Hoe werken biobrandstoffen van de tweede generatie?

Je kijkt naar een veld met miscanthus, een belangrijk lid van de tweede generatie biobrandstoffen dat helpt om de focus op biobrandstof te verleggen van maïs. Meer weten? Bekijk deze afbeeldingen van voertuigen op alternatieve brandstof. Tim Graham / Getty-afbeeldingen

Op het eerste gezicht lijken de velden met miscanthus die Sampson County, N.C. bedekken, van weinig belang. Miscanthus is 1,21 meter hoger dan een basketbalring en is een gigantisch, stekelig, oneetbaar - en sommigen zouden zeggen nutteloos - gras. Maar volgens anderen zouden deze extra grote messen ooit zo waardevol kunnen zijn als goud, of op zijn minst een tank benzine. Een bedrijf genaamd Chemtex is van plan om een ​​raffinaderij van $ 170 miljoen te bouwen in Sampson County die elk jaar 20 miljoen ton miscanthus en andere grassen zal omzetten in ethanol [bron: Ramsey].

Jarenlang hebben politici, journalisten en wetenschappers gepleit voor het omzetten van planten in ethanol en biodiesel om het wereldwijde verbruik van fossiele brandstoffen, met name ruwe olie, te verminderen. Biobrandstof verbrandt schoner dan fossiele brandstoffen, waardoor er minder vervuilende stoffen en broeikasgassen, waaronder kooldioxide, in de atmosfeer terechtkomen.

Veel van de biobrandstoffen in de wereld zijn afkomstig van voedselgewassen zoals tarwe, maïs, sojabonen en suikerriet. De energie die door deze fabrieken wordt geproduceerd, staat bekend als een "eerste generatie" biobrandstof. Het blijkt dat deze biobrandstofpioniers niet de belofte houden die ze ooit hebben gedaan. Om te beginnen concurreren sommige biobrandstofgewassen van de eerste generatie, vooral maïs, met voedselgewassen om land en water. Het Amerikaanse ministerie van landbouw zegt dat raffinaderijen die ethanol ontwikkelen uit maïs elk jaar ongeveer 40 procent van de maïsoogst consumeren [bron: Blas]. In 2009 ging 25 procent van alle Amerikaanse maïs en graangewassen niet naar de productie van voedsel, maar naar de productie van biobrandstof [bron: Vidal].

Een dergelijke consumptie van gewassen kan veel problemen veroorzaken, waaronder hogere voedselprijzen en ontbossing. Bovendien kunnen de kosten voor het omzetten en gebruiken van voedselgewassen als brandstofbron prijzig zijn. Dat komt omdat raffinaderijen slechts kleine delen van de plant kunnen gebruiken voor de productie van biobrandstoffen, zoals het olie-, suiker- en zetmeelgehalte. Door deze inefficiëntie zijn biobrandstoffen van de eerste generatie minder milieuvriendelijk. Bovendien zijn experts nu van mening dat biobrandstoffen ruwe olie als energiebron bij uitstek nooit volledig zullen vervangen. Kortom, de productie van biobrandstoffen is inefficiënt en in veel opzichten ecologisch en economisch ondeugdelijk [bronnen: Wereldbank; Science Daily].

Maar de toekomst van biobrandstof als alternatieve energiebron is misschien niet zo somber als ooit werd gedacht. Dankzij miscanthusgras en andere biobrandstofgewassen van de "tweede generatie" is het potentieel om de afhankelijkheid van de wereld van buitenlandse olie te verminderen groter dan ooit..

De zomer van 2012 was heet en droog in een groot deel van de Verenigde Staten, vooral in het Midwesten, de graanschuur van Amerika. Droge omstandigheden verdorde maïs en andere graangewassen, waardoor de prijzen opdreven en een toch al zwakke economie onder druk kwam te staan.

De historische droogte, de ergste in 50 jaar, bracht de beperkingen van de eerste generatie biobrandstof aan het licht. Terwijl de voedselprijzen omhoogschoten, begonnen boeren, bureaucraten en politici te debatteren over de wijsheid van het omleiden van voedselgewassen naar de productie van biobrandstoffen. Het was een scène die zich afspeelde in een steeds hete, droge en hongerige wereld. Het probleem werd zo erg dat voedselhulpgroepen en de Verenigde Naties regeringen begonnen te vragen de mandaten voor de productie van biobrandstoffen te schrappen om meer voedselproductie mogelijk te maken. De VN zei dat wanneer de wereld te kampen heeft met een tekort aan voedsel, landen hun biobrandstofbeleid moeten heroverwegen [bron: Blas].

