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Moderne Landwirtschaft
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"Kumpel!" rief mein Kumpel aus, bevor er erklärte, dass Henry Ford das Modell T so konstruiert hat, dass es mit Hanf-Biokraftstoff betrieben wird. und Rudolf Diesel, Wer hat den Dieselmotor erfunden, dafür gedacht, mit Erdnussöl zu laufen. Nicht nur das, aber Biokraftstoffe verschmutzen nicht wie Erdöl, Ich lernte. Ich traf bald einen Typen mit einem umgebauten Biodiesel-Schulbus, die den köstlichen Geruch von Pommes frites aus ihrem Auspuff sprudelte.
Warum schien das nur Hippies mit verträumten Augen zu wissen? Und warum, ein Jahrhundert nach der Erfindung des Modells T, würden wir Kriege um Erdöl führen – und den Planeten mit Erdölabgasen ruinieren – wenn wir unsere eigenen Bio-Produkte anbauen könnten, klimafreundlicher Kraftstoff zu Hause?
Innerhalb weniger Monate hatte ich einen abgenutzten Diesel-Truck gekauft und fand mich hinter japanischen Restaurants schleichend wieder, um gebrauchtes Fritteusenöl aus riesigen Metallbehältern zu saugen, die nach ranzigem Tempura rochen. Abwehr der Ratten und Winos, ein Freund und ich sammelten das Öl in 55-Gallonen-Fässern, Mischen mit Methanol aus einem Kfz-Fachgeschäft, und Rote Teufelslauge, ein gewöhnlicher Abflussreiniger aus dem örtlichen Baumarkt (das sind die drei Hauptbestandteile von Biodiesel) in seinem Garten. Ausgestattet mit Gefahrstoffhandschuhen und Schutzbrillen (Laugen und Methanol, Wir waren bestürzt zu erfahren, sind hochgiftig), unsere Overalls mit Ölflecken, Wir gossen nervös die erste Charge in den Tank meines Trucks und starteten den Motor.
Es lief nicht nur, aber das laute, klappernder Dieselmotor nahm ein sanftes Schnurren an (Methanol wird tatsächlich als Reiniger für Einspritzdüsen verkauft, damit die Motoren mit Biodiesel ruhiger laufen). Mein Freund und ich machten High-Five, als der schädliche Geruch von Dieselabgasen einem relativ angenehmen Fritteusenduft wich. Wir hatten uns nicht nur einer Revolution angeschlossen, um den Planeten zu retten, wir füllten unsere Tanks für den Preis von etwas Methanol und Lauge.
Ungefähr um diese Zeit, Horden von Heimwerker-Biokraftstoff-Enthusiasten sammelten im ganzen Land gebrauchtes Frittieröl. und zahlreiche Start-up-Unternehmen begannen, recycelten Biodiesel im kommerziellen Maßstab herzustellen. Auch die Bundesregierung mischte sich ein, Anreize für Landwirte und Ölgesellschaften bieten, eine landesweite Industrie für selbst angebaute Kraftstoffe aufzubauen.
Mit der Einführung des bundesweiten Standards für erneuerbare Kraftstoffe im Jahr 2005 und dem Energy Independence and Security Act von 2007, die Transportindustrie war gezwungen, in großem Umfang Biokraftstoffe einzuführen, Deshalb trägt mittlerweile fast jede Zapfsäule im Land ein kleines Schild mit dem Hinweis, dass der Kraftstoff „bis zu 10 Prozent Ethanol enthalten darf“ – der alkoholbasierte Kraftstoff, der dem Biodiesel als Gasmotor entspricht.
Aber dieses Bild war nicht so rosig, wie es schien, wie wir in einem Fotoessay zu maisbasiertem Ethanol in der Herbstausgabe 2017 von . beschrieben haben Moderner Bauer . Mais und, in geringerem Maße, Sojabohnen und Milo sind bisher die einzigen Nutzpflanzen, die sich für die industrielle Biokraftstoffproduktion in den USA als wirtschaftlich rentabel erwiesen haben (große Mengen Zuckerrohrethanol werden in tropischen Ländern produziert, wie Brasilien). Es stellt sich jedoch heraus, dass die Umweltprobleme, die mit dem Anbau dieser Pflanzen im industriellen Maßstab verbunden sind – eine Kultur, die sehr fruchtbares Land sowie reichlich Bewässerung erfordert, Bodenbearbeitung, und Traktorkraftstoff zu produzieren – überwiegen die Umweltvorteile der Verbrennung von Biokraftstoff auf Maisbasis.
