از زمانی که اصطلاح «سوخت زیستی» برای اولین بار وارد فرهنگ واژه انرژی مصرف‌کننده عادی شد، جریان پیوسته پیشرفت‌هایی در این فناوری وجود داشته است. در حالی که تصور عمومی در مورد سوخت های زیستی ممکن است در طول سال ها تغییر کرده باشد، علاقه زیادی به مزایا و معایب این منبع سوخت همچنان وجود دارد. برای همه مصرف کنندگان مهم است که جنبه های مثبت و منفی این فناوری هنوز در حال ظهور را به طور جدی در نظر بگیرند.
مزایای سوخت های زیستی
طرفداران سوخت زیستی اغلب به مزایای این سوخت های گیاهی و حیوانی اشاره می کنند.هیچ منبع سوختی کاملا مثبت یا کاملا منفی نیست. مصرف کنندگان باید مزایا و معایب سوخت های زیستی را بسنجید تا تعیین کنند که آیا با این منبع به عنوان جایگزینی برای سوخت های سنتی احساس راحتی می کنند یا خیر.
سوخت های زیستی کم هزینه
قیمت سوخت های زیستی در حال کاهش بوده و پتانسیل آن را دارند که به طور قابل توجهی ارزان تر از بنزین و سایر سوخت های فسیلی باشند. در واقع، اتانول در حال حاضر ارزان تر از گازوئیل و بنزین است. این امر به ویژه زمانی که تقاضای جهانی برای نفت افزایش می‌یابد، عرضه نفت کاهش می‌یابد و منابع بیشتری از سوختهای زیستی آشکار می‌شوند، صادق است.
بر اساس گزارش RFA (انجمن سوخت های تجدیدپذیر) فوریه 2019 چشم انداز صنعت اتانول، سال 2018 رکوردشکنی برای تولید اتانول بود و به 16.1 میلیارد گالن اتانول تجدیدپذیر رسید. این گزارش می‌گوید: «اتانول همچنان بالاترین اکتان و کم‌هزینه‌ترین سوخت موتور روی کره زمین است.علاوه بر این، در سال 2019، وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) 73 میلیون دلار برای 35 پروژه تحقیق و توسعه (R&D) انرژی زیستی اختصاص داد. اهداف این پروژه عبارتند از:
- برای کاهش افت هزینه های سوخت زیستی
- برای "فعال کردن محصولات با ارزش بالا از منابع زیست توده یا زباله"
- برای کاهش هزینه تولید نیروی زیستی
وزیر سابق ریک پری گفت هدف کلی تحقیق و توسعه «تولید سوختهای زیستی مقرون‌به‌صرفه است که با زیرساخت‌های سوخت‌رسانی موجود و وسایل نقلیه در طیف وسیعی از حالت‌های حمل‌ونقل، از جمله سوختهای تجدیدپذیر بنزین، دیزل و جت سازگار باشد». حتی تولید 1 میلیارد تن (تن خشک) زیست توده غیرغذایی در ایالات متحده مشکلی در بازار مواد غذایی و کشاورزی ایجاد نخواهد کرد.
منبع مطالب
براساس RFA، پروژه‌های تحقیق و توسعه با بودجه DOE شامل فرآیندهای تشدید کشت جلبک‌ها به عنوان سوخت زیستی، تحقیقات سیستمی فناوری‌های سوخت زیستی هیدروکربنی پیشرفته و انرژی‌های تجدیدپذیر از زباله‌های شهری و حومه‌ای - متان زباله مرطوب است.در حالی که نفت یک منبع محدود است که از مواد خاصی به دست می آید، سوخت های زیستی را می توان از طیف گسترده ای از مواد از جمله ضایعات محصول، کود، سایر محصولات جانبی و جلبک ها تولید کرد. این امر آن را به یک گام کارآمد در بازیافت تبدیل می کند.
امنیت
سوخت های زیستی را می توان به صورت محلی تولید کرد که وابستگی کشور به انرژی خارجی را کاهش می دهد. با کاهش وابستگی به منابع سوخت خارجی، کشورها می توانند از یکپارچگی منابع انرژی خود محافظت کرده و آنها را از تأثیرات خارجی در امان نگه دارند. علاوه بر این، سوختهای زیستی می‌توانند وابستگی به سوختهای فسیلی را تا حد زیادی تغییر دهند، زیرا بیشتر سوخت‌ها
تحریک اقتصادی
از آنجایی که سوخت های زیستی به صورت محلی تولید می شوند، کارخانه های تولید سوخت زیستی می توانند صدها یا هزاران کارگر را استخدام کنند و مشاغل جدیدی در مناطق روستایی ایجاد کنند. تولید سوخت زیستی تقاضا برای محصولات سوخت زیستی مناسب را افزایش می دهد و باعث تحریک اقتصادی صنعت کشاورزی می شود. سوخت رسانی به خانه ها، مشاغل و وسایل نقلیه با سوخت های زیستی ارزان تر از سوخت های فسیلی است.
