Bị cấm ở Mỹ bởi sự thờ ơ hoặc động cơ thầm kín, cây gai dầu công nghiệp có tiềm năng rất lớn làm nhiên liệu sinh học.

Năng lượng sinh học và nhiên liệu sinh học có vai trò quan trọng trong việc hạ thấp việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch sử dụng nhiều carbon - một điểm được nhấn mạnh bởi Báo cáo IPCC trong đó xác nhận sự cần thiết phải nghiên cứu thêm để cải thiện công nghệ như vậy.

Một thách thức chính là tạo ra nhiên liệu vận chuyển thay thế, hiện đang phụ thuộc quá nhiều vào nhiên liệu hóa thạch và chịu trách nhiệm cho 25% lượng khí thải nhà kính ở EU. Trong số các lựa chọn thay thế năng lượng tái tạo như gió, thủy triều và năng lượng mặt trời, nó chỉ là sinh khối không ăn được (nói chung, bất kỳ vật chất sinh học nào có nguồn gốc từ thực vật hoặc các sinh vật khác) có thể cung cấp nhiên liệu vận chuyển bền vững, chi phí thấp .

Một nhiên liệu sinh học lỏng như vậy với mật độ năng lượng cao sẽ dễ dàng phù hợp với các mạng lưới phân phối nhiên liệu khổng lồ toàn cầu đã tồn tại. Các năng lượng tái tạo khác như gió và mặt trời, mặc dù rất phù hợp để cung cấp năng lượng cho các ngôi nhà và ngành công nghiệp tĩnh, sẽ đòi hỏi những đột phá đáng kể trong công nghệ pin trước khi chúng có thể cạnh tranh với xăng, dầu diesel hoặc nhiên liệu sinh học lỏng.

Với sự vận chuyển và phát thải ngày càng tăng, một sự thay thế là cần thiết, nhanh chóng. Nhiên liệu sinh học có nguồn gốc từ chất thải có thể thay thế 16%, hoặc 37m tấn, được sử dụng bởi các phương tiện giao thông đường bộ ở EU chỉ bằng 2030. Nhưng lịch sử đã chỉ ra cách giới thiệu các công nghệ mới và biến đổi có thể chậm, đặc biệt là khi họ tìm cách chiếm đoạt cơ sở hạ tầng được nhúng cao của hiện trạng.

Nguyên liệu thô có thể sản xuất nhiên liệu sinh học

Mỗi năm Ấn Độ sản xuất hơn 200m tấn chất thải nông nghiệp không ăn được như thân cây và bông, không phù hợp cho tiêu dùng của con người, thức ăn gia súc hoặc chăn ga gối đệm. Hầu hết được đốt bất hợp pháp để đẩy nhanh quá trình luân canh. Điều này giải phóng lượng carbon dioxide khổng lồ vào khí quyển và lãng phí hydrocarbon có giá trị sử dụng. Châu Âu sản xuất hàng tấn chất thải nông nghiệp, lâm nghiệp và thực phẩm 900m - tất cả đều giàu đường chứa năng lượng.

Dòng chất thải nào được sử dụng làm nguyên liệu thô cho nhiên liệu sinh học sẽ khác nhau giữa các vùng, do đó, một thách thức chính là phát triển công nghệ xử lý sinh khối với các tính chất vật lý và hóa học rất đa dạng. Ví dụ, vỏ cây thông, cỏ khô, vỏ ngô và tinh bột. Đưa việc này vào sử dụng sẽ mang lại lợi ích đáng kể cho ngành công nghiệp và nền kinh tế: thay vì trả tiền để đốt và chôn chất thải sinh khối, các công ty có thể bán nó làm điểm khởi đầu để tạo ra xăng, dầu diesel và nhiên liệu máy bay có giá trị.

Tại Viện nghiên cứu năng lượng sinh học châu Âu (EBRI) chúng tôi đang làm việc trên các kỹ thuật cần thiết. Giải pháp bao gồm chuyển đổi nhiệt hóa học, để phát điện phân tán như các trang trại nhỏ và tháp viễn thông. Các quá trình nhiệt hóa, như nhiệt phân, sử dụng nhiệt (chứ không phải đốt) để tạo ra phản ứng hóa học. Điều này có thể được tăng tốc đáng kể và được định hướng bằng cách sử dụng các chất xúc tác để hạ thấp các rào cản phá vỡ liên kết hóa học.