Naast het bijdragen aan een voedselcrisis, is het produceren van ethanol en biodiesel uit grondstoffen niet zo milieu- en economisch vriendelijk als je misschien denkt. Biobrandstoffen van de eerste generatie worden gemaakt van suikers en zetmeel die gemakkelijk worden verteerd door gist. Als raffinaderijen elke korenaar in ethanol zouden veranderen, zou dat slechts 12 procent van de benzinetoevoer vervangen [bron: Brune].

Bovendien gebruiken boeren grote hoeveelheden fossiele brandstof, water en kunstmest om de eerste generatie grondstof te verbouwen en te verwerken tot biobrandstof. Het teelt- en productieproces dat maïs in ethanol omzet, produceert bijvoorbeeld slechts 15 procent minder broeikasgas dan benzine [bron: Tilman en Hill].

Gelukkig wacht er een nieuwe generatie om in te grijpen. In tegenstelling tot biobrandstof gemaakt van maïs, sojabonen of andere grondstoffen van de eerste generatie, worden biobrandstoffen van de tweede generatie gemaakt van planten die niemand wil eten. Hoewel het een moeilijk proces is om de afvalproducten van planten, zoals maïsstengels, stengels, bladeren, schillen en houtsnippers, om te zetten in biobrandstof, zijn de potentiële voordelen enorm. Technologie van de tweede generatie kan veel meer brandstof opleveren dan biobrandstoffen van de eerste generatie, met minimale gevolgen voor de voedselvoorziening en het milieu.

Groeiende groene banen

Volgens de Biotechnology Industry Association zal de biobrandstofindustrie tegen 2022 190.000 banen creëren in de Verenigde Staten. Bovendien zou de productie van biobrandstoffen de Amerikaanse aardolie-invoer in 12 jaar met $ 70 miljard kunnen verminderen [bron: Biotechnology Industry Association].

Miscanthus is een geweldig voorbeeld van een tweede generatie biobrandstofgewas. Het gras is snelgroeiend, droogtebestendig en gedijt goed in arme grond die niet geschikt is voor voedselgewassen. In tegenstelling tot maïs en graan is miscanthus een vaste plant. Boeren hoeven het maar één keer te planten en het komt jaar na jaar terug. Bovendien vereisen miscanthus en andere gewassen van de tweede generatie veel minder kunstmest en teelt dan gewassen van de eerste generatie, wat zich vertaalt in minder aantasting van het milieu en energieverbruik..

In Sampson County hoopt Chemtex dat lokale boeren in het voorjaar van 2013 miscanthus zullen planten, zodat het bedrijf genoeg gras heeft om zijn raffinaderij te voeden als het een jaar later wordt geopend. Chemtex heeft al een overeenkomst getekend met Gulf Oil om alle ethanol te kopen die de raffinaderij produceert. Het bedrijf zal zijn faciliteit bouwen op 166 hectare. Er zouden 300 mensen moeten werken [bron: Ramsey].

De miscanthusvelden zullen niet strijden om land dat boeren van maïs en sojabonen gebruiken. Staatsfunctionarissen hebben al 100.000 hectare geïdentificeerd in een regio met drie provincies, waaronder Sampson County, die boeren kunnen gebruiken als landbouwgrond voor bioteelt. Een deel van dat areaal is op zijn best marginaal land. Een deel ervan is zanderig en zou het gemakkelijk maken om miscanthus en andere biobrandstofgewassen van de tweede generatie te telen. Varkensboeren gebruiken al een deel van die hectares als sproeivelden voor varkensafval [bron: Ramsey].

Hoewel de productie van biobrandstoffen van de tweede generatie misschien het antwoord lijkt te zijn op onze energie- en milieuproblemen, is de situatie veel gecompliceerder. Zoals het er nu uitziet, is het proces om gewassen van de tweede generatie om te zetten in biobrandstof duurder dan het produceren van biobrandstof van de eerste generatie. Dat komt omdat het veel meer energie kost om biobrandstof te produceren uit biobrandstofgewassen van de tweede generatie dan uit eerste generatie grondstof. Als gevolg hiervan zijn wetenschappers wanhopig op zoek naar nieuwere en goedkopere manieren om bioculturen van de tweede generatie om te zetten in biobrandstof..