Mais-Ethanol hat schnell seinen Ruf als Lösung für den Klimawandel verloren, aber die Bauern pflanzen es weiterhin eifrig an, getragen von den gestiegenen Preisen pro Scheffel seit Inkrafttreten des Renewable Fuel Standards. Fast 40 Prozent der jährlichen Maisernte werden heute in Treibstoff umgewandelt. Der „Ethanol-Wahn“ hat dazu geführt, dass in den letzten Jahren einige der letzten Reste der einheimischen Prärie bis zum Anbau von Mais bearbeitet wurden. Die Ethik, erstklassiges Ackerland für den Anbau von Brennstoffen anstelle von Nahrungsmitteln zu verwenden, ist bestenfalls zweifelhaft.
Die Verwendung von recyceltem Speiseöl als Brennstoff hat sich noch zu einem weit verbreiteten kommerziellen Erfolg entwickelt, Es gibt auch nicht genug Frittieröl, um auch nur einen Bruchteil der Fahrzeuge in diesem Land zu betanken. Aber theoretisch fast jedes Pflanzenmaterial kann in Biokraftstoff umgewandelt werden, einschließlich Abfallprodukte wie Sägemehl und Maisstängel (derzeit wird Ethanol hauptsächlich aus Maiskörnern hergestellt, keine Stiele). Forscher arbeiten an Biokraftstoffen, die aus Arten hergestellt werden, die auf marginalen Flächen produktiv wachsen und wenig oder keine Bewässerung oder Dünger benötigen. Einige versuchen sogar, invasive Arten als Rohstoff für Biokraftstoffpflanzen zu ernten.
Bedauerlicherweise, eine Vielzahl praktischer und technologischer Hürden verhinderten bisher eine großtechnische Produktion dieser umweltfreundlichen Biokraftstoffe. Aber während die Wissenschaft weiter voranschreitet, diese Herausforderungen werden wahrscheinlich gemeistert werden. Hier sind einige der vielversprechendsten Biokraftstoffe, die sich derzeit in der Entwicklung befinden.
Der Traum von Henry Ford könnte eines Tages Wirklichkeit werden. Hanffasern haben eine lange Geschichte der Verwendung, und die Samen sind nicht nur nahrhaft, haben aber einen bemerkenswert hohen Ölgehalt. Hanf, im Wesentlichen ein Unkraut, gedeiht auf kargen Böden und erfordert minimale Inputs, produziert jedoch fast viermal so viel Öl pro Hektar wie Sojabohnen, Dies ist derzeit die einzige Nutzpflanze, die in den USA in großem Maßstab für Biodiesel angebaut wird. Die größte Herausforderung bei der Verwendung von Hanf als Biokraftstoff besteht darin, dass so wenig davon angebaut wird. Einige Länder, wie Frankreich und Kanada, in begrenztem Umfang herstellen, aber in den USA ist der Anbau von „industriellem“ Hanf für Landwirte seit den 1930er Jahren illegal – obwohl er nicht genug THC enthält, um jemanden high zu machen.
Während Ethanol auf Maisbasis kaum so viel Energie enthält, wie zu seiner Herstellung benötigt wird, Brennstoff aus Rutenhirse, eine einheimische Präriepflanze, die in der Region Great Plains vorkommt, enthält mehr als 5-mal so viel Energie, wie für den Anbau und die Veredelung zu Ethanol benötigt wird. Anstatt die einheimische Prärie zu beackern, um Mais zu pflanzen, Biokraftstoff auf Switchgrass-Basis könnte die Wiederbepflanzung der Prärie fördern. Das Problem ist, dass die „zellulosehaltige“ Biokraftstofftechnologie, die benötigt wird, um Gräser und verholzende Pflanzenmaterialien in Ethanol umzuwandeln, nicht so schnell fortgeschritten ist wie die Technologie zur Umwandlung von Getreide in Treibstoff. Es existiert, aber noch nicht ganz wirtschaftlich. Immer noch, Mehrere Millionen Gallonen Zellulose-Biokraftstoff werden jetzt jährlich in den USA produziert, und es scheint, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis wir die Technologie für Rutenhirse haben, um Mais als Rohstoff für Ethanol zu ersetzen.
