Is ethanol echt milieuvriendelijker dan gas?

Een medewerker van een Enterprise-autoverhuurder gooit een Chevrolet op met E85 flex-fuel in Washington D.C. Meer milieubewuste consumenten eisen auto's met een hoger benzineverbruik van autoverhuurbedrijven. Bekijk meer foto's van pantservoertuigen. Chip Somodevilla / Getty Images

In de energiesector is de noodzaak van verandering niet langer discutabel. Naast het gevaar van volledige afhankelijkheid van buitenlandse olie wanneer zowel de wereldpolitiek als de gasprijzen volatieler zijn dan ooit, begint de milieu-impact van het sneller verbranden van miljoenen liters fossiele brandstoffen dan we kunnen zeggen "broeikasgassen" in het algemene bewustzijn weg te zakken. . Dus wat is het antwoord? Sommigen zeggen dat het waterstof is, wat een briljant alternatief is, maar uiteindelijk een aantal complexe veiligheidsvragen oproept. Anderen wijzen op natuurlijke hulpbronnen zoals zonlicht en wind. Delen van de industrie voor hernieuwbare energie zijn ook behoorlijk enthousiast over ethanol - hoe kun je tegenspreken met de wijsheid van het aandrijven van onze auto's met overvloedige maïs??

Blijkbaar kun je er ruzie mee maken, en veel mensen zijn dat ook. Eerst een snelle inleiding over wat ethanol is en hoe het wordt gemaakt.

Ethanol is graanalcohol. In de Verenigde Staten wordt het meestal gemaakt van maïs. In Brazilië wordt het meestal gemaakt met suikerriet. Tarwe, gerst en aardappelen zijn ook bronnen van ethanol.

Er zijn een aantal manieren om ethanol van brandstofkwaliteit te maken, en een van de meest voorkomende is de droge molen methode, wat ongeveer zo gaat:

• De maïs (of ander graan) gaat door een maalmeel. Het komt eruit als een poeder.
• Een mengsel gemaakt van dit korrelpoeder, water en een enzym komt in een fornuis op hoog vuur, waar het vloeibaar wordt. Het enzym helpt de korrelverbinding af te breken om te helpen bij het vloeibaarmakingsproces.
• De vloeibare puree wordt afgekoeld en er wordt een ander enzym aan het mengsel toegevoegd. Dit enzym zet het zetmeel om in suikers die kunnen worden gefermenteerd om alcohol te maken.
• Gist wordt aan het suikermengsel toegevoegd om het fermentatieproces te starten. De suikers worden afgebroken tot ethanol (een vorm van alcohol) en kooldioxide.
• Het gefermenteerde mengsel wordt gedestilleerd. De ethanol scheidt zich af van de vaste stoffen.
• Een dehydratatieproces verwijdert water uit de afgescheiden ethanol.
• Aan de ethanol wordt een kleine hoeveelheid benzine toegevoegd om het ondrinkbaar te maken. Alle ethanol die als brandstof wordt gebruikt, moet onpotbaar worden gemaakt.

Bijproducten van dit proces, waaronder -distiller's graan en kooldioxide, zijn nuttig in de landbouw- en veeteeltindustrieën en kunnen door de ethanolfabriek voor verschillende doeleinden worden verkocht. Maar volgens veel experts in de landbouw heeft het maken van ethanol tot een belangrijke speler in de brandstofindustrie ernstige nadelen.

In dit artikel zullen we bekijken wat ethanol tot een potentieel goede bron van schone energie maakt - en ontdekken waarom sommige mensen denken dat dit potentieel beperkt is..