Efficiëntie en productiecapaciteit zijn twee andere problemen die wetenschappers moeten overwinnen. Een recente studie suggereert dat slechts één van de negen biobrandstoffen van de tweede generatie minder broeikasgassen in de lucht spuugt dan fossiele brandstoffen. Bovendien zijn veel experts er niet zo zeker van of biobrandstoffen van de tweede generatie voldoende brandstof kunnen leveren om 's werelds auto's van stroom te voorzien [bron: Birdlife International].

Hoewel deze andere problemen bestaan, zijn wetenschappers en ingenieurs ervan overtuigd dat ze biobrandstoffen van de tweede generatie kunnen laten werken. Ze zullen naar verwachting nog enkele jaren niet commercieel levensvatbaar worden, maar experts voorspellen dat de nieuwe generatie het beste antwoord is om de energie- en milieuproblemen in de wereld op te lossen.

Ik heb talloze artikelen geschreven over hernieuwbare energiebronnen, waaronder biobrandstoffen. In die tijd ben ik ervan overtuigd geraakt dat geen enkele energiebron onze dorst naar fossiele brandstof zal stillen. In plaats daarvan biedt een combinatie van bronnen, van zonne-energie tot windenergie tot brandstof uit planten, het beste alternatief om de wereld te redden van de klimaatverandering die wij mensen hebben veroorzaakt. Het zal enige tijd duren voordat de kosten van de productie van hernieuwbare energiebrandstoffen omlaag zijn gebracht, zodat het gebruik ervan betaalbaar kan worden. Het doet me goed dat wetenschappers over de hele wereld aan het probleem werken.

gerelateerde artikelen

• Wat zijn de milieuvoordelen van biobrandstoffen??
• Hoe biobrandstoffen te gebruiken
• Voedsel of brandstof?
• De ultieme quiz voor gewassen voor biobrandstoffen
• Hoe Biodiesel werkt
• Zijn vetauto's legaal?
• Concurreren biobrandstoffen met voedsel?

Bronnen

• Biotechnology Industry Organization. (28 augustus 2012) http://www.bio.org/
• Birdlife International. "Waarschuwingen voor verdere ontwikkeling van biobrandstoffen." (28 augustus 2012) http://www.birdlife.org/eu/EU_policy/Biofuels/eu_biofuels7.html
• Blas, Javier. "Droogte wakkert het debat over biobrandstof aan." Financiële tijden. 12 augustus 2012. (28 augustus 2012) http://www.ft.com/cms/s/0/12dbb322-e48d-11e1-affe-00144feab49a.html#axzz24vypflsb
• Brune, Michael. "Coming Clean: Breaking America's Addiction to Oil and Coal." Sierra Club Books. 2008.
• Ramsey, John. "Energie uit planten. Gras kan uitgroeien tot brandstof van de toekomst." Fay Observer. 20 augustus 2012. (28 augustus 2012) http://fayobserver.com/articles/2012/08/19/1196815?sac=fo.business
• Science Daily. "Groen rijden? Biobrandstoffen van de tweede generatie op de proef stellen." 29 juni 2010. (28 augustus 2012) http://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100629094535.htm
• Tilman, David en Hill, Jason. "Maïs kan ons probleem niet oplossen." De Washington Post. 25 maart 2007. (28 augustus 2012) http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/03/23/AR2007032301625.html
• Vidal, John. "Een kwart van de graangewassen in de VS wordt aan auto's gevoerd, niet aan mensen, blijkt uit nieuwe cijfers." The Guardian. 22 januari 2010. (28 augustus 2012) http://www.guardian.co.uk/environment/2010/jan/22/quarter-us-grain-biofuels-food
• Wereldbank. "Biobrandstoffen van de tweede generatie." Augustus 2010. (28 augustus 2012) http://www-wds.worldbank.org/servlet/WDSContentServer/WDSP/IB/2010/08/30/000158349_20100830090558/Rendered/PDF/WPS5406.pdf