کمتر انتشار کربن
وقتی سوخت های زیستی سوزانده می شوند، به طور قابل توجهی تولید کربن کمتر و سموم کمتری نسبت به سوخت های کربنی تولید می کنند. انتشار کربن کمتر آنها را جایگزین ایمن تری برای حفظ کیفیت جو و کاهش آلودگی هوا می کند.
تجدیدپذیری یک مزیت است
مدت زیادی طول می کشد تا سوخت های فسیلی تولید شوند. با این حال، سوخت های زیستی راحت تر تولید می شوند و با رشد محصولات جدید و جمع آوری مواد زائد، قابل تجدید هستند. بسیاری از مواد زائد محصولات غذایی را می توان در تولید سوخت های زیستی استفاده کرد. بقایای حاصل از تولید میوه ها و غلات کشاورزی شامل کاه و باگاس (الیاف نیشکر) است که به راحتی برای تولید زیست توده قابل دسترسی هستند.
سوخت های زیستی نسل اول
EPA بیان می‌کند که از چندین منبع نسل اول برای تولید سوختهای زیستی مانند نیشکر و چغندرقند که به عنوان محصولات شکر شناخته می‌شوند، استفاده می‌شود. سوخت زیستی دیگری با استفاده از سویا و کلزا ساخته می شود که به محصولات دانه روغنی معروف است.محصولات نشاسته ای ذرت و سورگوم هستند. چربی ها و روغن های حیوانی برای تولید بیودیزل پردازش می شوند. الکل‌های زیستی این محصولات شامل اتانول، پروپانول و بوتانول است.
سوختهای زیستی نسل دوم
دایره‌المعارف بریتانیکا سوختهای زیستی نسل دوم را به‌عنوان تأثیر کمتری بر محیط‌زیست مورد بحث قرار می‌دهد، زیرا برخلاف نسل اول سوختهای زیستی، مواد خام از گیاهان غیرخوراکی هستند، برخی از این گیاهانی که انسان نمی‌خورد، شامل بامبو، علف‌ها، انواع چوب ها (خاک اره) و گیاهان. با این حال، سوختهای زیستی سلولزی در حال حاضر نرخ تبدیل پایین‌تری در تولید دارند و به‌عنوان افزودنی‌های سوخت به جای جایگزینی برای بنزین، مناسب‌تر هستند.
سوخت های زیستی نسل سوم
سوخت های زیستی ساخته شده از جلبک ها به عنوان سوخت های زیستی نسل سوم نامیده می شوند. جلبک به عنوان سوخت زیستی بسیار امیدوار کننده است زیرا سوخت با کیفیت و متنوعی تولید می کند. جلبک ها روغنی تولید می کنند که به راحتی به سوخت دیزل تبدیل می شود، اما پایداری جلبک نسبت به سایر سوخت های زیستی کمتر است.روغن بسیار غیراشباع در دماهای بالا فرار است.
نمونه ای برای اداره شهر با سوخت زیستی
نشنال جئوگرافیک کریستیانستاد، شهری سوئدی که از بیوگاز کار می‌کند، نشان می‌دهد. این شهر نیازهای برق و گرمایش خود را از تولید بیوگاز تامین می کند. سوخت خودروها همراه با اتوبوس های شهری و کامیون های حمل زباله است. دو پالایشگاه این شهر سوخت زیستی کافی برای جایگزینی بنزین مورد نیاز سالانه 1.1 میلیون گالن تولید می کنند.
معایب سوخت های زیستی
با وجود ویژگی‌های مثبت فراوان سوختهای زیستی، معایب بسیاری نیز برای این منابع انرژی وجود دارد. اینها می توانند به عنوان استدلال هایی علیه جایگزینی سوخت های زیستی به جای سوخت های فسیلی مطرح شوند.
خروجی انرژی
سوختهای زیستی خروجی انرژی کمتری نسبت به سوختهای سنتی دارند و بنابراین برای تولید همان سطح انرژی نیاز به مصرف مقادیر بیشتری دارند.این امر باعث شده است که برخی از تحلیلگران انرژی بر این باور باشند که سوخت های زیستی ارزش کار برای تبدیل آنها به اتانول را به جای برق ندارند.
