцы плантаций готовили свои земли, чтобы удовлетворить спрос.
И последовал экологический хаос. По некоторым оценкам, расширение индонезийских плантаций, для производства пальмового масла вызвано тем, что подавляющее большинство лесов было вырублено в конце 80-х и 90-х годов. И высокое потребление топлива грузовиками для перемещения пальмового масла, а так же практика выжигания кустарников и торфяников для подготовки сельхозугодий — сделали страны Юго-Восточной Азии одним из ведущих мировых источников выбросов парниковых газов.
Индонезийское пальмовое масло создает большую проблему, в дополнение к прочим недостаткам биотоплива. Региональный характер высокопродуктивных растений для производства пальмового масла означает, что в некоторых частях мира, спрос на биотопливо мотивирует подобные плантации быстро увеличиваться. Но если это не будет сделано с прицелом на экономию ресурсов и сокращения выбросов при производстве растительных видов топлива, такое наращивание производства может привести к повышению экологических проблем, вместо того, чтобы их решать.
5. Использование удобрений
Все растения развиваются лучше, когда применяются удобрения. Но удобрения могут оказать вредное влияние на окружающую среду, а также их применение может означать серьезную угрозу загрязнения для источников пресной воды.
Многие удобрения содержат азот и фосфор. Хотя оба эти химических элемента способствуют быстрому и обильному росту большинства сельскохозяйственных культур, они имеют и оборотную сторону. Чрезмерное или ненадлежащее применение таких удобрений может оставить избыток азота и фосфора в почве, которые затем попадают в подземные воды, а через них в реки, озера и подземные водоносные горизонты. Ничего хорошего ожидать от этого не приходится.
Фосфор участвует в качестве катализатора размножения водорослей — крошечные водяные растения питаются им и быстро размножаются, часто убивает других растения и водных животных, уменьшает количество кислорода в воде или освобождает токсичные химические вещества. Азот в питьевой воде может привести к множеству проблем со здоровьем, в том числе метгемоглобинемию - состояние, которое уменьшает количество кислорода в крови у маленьких детей. Тщательное применение удобрений может помочь предотвратить проблему повсеместного загрязнения окружающей среды, но расширение производства биотоплива для удовлетворения мирового спроса, открывает дверь для большего количества ошибок в этой области.
6. Эффективность использования биотоплива
Это может показаться парадоксальным, но некоторые ученые утверждают, что широкое производство биотоплива дает отрицательные результаты. Они говорят, что при использовании биоэтанола или биодизеля производится меньше энергии, чем затрачивается на их производство, и, тем более, меньше, чем при использовании нефтепродуктов.
Для примера можно взять поле пшеницы, выращиваемой для производства этанола. Оно может дать 400 литров топлива с одного урожая. Но если учесть трактор, который сожжет 300 литров топлива в сезон на обработку этого поля, грузовик для перевозки зерна, сжигающий 20 литров за рейс, и перегонный аппарат, использующий энергию 160 литров топлива, чтобы выполнить перегонку зерна в спирт, является ли производимый этанол по-настоящему экологически чистым, с низким уровнем выбросов топливом? Если добавить в это уравнение и затраты других ресурсов, таких, как многие литры пресной воды, необходимых для роста растений, и количество удобрений, необходимых для поддержания их развития, то становится еще тяжелее считать биотопливо продуктом, реально экономящим энергию и снижающим выбросы углерода.
В 2005 году исследование показало, что использование существующей сельскохозяйственной и производственной технологии, затрачивает от 27 до 118 процентов больше энергии на производство 1 литра биодизеля, чем содержится в нем энергии! В то время как технология, в конечном итоге, может сузить эти коэффициенты «расходы/энергия», энергетические затраты на современное производство биотоплива, являются основным препятствием для его широкого использования.
7. Различное качество биотоплива
Многие сельскохозяйственные культуры для производства биотоплива используются для производства биодизеля. Масло, содержащееся в семенах, выжимается, фильтруется и преобразуется в топливо с помощью химического процесса. Но от того, что разные культуры могут стать биодизелем с помощью этого процесса, в результате топливо может значительно варьироваться по его способности производить энергию. Другими словами, не все сельскохозяйственные культуры для производства биотоплива обладают равными энергетическими возможностями.
Во-первых, есть проблема доходности. Количество растительного масла, которое можно получить с 1 гектара сельскохозяйственных культур, может широко варьироваться — от 40 литров для кукурузы до 1300 литров для пальмового масла. Также, не каждый климатический район подходит для высокой урожайности сельскохозяйственных культур, которые могли бы производить экономически выгодный биодизель.
Во-вторых, маслозаводы производят не одинаковый продукт. Масла из различных культур имеют различную консистенцию. Молекулярные связи в маслах с низким содержанием насыщенных жиров, которые остаются жидкостями при низких температурах, отличаются от масел с высоким содержанием насыщенных жиров, которые часто затвердевают в среднем диапазоне температур.
Это различие оказывает влияние на жизнеспособность масел в качестве топлива. Одно из очевидных соображений — гелеобразование или помутнение. Топливо, которое используется в теплых регионах, было бы не очень полезным в холодном климате. Следовательно, имеет смысл использовать ненасыщенные масла в качестве источника биотоплива.
Но есть и другая сложность, которая возникает в связи с этим выбором. Много ненасыщенных масел имеет нежелательные характеристики. Они оставляют липкие остатки в двигателе при использовании в качестве топлива. Гидрогенизация или насыщение масел водородом, могут смягчить эту проблему, но увеличение такой переработки — означает увеличение затрат.
