mitkä ovat Etanolibiopolttoaineen hyvät ja huonot puolet?

käytämme energiaa joka päivä. Käytämme sitä sytyttämään valoja, lämmittämään kotejamme ja antamaan virtaa autoille. Suurin osa maailman energiasta tulee fossiilisten polttoaineiden polttamisesta. Tutkijat ja insinöörit etsivät kuitenkin kestävämpiä vaihtoehtoja.

biopolttoaineista on tulossa suosittu vaihtoehto perinteisille fossiilisille polttoaineille. Mutta kuten minkä tahansa uuden teknologian kohdalla, on tärkeää punnita hyviä ja huonoja puolia. Tarkastellaanpa joitakin niistä.

mitä biopolttoaine on ja miten sitä käytetään?

biopolttoaineita saadaan äskettäin kuolleista tai elävistä kasviaineksista ja eläinjätteistä. Tämä eroaa fossiilisista polttoaineista, jotka ovat peräisin kauan sitten kuolleesta kasvi-ja eläinaineksesta. Yleisimmin käytetyt biopolttoaineet ovat etanoli ja biodiesel. Ne tuotetaan kasveista, joita yleensä viljellään viljelykasvina. Nämä laitokset muodostavat biomassan, jota käytetään raaka-aineena biopolttoaineiden tuotannossa. Raaka-aine on mitä tahansa materiaalia, jota käytetään biopolttoaineiden valmistukseen. Pohjois-Amerikassa maissi on tärkein etanolin tuotannossa käytetty raaka-ainetyyppi.

etanolin valmistaminen maissista aloitetaan tärkkelyksen pilkkomisella. Tärkkelys on monimutkainen hiilihydraatti. Etanolin tuottamiseksi se on jaoteltava yksinkertaisiin sokereihin, kuten dekstroosiin ja glukoosiin. Käyminen muuntaa nämä sokerit etanoliksi.

Tiesitkö?

hiiva fermentoi sokeria etanoliksi anaerobisissa olosuhteissa. Tämä tarkoittaa, että prosessi voi tapahtua ilman happea!

Biodiesel valmistetaan kasviöljyistä tai eläinrasvoista. Transesteröinniksi kutsuttu reaktio on vastuussa kasviöljyjen muuntumisesta biodieseliksi. Transesteröinti on alkoholin reaktio öljyn tai rasvan kanssa, jolloin syntyy rasvahappoalkyyliestereitä eli biodieseliä.

kanadalaisten biojalostamojen kapasiteetti on 1,7 miljardia litraa etanolia vuodessa. Suurin osa tästä sekoitetaan bensiiniin. Suurin osa 1980-luvun jälkeen rakennetuista bensiinikäyttöisistä ajoneuvoista voi kulkea jopa 10% etanolin seoksella (E10) ilman moottorimuutoksia. Jotkut pohjoisamerikkalaiset autoyhtiöt valmistavat muunnelluilla moottoreilla varustettuja Flex-Fuel-ajoneuvoja. Näissä moottoreissa voidaan käyttää jopa 85% etanolin ja 15% bensiinin seoksia (E85).

Tiesitkö?

Yhdysvallat ja Brasilia ovat maailman kärkeä biopolttoaineiden tuotannossa. Yhdessä ne tuottavat 70 prosenttia maailman biopolttoaineista!

Kanadan uusiutuvia polttoaineita koskevat säännökset säädettiin vuonna 2010. Niissä edellytetään, että uusiutumattomassa fossiilisessa polttoaineessa on keskimäärin 5 prosenttia uusiutuvaa polttoainetta. Tämä 5 prosentin taso saavutetaan tällä hetkellä maissin ja vehnän etanolilla (E5). Entä E85-seos, jota voidaan käyttää Flex-Fuel-autoissa? Jotkin kanadalaiset yritykset, joilla on suuri kalusto, käyttävät E85: tä. Sitä ei kuitenkaan ole vielä laajalti saatavilla. Kanadassa on vain kourallinen huoltoasemia, jotka myyvät E85: tä. Sen sijaan Yhdysvalloissa on yli 3 000 E85-pumpuilla varustettua huoltoasemaa, jotka saattavat kuulostaa paljolta. Se on kuitenkin edelleen alle 2 prosenttia kaikista polttoaineasemista.

mitkä ovat biopolttoaineiden hyvät puolet?

etanolia pidetään uusiutuvana energialähteenä. Tämä johtuu siitä, että uusia viljelykasveja voidaan kasvattaa täydentämään raaka-ainetta, jota tarvitaan sen tekemiseen. Toisaalta fossiilisten polttoaineiden tuottaminen vie miljoonia vuosia. Niitä pidetään uusiutumattomana resurssina, koska kun ne on käytetty loppuun, se on siinä!

yksi biopolttoaineiden käytön tärkeimmistä eduista on se, että se vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Vuonna 2017 öljy-ja kaasu-sekä kuljetusalan osuus Kanadan kasvihuonekaasupäästöistä oli yli 50%. Suurin osa näistä oli fossiilisia polttoaineita, kuten bensiiniä, polttamalla vapautunutta hiilidioksidia (CO2).

graafisen tekstin versio

fossiilisten polttoaineiden poltossa ilmakehään vapautuva hiilidioksidi tuottaa voimakkaita kasvihuonekaasuja. Nämä kasvihuonekaasut edistävät ilmastonmuutosta. Valitettavasti ei ole mitään keinoa muuttaa CO2: ta takaisin fossiilisiksi polttoaineiksi.

hiilidioksidia syntyy, kun myös biopolttoaineita poltetaan. Mutta osa biopolttoaineiden polttamisesta vapautuvasta hiilidioksidista imeytyy uuteen raaka-ainekasvustoon fotosynteesiprosessin kautta. Hiilidioksidi sisältyy kasvien tuottamiin sokerimolekyyleihin. Nämä muutetaan lopulta takaisin biopolttoaineiksi. Tämän vuoksi etanolia pidetään hiilineutraalina.

