Еще в начале 2000-х годов, когда я был молодым защитником окружающей среды, живущим в дредах, в Мекке хиппи-серферов в Санта-Круз, Калифорния, мой друг поделился сногсшибательным фактом: автомобили могут ездить на растительном масле и алкоголе.
«Чувак!» - воскликнул мой приятель, прежде чем объяснить, что Генри Форд разработал модель Т для работы на биотопливе из конопли, а Рудольф Дизель, который изобрел дизельный двигатель, намеревался использовать его на арахисовом масле. Мало того, но биотопливо не загрязняет окружающую среду, как нефть, я узнал. Вскоре я встретил парня с переоборудованным биодизельным школьным автобусом, который изрыгал восхитительный запах картофеля-фри из своей выхлопной трубы.
Почему никто, кроме мечтательных хиппи, похоже, не знал об этом? И почему, спустя столетие после того, как Модель T была изобретена, мы вели войны из-за нефтяной нефти - и разрушали планету нефтяными отходами - когда мы могли выращивать наше собственное органическое, благоприятное для климата топливо дома?
В течение нескольких месяцев я купил избитый дизельный грузовик и обнаружил, что крадусь за японскими ресторанами, чтобы выкачивать из фритюрницы масло из гигантских металлических чанов, которые пахли как прогорклая темпура. Отбиваясь от крыс и виносов, мы с другом собрали масло в 55-галлонных бочках, смешали его с метанолом, закупленным в специализированном автомобильном магазине, и Red Devil Lye, обычным очистителем для сточных вод из местного хозяйственного магазина (это три основные ингредиенты в биодизеле) на своем заднем дворе. Одетые в защитные перчатки и защитные очки (щелочь и метанол, мы были потрясены, узнав, что они очень токсичны), наш комбинезон запятнан маслом, мы нервно залили первую партию в топливный бак моего грузовика и запустили двигатель.
Мало того, что он работал, но громкий, неуклюжий дизельный двигатель принял плавное мурлыканье (метанол фактически продается как очиститель топливной форсунки, благодаря чему двигатели работают на биодизеле более плавно). Мой друг и я были в восторге, поскольку ядовитый запах дизельного выхлопа сменился относительно приятным ароматом фритюрницы. Мы не только присоединились к революции, чтобы спасти планету, мы наполнили наши резервуары по цене небольшого количества метанола и щелочи.
Биотопливная революция, которой не было
Примерно в то же время толпы любителей биотоплива своими руками собирали использованное фритюрное масло по всей стране, и многочисленные начинающие предприятия начали выпускать переработанный биодизель в промышленных масштабах. Федеральное правительство также принимало участие, предлагая фермерам и нефтяным компаниям стимулы для создания общенациональной промышленности собственного топлива.
С внедрением общенационального стандарта на возобновляемое топливо в 2005 году и Закона об энергетической независимости и безопасности в 2007 году транспортная отрасль была вынуждена внедрять биотопливо в больших масштабах, поэтому почти каждый газовый насос в стране теперь имеет небольшой знак отмечая, что топливо «может содержать до 10 процентов этанола» - топливо на основе спирта, которое является газовым двигателем, эквивалентным биодизелю.
Но эта картина была не такой радужной, как казалось, как мы подробно описали в фоторепортаже об этаноле на основе кукурузы в выпуске Modern Farmer осенью 2017 года. Кукуруза и, в меньшей степени, соевые бобы и мило - единственные на сегодняшний день культуры, которые доказали свою экономическую жизнеспособность для промышленного производства биотоплива в США (большое количество этанола из сахарного тростника производится в тропических странах, таких как Бразилия). Но оказывается, что экологические проблемы, связанные с выращиванием этих культур в промышленном масштабе - культурой, для производства которой требуются высокоплодородные земли, а также обильное орошение, обработка почвы и тракторное топливо, - перевешивают экологические выгоды от сжигания биотоплива на основе кукурузы.
Кукурузный этанол быстро утратил свою репутацию в качестве решения проблемы изменения климата, однако фермеры с нетерпением продолжают его выращивать, чему способствуют повышенные цены, уплачиваемые за бушель с момента вступления в силу стандарта на возобновляемое топливо. Почти 40 процентов ежегодного урожая кукурузы в настоящее время превращается в топливо. «Этаноловое увлечение» привело к тому, что в последние годы некоторые из последних остатков местной прерии стали обрабатывать кукурузу. Этика использования основных сельскохозяйственных угодий для производства топлива, а не еды, в лучшем случае сомнительна.
Биотопливные культуры следующего поколения
Использование переработанного растительного масла в качестве топлива еще не стало широко распространенным коммерческим успехом, и при этом их фритюрного масла недостаточно, чтобы заправлять даже часть транспортных средств в этой стране. Но в теории практически любой растительный материал может быть преобразован в биотопливо, включая отходы, такие как опилки и стебли кукурузы (в настоящее время этанол производится в основном из кукурузных зерен, а не стеблей). Исследователи работают над биотопливом, сделанным из видов, которые растут на маргинальных землях и требуют небольшого количества или вообще не требуют орошения или удобрений. Некоторые даже хотят собирать инвазивные виды в качестве сырья для биотопливных растений.