8. Монокультура
Символами сельскохозяйственных успехов во многих частях мира являются бескрайние поля кукурузы, соевых бобов и пшеницы — одинаковых культур, протянувшиеся, насколько может видеть глаз. К сожалению, эта картина также знак монокультуры, сельскохозяйственной проблемы, которая, очевидно, могла бы стать намного хуже из-за биотоплива.
Монокультура относится к практике выращивания сельскохозяйственных культур, в значительной степени сосредоточенных в одном месте, практически без севооборота. Хотя это является экономически привлекательной практикой, облегчающей труд фермера, зато может иметь серьезные экологические недостатки. Сотни, даже тысячи, гектаров посадок монокультуры, становятся заманчивой мишенью для вредителей растений. Аналогичным образом, питательные вещества, которые откладываются в почву с помощью севооборота, который позволяет «отдохнуть» полям, лежащим под парами, исчезают под интенсивным монокультурным земледелием. Монокультурные хозяйства должны использовать гораздо больше искусственных удобрений, но чем их становится больше, тем выше вероятность загрязнения окружающей среды. Также монокультура увеличивает риск полной потери урожая для фермера в случае массового поражения болезнями и вредителями.
Монокультурная проблема не ограничивается производством биотоплива. Это вопрос, который изучался в течение многих лет в отношении крупномасштабного производства продовольственных культур. Но поскольку многие популярные сельскохозяйственные культуры для производства биотоплива, такие, как кукуруза и соя, также являются и популярными источниками питания для большей части населения в мире, понятно, что проблемы, относящиеся к монокультуре, могут стать намного сложнее, поскольку потребители требуют все больше биотоплива.
9. Генная инженерия для биотопливных культур
Фермеры, выращивающие кукурузу и сою, как потенциальные источники биотоплива, все больше сажают генетически модифицированные версии этих растений. Это не результат селекции, которую фермеры практикуют в течение нескольких лет. Генетически модифицированные сельхозкультуры производятся в лаборатории, устойчивы к гербицидам и вредителям, и дают более высокие урожаи.
В теории, это выглядит, как отличный способ не отставать от спроса на биотопливные культуры. В конце концов, лучшие урожаи будут снижать цены, и давать достаточно кукурузы и соевых бобов для питания и топлива в мире, верно? Но в иногда генетически модифицированные сельскохозяйственные культуры могут получить довольно опасные свойства.
Яркий пример случился в начале 2000-х годов. В ходе первоначальных проверок модифицированного сорта кукурузы, исследователи обнаружили, что сорт, спроектированный отгонять моль, питающуюся кукурузой, давал пыльцу, которая, возможно, могла бы убить личинки бабочки-монарха. Ученые забили тревогу, и дальнейшие тесты подтвердили, что эта пыльца действительно представляет угрозу для бабочек. Кукуруза не попала в массовую продажу, иначе могла бы возникнуть экологическая катастрофа, а бабочки-монархи погибли или мигрировали.
10. Технические проблемы
Пожалуй, один из недостатков биотоплива является наиболее очевидным — оно создано не на основе нефти, поэтому будет действовать по-разному в двигателях , предназначенных для обычного топлива.
Этанол на основе кукурузы, например, имеет более высокую плотность, чем бензин. Топливные форсунки для этанола должны быть больше, чтобы соответствовать по мощности сопоставимому бензиновому двигателю. Алкогольное топливо (в том числе этиловый спирт) может подвергать коррозии или повреждениям некоторые изделия из металла и резиновые уплотнители, используемые в бензиновых двигателях . Преобразование двигателя с одного вида топлива на другой, в некоторых случаях, потребует целый ряд новых прокладок и топливопроводов. И после того, как двигатель заработает, различие в свойствах сгорания между бензином и этанолом означает, что необходимо отрегулировать угол опережения зажигания, чтобы мотор заработал должным образом.
Биодизель не будет выглядеть намного лучше. Благодаря более высокой температуры точки загустевания, чем у дизельного топлива на базе нефти, мотор на биодизеле может быть трудно, если не невозможно запустить в холодную погоду. Проблема еще хуже с чистыми растительными маслами, иногда используемыми в качестве топлива. Водители транспортных средств на таком виде топлива, часто устанавливают дополнительные отопители для топливного бака и топливопроводов, чтобы масло не загустевало. На эту тему есть несколько разработок – в виде двухтопливной системы, сначала работающей на обычном дизтопливе, а потом переходящей на масло, а так же химических добавок, предотвращающих загустевание масла.
В любом случае, требуется много времени и денег, чтобы уравнять биотопливо с топливом на основе нефти, что может отпугнуть потенциальных пользователей биотоплива.
Калькуляторы Окна и двери Пол Фундамент Крыша и кровля Стены и потолок Строительство дома Ремонт квартиры Интерьерные решения
Кто такой Терри Ричардсон? Этот знаменитый фотограф является любимчиком многих западных знаменитостей. Он стал знаковой фигурой во многом благодаря слишком откровенному стилю работы - его излишне сексуализированные фотографии эпатируют публику. Более того
Владимир Мухин – знаменитый российский шеф-повар и ресторатор, победитель и призер международных кулинарных конкурсов. Усилиями шеф-повара московский ресторан «White Rabbit» входит в список пятидесяти лучших ресторанов мира.Мухина называют в числе немноги
БАКЛАЖАННЫЙ САЛАТ " ОВОЩНОЕ БЕЗУМИЕ ". Ингредиенты: 3 кг помидор для томатного пюре 6 крупных морковок 1,5 кг салатного перца 3 кг баклажанов 2 головки чеснока 250 гр подсолнечного масла 250 гр уксуса 0,5 л сахара 1-2 ст ложки соли без верха Способ пригот