Ethanolbrandstof is geen moderne uitvinding; sommige mensen tanken al decennia lang maïs. DOE / JGI

In zijn huidige status als brandstofadditief met een laag percentage, zijn de voordelen van ethanol duidelijk. Omdat ethanol in zijn chemische structuur veel zuurstof bevat, brandt het redelijk schoon. Toegevoegd in kleine hoeveelheden (meestal een deel ethanol, negen delen benzine) aan de benzine die onze auto's van brandstof voorzien, vermindert het de uitstoot van broeikasgassen zoals koolmonoxide en stikstofoxiden. Argonne National Laboratory rapporteert een afname van de uitstoot van broeikasgassen van ongeveer 10 ton (9,07 metrische ton) als gevolg van het gebruik van ethanol als brandstof in 2007 alleen [bron: Biofuels Digest]. Een studie uit 2006 in Wisconsin toonde aan dat 16 procent minder dagen met een hoog ozongehalte sinds de introductie van 10-90 brandstof in 1994 [bron: Ethanol].

De toevoeging van ethanol aan het brandstofmengsel vermindert ook de hoeveelheid benzine die we verbruiken als we rijden, en elke auto kan rijden op deze 10-90 ethanolmix (genaamd E10). De 85-15 ethanolmix (genaamd E85) die alleen brandstof levert voor speciale voertuigen met flexibele brandstof (FFV's), brandt nog schoner, waardoor de uitstoot van schadelijke gassen in de atmosfeer die lucht- en watervervuiling, opwarming van de aarde en smog kunnen veroorzaken, verder wordt verminderd. Maar slechts een relatief handvol voertuigen kan op deze mix rijden - één op de 40 auto's vanaf 2006 [bron: Joyce]. Het wordt niet vaak opgeslagen in benzinestations.

Het probleem met het op grote schaal gebruiken van ethanol als brandstof komt neer op twee primaire, gerelateerde problemen:

• Er zit lang niet zoveel energie in ethanol als in benzine.
• Het creëren van aanzienlijke hoeveelheden energie uit voedselgewassen zou de hoeveelheid land uitputten die beschikbaar is voor het verbouwen van echt voedsel dat mensen kunnen eten.

Hoewel de meeste experts het over deze twee punten eens zijn, verschillen ze vaak in termen van graad.

Volgens David Pimentel, hoogleraar landbouw aan de Cornell University, zorgt de productie van ethanol eigenlijk voor een netto energieverlies. Volgens zijn berekeningen kost het produceren van maïs en het verwerken tot 1 gallon (3,7 liter) ethanol 131.000 BTU aan energie; maar 1 gallon ethanol bevat slechts 77.000 BTU [bron: Health and Energy]. En aangezien boeren apparatuur op fossiele brandstoffen gebruiken om de maïs te planten, te onderhouden en te oogsten, en machines op fossiele brandstoffen gebruiken om die maïs tot ethanol te verwerken en vervolgens, in bijna alle gevallen, het product naar verzamelpunten te verschepen via door brandstof aangedreven vervoer, verbrandt de ethanolindustrie in feite grote hoeveelheden benzine om deze alternatieve brandstof te produceren. Die ethanol kan uiteindelijk minder energie bevatten dan de benzine die wordt verbruikt om het te produceren.

Het transportaspect van het proces zou echter snel kunnen veranderen, met de opening van de allereerste Amerikaanse ethanolpijpleiding in december 2008. Deze transporteert ethanol 136 kilometer door Florida van Tampa naar Orlando. Het aanleggen van ethanol is altijd een probleem geweest omdat de brandstof onzuiverheden oppikt op weg van punt A naar punt B. Deze onzuiverheden zijn onaanvaardbaar in ethanol en kunnen het traditionele materiaal van gaspijpleidingen beschadigen. Maar het bedrijf uit Texas dat de pijplijn heeft ontwikkeld, lijkt de uitdagingen te hebben overwonnen [bron: Galbraith].

Dat is natuurlijk maar één pijplijn. Toch zijn niet alle wetenschappers het eens met Pimentels nijpende analyse van energie-efficiëntie. -Het Amerikaanse National Renewable Energy Lab vindt dat het 1 BTU aan fossiele brandstof nodig heeft om 1,3 BTU aan ethanol op de markt te krijgen [bron: NREL]. Dat zou een netto energiewinst van 30 procent betekenen, geen nettoverlies.