Rutenhirse für die Biokraftstoffproduktion. Foto:Olexandr Panchenko / Shutterstock.com
Hunderttausende Hektar im Süden der USA, von Florida bis Kalifornien, von einer exotischen Pflanze namens Carrizo Cane befallen sind, oder Riesenrohr. Dieser Verwandte von Bambus wird in einem Jahr 20 bis 30 Fuß hoch. produziert mehr Biomasse pro Hektar als fast jede andere Pflanze auf der Erde. Es wurde als noch besserer Kandidat für die Zellulose-Ethanol-Produktion angepriesen als Rutenhirse, und wird in Europa bereits kommerziell eingesetzt, wo es sich um eine einheimische Art handelt, zu diesem Zweck. Seine invasiven Tendenzen bieten wenig Anreiz, es woanders anzupflanzen. jedoch. Es wurden einige Anstrengungen unternommen, um das in den USA bereits wachsende Carrizo-Rohr zu ernten. die vor allem an Flussufern und in Feuchtgebieten vorkommt, wo es einheimische Pflanzen erstickt. Dieser Ansatz klingt nach einer Win-Win-Situation, hat sich aber bisher als logistisch nicht machbar erwiesen.
Carrizo Rohrstock, auch bekannt als Riesenschilf. Foto:hk13114 / Shutterstock.com
Dieser tropische Strauch ist giftig für Mensch und Vieh, aber die Samen bestehen zu 40 Prozent aus Öl, das historisch als Lampenöl verwendet wurde. Ab Mitte der 2000er Jahre Zehntausende Hektar Jatropha wurden für Biokraftstoffe gepflanzt, hauptsächlich in Indien und Afrika. Die Pflanze war dafür bekannt, auf marginalen Flächen zu gedeihen, Aber für eine maximale Ölproduktion sind reiche Böden und Bewässerung erforderlich. Forscher züchten weiterhin verbesserte Sorten, jedoch, und mehrere afrikanische Länder investieren weiterhin darin, sich diesen schrottigen Strauch als Schlüssel für ihre zukünftige Kraftstoffversorgung vorzustellen.
Jatropha-Samen. Foto:Pratuan Netsaengsri / Shutterstock.com
Algen produzieren bis zu 200-mal mehr Öl pro Hektar als Soja. Diese schnell wachsenden Wasserorganismen können in Salzwasser gezüchtet werden, kommunale Abwasserlagunen, oder in flachen, von Menschenhand geschaffenen Becken in der Wüste, wo keine anderen Nutzpflanzen überleben können. Das US-Energieministerium, zusammen mit mehreren der größten Ölgesellschaften der Welt, haben Hunderte von Millionen Dollar in die Steigerung der Algentreibstoffproduktion gesteckt. Vor einem Jahrzehnt, Branchenförderer versprachen, dass Algentreibstoff mittlerweile so günstig wie Erdöltreibstoff sei – und an Tankstellen überall erhältlich sein würde. Aber die Macken der Anlage haben die Produktion in großem Maßstab unmöglich gemacht, und viele Algentreibstoff-Start-ups sind in den letzten Jahren untergegangen. Andere verfolgen den Traum noch. Diesen Sommer, Exxon Mobil berichtete über einen technologischen Durchbruch, der verspricht, Algentreibstoff endlich kosteneffizient zu machen – er tut es, jedoch, Es handelt sich um gentechnisch veränderte Algenstämme.
Eine Flut von Grünalgen in einem Teich. Foto:Detailfoto / Shutterstock.com
