Welkom bij
Moderne landbouw
!
"Gozer!" riep mijn buddy uit voordat hij uitlegde dat Henry Ford de Model T ontwierp om op hennepbiobrandstof te rijden, en Rudolf Diesel, die de dieselmotor uitvond, bedoeld om op arachideolie te lopen. Niet alleen dat, maar biobrandstoffen vervuilen niet zoals aardolie, Ik heb geleerd. Ik ontmoette al snel een man met een omgebouwde schoolbus op biodiesel, die de heerlijke geur van frites uit zijn uitlaat braakte.
Waarom leken niemand anders dan dromerige hippies zich hiervan bewust? En waarom, een eeuw nadat het Model T werd uitgevonden, Waren we oorlogen voeren om aardolie - en de planeet ruïneren met aardolie-uitlaatgassen - terwijl we onze eigen biologische, klimaatvriendelijke brandstof in huis?
Binnen een paar maanden had ik een versleten dieseltruck gekocht en merkte ik dat ik achter Japanse restaurants sluip om gebruikte frituurolie uit gigantische metalen vaten te hevelen die naar ranzige tempura roken. Afweren van de ratten en winos, een vriend en ik verzamelden de olie in vaten van 55 gallon, het mengen met methanol uit een gespecialiseerde autowinkel, en Rode Duivelsloog, een gewone afvoerreiniger van de plaatselijke bouwmarkt (dit zijn de drie hoofdingrediënten van biodiesel) in zijn achtertuin. Uitgedost in gevaarlijke handschoenen en veiligheidsbrillen (loog en methanol, we waren verbijsterd om te leren, zijn zeer giftig), onze overalls gekleurd met olie, we schonken zenuwachtig de eerste batch in de brandstoftank van mijn vrachtwagen en startten de motor.
Het liep niet alleen, maar de luide, clanky dieselmotor nam een soepele spin aan (methanol wordt eigenlijk verkocht als brandstofinjectorreiniger, waardoor motoren soepeler lopen op biodiesel). Mijn vriend en ik gaven een high-five toen de schadelijke geur van dieseluitlaatgassen plaatsmaakte voor een relatief aangename geur van een frituurpan. We hadden niet alleen deelgenomen aan een revolutie om de planeet te redden, we waren onze tanks aan het vullen voor de prijs van een beetje methanol en loog.
Rond die tijd, hordes doe-het-zelf-enthousiastelingen van biobrandstof waren in het hele land bezig met het opruimen van gebruikte frituurolie, en tal van startende ondernemingen begonnen op commerciële schaal gerecycleerde biodiesel te produceren. Ook de federale overheid bemoeide zich ermee, het aanbieden van prikkels voor boeren en oliemaatschappijen om een landelijke brandstofindustrie op te bouwen.
Met de implementatie van de landelijke norm voor hernieuwbare brandstof in 2005, en de Energy Independence and Security Act in 2007, de transportindustrie werd gedwongen om op grote schaal biobrandstoffen te gebruiken, daarom heeft bijna elke benzinepomp in het land nu een klein bordje waarop staat dat de brandstof "tot 10 procent ethanol kan bevatten" - de op alcohol gebaseerde brandstof die het gasmotorequivalent is van biodiesel.
Maar dit beeld was niet zo rooskleurig als het leek, zoals we hebben beschreven in een foto-essay over ethanol op basis van maïs in het najaar van 2017 van Moderne boer . maïs en, in mindere mate, sojabonen en milo zijn tot nu toe de enige gewassen die economisch levensvatbaar zijn gebleken voor de productie van biobrandstoffen op industriële schaal in de VS (grote hoeveelheden suikerriet-ethanol worden geproduceerd in tropische landen, zoals Brazilië). Maar het blijkt dat de milieuproblemen die gepaard gaan met het verbouwen van die gewassen op industriële schaal - een gewas dat zeer vruchtbare grond en overvloedige irrigatie vereist, grondbewerking, en tractorbrandstof om te produceren – opwegen tegen de milieuvoordelen van het verbranden van biobrandstof op basis van maïs.
Maïsethanol heeft snel zijn reputatie als oplossing voor klimaatverandering verloren, maar boeren blijven het gretig planten, ondersteund door de hogere prijzen die per schepel werden betaald sinds de inwerkingtreding van de Renewable Fuel Standard. Bijna 40 procent van de jaarlijkse maïsoogst wordt nu omgezet in brandstof. De "ethanolrage" heeft ertoe geleid dat enkele van de laatste overblijfselen van de inheemse prairie de afgelopen jaren zijn bewerkt om maïs te planten. De ethiek van het gebruik van eersteklas landbouwgrond om brandstof te verbouwen in plaats van voedsel is op zijn best twijfelachtig.
Het gebruik van gerecyclede frituurolie als brandstof is nog geen wijdverbreid commercieel succes geworden, noch is er voldoende frituurolie om zelfs maar een fractie van de voertuigen in dit land van brandstof te voorzien. Maar in theorie, bijna elk plantaardig materiaal kan worden omgezet in biobrandstof, inclusief afvalproducten zoals zaagsel en maïsstengels (momenteel wordt ethanol voornamelijk gemaakt van maïskorrels, geen stengels). Onderzoekers werken aan biobrandstoffen gemaakt van soorten die overvloedig groeien op marginale gronden en die weinig of geen irrigatie of kunstmest nodig hebben. Sommigen willen zelfs invasieve soorten oogsten als grondstof voor biobrandstofplanten.