تولید کربن انتشار
مطالعات متعددی برای تجزیه و تحلیل ردپای کربن سوختهای زیستی انجام شده است، و در حالی که سوختهای زیستی پاک‌تر هستند، نشانه‌های قوی‌ای وجود دارد که فرآیند تولید سوخت را نشان می‌دهد - از جمله ماشین‌آلات لازم برای کشت محصولات و گیاهان برای تولید. سوخت - انتشار کربن زیادی دارد. علاوه بر این، قطع جنگل ها برای کشت محصولات برای سوخت های زیستی به انتشار کربن می افزاید.
هزینه بالا
برای پالایش سوختهای زیستی به تولید انرژی کارآمدتر، و ایجاد کارخانه‌های تولیدی لازم برای افزایش مقادیر سوخت زیستی، اغلب سرمایه‌گذاری اولیه بالایی مورد نیاز است که تولید آن را در حال حاضر گران‌تر از سایر روش‌های سوخت خودروها می‌کند، حتی اگر این ممکن است در آینده تغییر کند.
قیمت غذا
همانطور که تقاضا برای محصولات غذایی مانند ذرت برای تولید سوخت زیستی افزایش می یابد، قیمت محصولات غذایی اصلی ضروری را افزایش می دهد.به گفته دانشگاه میشیگان، افزایش مواد اولیه سوخت زیستی به معنای افزایش تقاضا برای ذرت بوده و قیمت آن را بین 20 تا 50 درصد افزایش داده است. با تبدیل زمین به محصولات زیستی، محصولات کمتر برای مصرف انسان به معنای قیمت بالاتر و در برخی موارد ممکن است کمبود مواد غذایی باشد
کمبود مواد غذایی
نگرانی وجود دارد که استفاده از زمین‌های زراعی با ارزش برای کشت محصولات سوختی می‌تواند بر هزینه مواد غذایی تأثیر بگذارد و احتمالاً منجر به کمبود مواد غذایی شود. گیاهان زیستی ممکن است هزینه های تولید را از طریق افزایش استفاده از زمین و تقاضای آب برای آبیاری محصولات افزایش دهند. برخی از کارشناسان به بحران غذایی جهان در سال 2008 در مورد برنج به عنوان نمونه ای از اتفاقاتی که ممکن است به دلیل افزایش محصولات زیستی رخ دهد اشاره می کنند، اگرچه بحران برنج ربطی به سوخت های زیستی نداشت و ناشی از محدودیت های تجاری و خرید وحشتناک بود. با این حال، این کمبود است که به عنوان نمونه ای از آنچه ممکن است اتفاق بیفتد زمانی که غذای کافی تولید نمی شود و در حال حاضر، محصولات زیستی با محصولات غذایی رقابت می کنند، استفاده می شود.
استفاده از آب
مقادیر انبوه آب برای آبیاری مناسب محصولات سوخت زیستی و همچنین تولید سوخت مورد نیاز است که می تواند منابع آب محلی و منطقه ای را تحت فشار قرار دهد. یک ارزیابی در سال 2018 در مورد تأثیر آب سوختهای زیستی ایالات متحده همچنین به تأثیر جابجایی محصولات ردیفی توسط محصولات انرژی برای سوخت زیستی و نیازهای آبیاری پرداخت. کشف شد که محصولات انرژی زا بزرگتر از محصولات ردیفی هستند، به فصل رشد طولانی تری نیاز دارند و جریان آب را کاهش می دهند. تعرق (حرکت آب در گیاهان و تبخیر) 15% تا 30% و در مواردی این میزان مصرف آب از 60% تا 80% افزایش یافته است.
آینده سوخت های زیستی
سوخت های زیستی گلوله نقره ای برای مشکلات انرژی جهان نیست. برای حل مسئله کاهش ذخایر سوخت فسیلی، باید تمام ابزارهای قابل دوام برای برداشت انرژی را به طور کامل دنبال کرد. با این حال، این واقعیت باقی می ماند که سوخت های زیستی یک منبع انرژی جایگزین قابل اعتماد هستند.با توسعه و تحقیقات بیشتر، می توان بر معایب سوخت های زیستی غلبه کرد و آنها را برای استفاده گسترده مصرف کنندگان مناسب ساخت. هنگامی که این فناوری در دسترس باشد، بسیاری از معایب به حداقل می رسد و بازار به وضوح دارای پتانسیل است. بسیاری از این می تواند به توانایی تولید کنندگان انرژی برای کشف گیاهان بهتر برای تولید سوخت که آب کمتر، زمین کمتری مصرف می کنند و به سرعت رشد می کنند، متکی باشد.