Tiesitkö?

on havaittu, että etanolista saadaan 25% enemmän energiaa kuin sen tuotantoon käytetään, ja biodieselistä peräti 93%!

mitkä ovat biopolttoaineiden haitat?

Biopolttoaineetkin huolestuttavat. Joitakin huolenaiheita ovat energiatase, ruoka vastaan polttoaine-keskustelu ja biopolttoaineiden saatavuus.

onko biopolttoaineilla negatiivinen energiatase vai positiivinen energiatase?

itse etanolia pidetään hiilineutraalina. Mutta sen tuottamisprosessi ei ole. Fossiilisia polttoaineita käytetään usein koko biopolttoaineiden tuotantoprosessin ajan. Esimerkiksi maanviljelijöiden traktoreissa käytetään dieseliä. Rekat, jotka kuljettavat raaka-aineen biojalostamoihin, käyttävät dieselpolttoainetta. Biojalostamot itse käyttävät joskus fossiilisia polttoaineita voimanlähteenään. Jos polttoaineen tuottamiseen tarvittava energia on suurempi kuin lähtöenergia, kyseisellä polttoaineella on negatiivinen energiatase. Huono juttu. Jos lähtöenergia on suurempi kuin syöttöenergia, polttoaineella on positiivinen energiatase. Se on hyvä.

tutkijoiden on tehtävä elinkaarianalyysejä ymmärtääkseen täysin biopolttoaineiden KASVIHUONEKAASUVAIKUTUKSET verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin. Etanolin tuotannon alkuaikoina monissa tutkimuksissa havaittiin, että sen energiatase oli negatiivinen. Viimeaikaiset kanadalaiset ja yhdysvaltalaiset elinkaarianalyysit ovat kuitenkin löytäneet vaatimattoman positiivisen energiataseen maissietanolin tuotantoteollisuudessa. Parannukset johtuvat pitkälti uudemmista, energiatehokkaista biojalostamoista.

mikä on ”ruoka vs. polttoaine-Keskustelu”?

biopolttoaineisiin liittyy joitakin taloudellisia ja eettisiä huolenaiheita. Mitä tapahtuu, jos ihmiset käyttävät viljelysmaata polttoainebiomassan kasvattamiseen ruoan sijaan? Tämä liittyy elintarviketurvaan. Ensimmäisen sukupolven biopolttoaineiden arvostelijat väittävät, että ruokakasvien käyttäminen polttoainetuotantoon nostaa ruoan hintaa. Tämä vaikeuttaa ihmisten varaa syödä terveellisesti.

tavara on kaikkea arvokasta, mitä ostetaan, myydään tai kaupataan. Katsotaanpa esimerkkiä yhdestä hyödykkeestä: maissista.

maissi on uusiutuva raaka-aine. Mutta jotkut sadot onnistuvat paremmin kuin toiset. Se tarkoittaa, että sen tarjonta voi vaihdella. Kun viljelyolosuhteet ovat hyvät, maissia voi olla runsaasti. Sitä voi riittää ihmisravinnoksi, eläinten rehuksi ja biopolttoaineiden tuotantoon. Joskus sadot kuitenkin kärsivät kuivuuden, tulvien ja kylmien jaksojen kaltaisten olosuhteiden vuoksi. Näinä aikoina maissin tarjonta saattaa vähentyä. Kun tavaran tarjonta vähenee, hinta nousee.

tässä ”ruoka vastaan polttoaine” – keskustelussa on tietysti toinenkin puoli. Joidenkin tutkimusten mukaan maailmanlaajuinen ruokahävikki on ruokaturvan kannalta paljon suurempi ongelma kuin kilpailu biopolttoaineiden kanssa. Jotkut tutkijat ovat jopa ehdottaneet, että normaalisti hävikkiin menevät elintarvikkeet pitäisi sen sijaan ohjata biopolttoaineteollisuuteen.

biopolttoaineet voivat vaikuttaa myös muiden eliöiden ruokaan ja resursseihin. Biopolttoaineiden tuottamiseen tarvitaan paljon maata. Maan raivaamisella maataloudelle voi olla suuria vaikutuksia ympäristöön sekä siellä eläviin kasvi-ja eläinkuntaan.

tiivistettynä

fossiilisten polttoaineiden ja biopolttoaineiden väliseen keskusteluun ei varmasti ole helppoja vastauksia. Maailmanlaajuinen elintarvikeketju ja biopolttoaineteollisuus liittyvät toisiinsa monimutkaisilla tavoilla. Ihmiset ovat kuitenkin yhä tietoisempia ensimmäisen sukupolven ravintokasvipohjaisten biopolttoaineiden mahdollisista haitoista. Myös toisen sukupolven biopolttoaineita ollaan viemässä eteenpäin. Nämä käyttävät non-food raaka-aineita, kuten maatalous -, ravintola-ja yhdyskuntajätettä.