К сожалению, множество практических и технологических препятствий помешало до настоящего времени крупномасштабному производству этих экологически чистых видов биотоплива. Но поскольку наука продолжает развиваться, эти проблемы, вероятно, будут преодолены. Вот несколько наиболее перспективных видов биотоплива, которые в настоящее время находятся в стадии разработки.
конопля
Мечта Генри Форда может однажды стать реальностью. Конопляное волокно имеет долгую историю использования, и семена не только питательны, но и имеют удивительно высокое содержание масла. Конопля, по сути, сорняк, процветает на бедных землях и требует минимальных вложений, но при этом производит почти в четыре раза больше масла на акр, чем соевые бобы, что в настоящее время является единственной крупной культурой, выращиваемой на биодизеле в США. Самая большая проблема с использованием конопли как биотопливо, что так мало его выращивают. Некоторые страны, такие как Франция и Канада, производят его в ограниченных масштабах, но в США «промышленная» конопля была запрещена фермерам для выращивания с 1930-х годов, даже если она не содержит достаточно ТГК, чтобы кого-то получить высоко.
(Джессикайд через Фотолию) Просо
В то время как этанол на основе кукурузы содержит едва ли столько энергии, сколько требуется для его производства, топливо, полученное из проса, местного прерийного растения, найденного в районе Великих равнин, содержит в 5 раз больше энергии, чем требуется для его выращивания и очистки. в этанол. Вместо того, чтобы возделывать местную прерию для посадки кукурузы, биотопливо на основе проса может стимулировать пересадку прерии. Проблема заключается в том, что технология «целлюлозного» биотоплива, которая необходима для превращения трав и древесных растительных материалов в этанол, развивается не так быстро, как технология, используемая для преобразования зерна в топливо. Он существует, но пока не совсем экономически эффективен. Тем не менее, в США ежегодно производится несколько миллионов галлонов целлюлозного биотоплива, и, похоже, у нас есть только вопрос времени, когда у нас появится технология для замены зерна для замены кукурузы в качестве сырья для этанола.
Carrizo Cane
Сотни тысяч акров в южной части США, от Флориды до Калифорнии, заражены экзотическим растением, известным как тростник карризо, или гигантским тростником. Этот родственник бамбука вырастает на 20-30 футов в год, производя больше биомассы на акр, чем почти любое другое растение на земле. Его рекламировали как еще лучшего кандидата для производства целлюлозного этанола, чем проса, и он уже используется в коммерческих масштабах в Европе, где он является аборигенным видом, для этой цели. Тем не менее, это агрессивные тенденции дают мало стимулов для посадки его в другом месте. Были предприняты некоторые усилия по сбору тростника карризо, который уже растет в США, который встречается главным образом вдоль берегов рек и на заболоченных территориях, где он душит местные растения. Такой подход звучит как беспроигрышный вариант, но до сих пор оказался неосуществимым с логистической точки зрения.
Карризо тростник, также известный как гигантский тростник. (Hk13114 / Shutterstock.com) Ятрофа
Этот тропический кустарник ядовит для людей и домашнего скота, но семена на 40 процентов состоят из масла, которое исторически использовалось в качестве лампового масла. Начиная с середины 2000-х годов десятки тысяч акров ятрофы были посажены на биотопливо, в основном в Индии и Африке. Известно, что растение процветает на маргинальных землях, но для максимальной добычи нефти необходимы богатые почвы и орошение. Исследователи продолжают селекцию улучшенных сортов, однако, и несколько африканских стран продолжают инвестировать в него, рассматривая этот ломкий кустарник как ключ к будущим поставкам топлива.
Семя ятрофы (Pratuan Netsaengsri / Shutterstock.com) морские водоросли
Водоросли производят в 200 раз больше масла на акр, чем соя. Эти быстрорастущие водные организмы можно выращивать в соленой воде, в городских лагунах для сточных вод или в мелких искусственных водоемах в пустыне, где никакие другие культуры не могут выжить. Министерство энергетики США вместе с несколькими крупнейшими в мире нефтяными компаниями вложили сотни миллионов долларов в увеличение производства топлива из водорослей. Десять лет назад промоутеры пообещали, что топливо из водорослей к настоящему времени будет таким же дешевым, как нефтяное топливо, и что оно будет широко доступно на автозаправочных станциях. Но из-за причуд этого завода крупномасштабное производство стало чрезмерно дорогостоящим, и в последние годы многие пуски топлива из водорослей не выдержали. Другие все еще преследуют мечту. Этим летом компания Exxon Mobil сообщила о технологическом прорыве, который обещает, наконец, сделать топливо из водорослей экономически выгодным - однако, оно предполагает использование генно-инженерного штамма водорослей.
Прилив зеленых водорослей в пруду (Detailfoto / Shutterstock.com) Еще истории от современного фермера:
- Овечья шерсть будет расти вечно?
- 6 различий между ламами и альпаками
- Как посадить продовольственный лес этой зимой