Afgezien van energie-efficiëntie, zien degenen in het kamp van Pimentel maïs eigenlijk niet als een echt hernieuwbare energiebron. Pimentel schat dat om een ​​auto een jaar lang op ethanol te laten rijden, 11 acres (44.515 vierkante meter) maïs zou vereisen, ruimte die kan worden gebruikt om ten minste zeven mensen te voeden [bron: Health and Energy]. Omdat maïsvelden in de Verenigde Staten een tijdje nodig hebben om zichzelf weer aan te vullen, vanwege zowel bodemerosie als irrigatieproblemen, zouden die hectares uiteindelijk voor een langere periode buiten bedrijf zijn, wat betekent dat er geen maïs voor ethanol en geen bruikbare grond voor ander voedsel is gewassen. Om een ​​op ethanol gebaseerde brandstofindustrie in stand te houden, zou er steeds meer landbouwgrond moeten worden gereserveerd voor alleen maïs. Het uiteindelijke resultaat kan een tekort zijn aan in eigen land geteeld voedsel en hogere prijzen in de supermarkt voor alle soorten producten.

Een mogelijk antwoord op de controverse over ethanol is zoiets als cellulose-ethanol. Cellulose-ethanol wordt gemaakt van non-foodproducten zoals maïsstengels, houtsnippers en switchgrass. Als dit kleine hoekje van de ethanolindustrie zich ontwikkelt tot een producent die groot genoeg is, zou cellulose-ethanol een haalbaar, goedkoper compromis kunnen blijken te zijn in het debat over ethanol versus benzine.

Kijk voor meer informatie over ethanol en andere opties voor hernieuwbare energie op de links op de volgende pagina.

Gerelateerde artikelen

• Grassoline: Kunnen we auto's van brandstof voorzien met gras??
• Zullen alternatieve brandstoffen de wereldwijde voorraden maïs uitputten?
• Hoe de waterstofeconomie werkt
• Hoe hybride auto's werken
• Hoe elektrische auto's werken
• Hoe Biodiesel werkt
• Hoe windenergie werkt
• Hoe zonnecellen werken

Meer geweldige links

• Ethanol.org
• Nationaal laboratorium voor hernieuwbare energie
• The New York Times: Springtime for Ethanol - 23 januari 2007
• Planet Green
• TreeHugger.com

Bronnen

• "Argonne National Laboratory zegt dat ethanol de BSE's in 2007 met 10 miljoen ton heeft verminderd." Biobrandstoffen Digest. 22 april 2008. http://www.biofuelsdigest.com/blog2/2008/04/22/argonne-national-laboratory-says-ethanol-reduced-gges-by-10-million-tons-in-2007/
• Barrionuevo, Alexei. "Lente voor ethanol." De New York Times. 23 januari 2007. http://www.nytimes.com/2007/01/23/washington/23ethanol.html?_r=1&th&emc=th&oref=slogin
• Ethanol.org http://www.ethanol.org/
• Galbraith, Kate. "Een ethanolpijpleiding begint met werken." De New York Times. 10 december 2008. http://greeninc.blogs.nytimes.com/2008/12/10/an-ethanol-pipeline-begins-service/? Hp
• Halperin, Alex. "Ethanol: mythen en realiteit." BusinessWeek Online. 19 mei 2006. http://www.businessweek.com/technology/content/may2006/ tc20060519_225336.htm
• Joyce, Christopher. "Studie steunt ethanol als vervanger van benzine." NPR.org. 26 januari 2006. http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=5173420
• Segelkin, Roger. "Ethanolbrandstof uit maïs mislukt als 'niet-duurzame gesubsidieerde voedselverbranding'." HealthAndEnergy.com. http://healthandenergy.com/ethanol.htm

-