Helaas, een verscheidenheid aan praktische en technologische hindernissen hebben tot nu toe de grootschalige productie van deze milieuvriendelijke biobrandstoffen verhinderd. Maar naarmate de wetenschap vordert, deze uitdagingen zullen waarschijnlijk worden overwonnen. Hier zijn enkele van de meest veelbelovende biobrandstoffen die momenteel in ontwikkeling zijn.
De droom van Henry Ford kan ooit werkelijkheid worden. Hennepvezel heeft een lange gebruiksgeschiedenis, en de zaden zijn niet alleen voedzaam, maar hebben een opmerkelijk hoog oliegehalte. Hennep, in wezen een onkruid, gedijt op arm land en vereist minimale input, maar produceert bijna vier keer zoveel olie per hectare als sojabonen, wat momenteel het enige gewas is dat op grote schaal voor biodiesel in de VS wordt verbouwd. De grootste uitdaging bij het gebruik van hennep als biobrandstof is dat er zo weinig van wordt verbouwd. Sommige landen, zoals Frankrijk en Canada, op beperkte schaal produceren, maar in de VS is het voor boeren sinds de jaren dertig verboden om "industriële" hennep te kweken, ook al bevat het niet genoeg THC om iemand high te maken.
Terwijl ethanol op basis van maïs nauwelijks zoveel energie bevat als nodig is om het te produceren, brandstof gemaakt van switchgrass, een inheemse prairieplant gevonden in de Great Plains-regio, bevat meer dan 5 keer zoveel energie dan nodig is om het te kweken en te raffineren tot ethanol. In plaats van de inheemse prairie te bewerken om maïs te planten, biobrandstof op basis van switchgrass zou herbeplanting van de prairie kunnen stimuleren. Het probleem is dat “cellulose” biobrandstoftechnologie, die nodig is om grassen en houtachtige plantmaterialen om te zetten in ethanol, is niet zo snel gevorderd als de technologie die wordt gebruikt om graan in brandstof om te zetten. Het bestaat, maar het is nog niet helemaal kosteneffectief. Nog altijd, er worden nu jaarlijks enkele miljoenen gallons cellulose-biobrandstof geproduceerd in de VS, en het lijkt erop dat het slechts een kwestie van tijd is voordat we de technologie hebben voor switchgrass om maïs te vervangen als grondstof voor ethanol.
Switchgrass voor de productie van biobrandstoffen. Foto:Olexandr Panchenko / Shutterstock.com
Honderdduizenden acres in het zuiden van de V.S. van Florida tot Californië, zijn besmet met een exotische plant die bekend staat als carrizo-riet, of reusachtig riet. Dit familielid van bamboe wordt in een jaar tijd 20 tot 30 voet lang, produceren van meer biomassa per hectare dan bijna elke andere plant op aarde. Het is aangeprezen als een nog betere kandidaat voor de productie van cellulose-ethanol dan switchgrass, en wordt al op commerciële schaal gebruikt in Europa, waar het een inheemse soort is, met dat doel. De invasieve neigingen geven weinig aanleiding om het ergens anders te planten, echter. Er is enige moeite gedaan om het carrizo-riet te oogsten dat al in de VS groeit, die voornamelijk voorkomt langs rivieroevers en in wetlands, waar het inheemse planten verstikt. Deze aanpak klinkt als een win-win, maar is tot nu toe logistiek onhaalbaar gebleken.
Carrizo-riet, ook wel reuzenriet genoemd. Foto:hk13114 / Shutterstock.com
Deze tropische struik is giftig voor mens en vee, maar de zaden zijn voor 40 procent olie, die van oudsher als lampolie werd gebruikt. Vanaf het midden van de jaren 2000, tienduizenden acres jatropha werden geplant voor biobrandstof, voornamelijk in India en Afrika. De plant stond erom bekend te gedijen op marginale gronden, maar rijke grond en irrigatie zijn nodig voor een maximale olieproductie. Onderzoekers gaan door met het veredelen van verbeterde rassen, echter, en verschillende Afrikaanse landen blijven erin investeren, zien deze slordige struik als een sleutel tot hun toekomstige brandstofvoorziening.
Jatropha-zaad. Foto:Pratuan Netsaengsri / Shutterstock.com
Algen produceren tot 200 keer meer olie per hectare dan soja. Deze snelgroeiende waterorganismen kunnen in zout water worden gekweekt, gemeentelijke afvalwaterlagunes, of in ondiepe kunstmatige bassins in de woestijn waar geen andere gewassen kunnen overleven. Het Amerikaanse ministerie van Energie, samen met een aantal van 's werelds grootste oliemaatschappijen, honderden miljoenen dollars hebben gestoken in het opschalen van de productie van algenbrandstof. Een decennium geleden, Promotors van de industrie beloofden dat algenbrandstof nu net zo goedkoop zou zijn als petroleumbrandstof - en dat het overal verkrijgbaar zou zijn in benzinestations. Maar de eigenaardigheden van de fabriek hebben grootschalige productie onbetaalbaar gemaakt, en de afgelopen jaren zijn veel startups voor algenbrandstof ten onder gegaan. Anderen jagen nog steeds de droom na. Deze zomer, Exxon Mobil rapporteerde een technologische doorbraak die belooft om eindelijk algenbrandstof kosteneffectief te maken - dat doet het, echter, omvatten genetisch gemanipuleerde algenstam.
Een vloedgolf van groene algen in een vijver. Foto:Detailfoto / Shutterstock.com