Ở nhiệt độ cao, các liên kết hóa học giữa các nguyên tử carbon, hydro và oxy trong sinh khối bị phá vỡ. Các sản phẩm bao gồm một chất rắn, được gọi là than sinh học (như than củi, nhưng không có nguồn gốc từ than đá), được sử dụng làm chất tăng cường đất hoặc nhiên liệu sưởi ấm rắn. Nó cũng tạo ra một chất lỏng có thể được sử dụng làm dầu diesel sinh học để cung cấp năng lượng cho động cơ đốt và một lượng nhỏ khí sinh học có thể được đốt để duy trì phản ứng nhiệt phân, đưa ra mức độ tự cung cấp giúp giảm chi phí chung của quá trình.

Các cách tiếp cận tương tự được theo đuổi bởi các doanh nghiệp tư nhân và nhà nước trên toàn thế giới có thể mang lại một gấp đôi trong việc loại bỏ khí thải carbon dioxide từ việc đốt chất thải và đồng thời thu được nhiên liệu mật độ năng lượng cao. British Airways trong tháng này đã cam kết mua hàng tấn nhiên liệu máy bay 50,000 có nguồn gốc từ sinh học để được sản xuất tại một nhà máy ở Thurrock, Essex, như một phần của thỏa thuận với công ty nhiên liệu bền vững Solena. Và một trong những nhà vô địch lớn nhất về nhiên liệu sinh học là quân đội Hoa Kỳ, hiện đang cung cấp khoản vay trị giá hàng tỷ đô la Mỹ cho các công ty có thể giúp thương mại hóa và thúc đẩy công nghệ cần thiết.

Hiện đại hóa nhiên liệu sinh học: Thực tế hơn, kinh tế hơn và ngay lập tức

Điều quan trọng là chấm dứt sự phụ thuộc của xã hội vào việc sử dụng nhiên liệu carbon không tái tạo. Nhưng điều này không thể được thực hiện bằng chi phí của cây lương thực (ví dụ sử dụng ngô để tạo ra ethanol) hoặc đất được sử dụng cho cây lương thực, như trường hợp được gọi là nhiên liệu sinh học thế hệ đầu tiên. Áp lực này đã gây ra an ninh lương thực ở một số nơi trên thế giới đã làm đen danh tiếng của nhiên liệu sinh học.

Nhưng điều quan trọng là không ném em bé ra ngoài bằng nước tắm: báo cáo của IPCC kêu gọi chúng tôi khám phá tiềm năng của tất cả các nguồn năng lượng thay thế. Các nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai mới hơn có thể sử dụng các loại thực vật không ăn được (như cỏ) có thể phát triển trên đất không thể duy trì cây lương thực. Tốt hơn nữa, lựa chọn và xử lý sinh khối chất thải cẩn thận có thể đẩy nhanh quá trình chuyển đổi khỏi nhiên liệu hóa thạch - chúng ta không thể đơn giản viết ra nhiên liệu sinh học như một giải pháp đáng tin cậy cho nhu cầu năng lượng trong tương lai của thế giới. Các giải pháp năng lượng sinh học là thực tế, kinh tế và ngay lập tức hơn nhiều giải pháp thay thế.

Các tác giả của báo cáo IPCC hoàn toàn đúng khi làm nổi bật nhu cầu cấp thiết để thay đổi chiến lược chính sách và đầu tư. Các cơ quan tài trợ, công nghiệp tư nhân và các tổ chức phi chính phủ phải làm việc cùng nhau để tập trung nỗ lực nghiên cứu và phát triển năng lượng sinh học, và xác định các dự án sẽ mang lại sự thay đổi nhanh chóng, mà không ảnh hưởng đến nhu cầu môi trường và canh tác. Đồng hồ đang kêu tích tắc.

Trên đây ban đầu được xuất bản trên Conversation

LƯU Ý CỦA EDITOR: Xem video sau đây cho thấy một giải pháp thực tế thực tế được thực hiện bởi thanh thiếu niên ở Rhode Island:

{youtube}fgCevU-HI0Y{/youtube}

Mùa đông ở New England có thể khắc nghiệt, đặc biệt đối với những người không đủ khả năng sưởi ấm nhà của họ. Khi cô học lớp năm, Cassandra Lin đã học được rằng dầu ăn đã qua sử dụng có thể được chuyển đổi thành dầu diesel sinh học đốt sạch, rẻ tiền để sưởi ấm nhà cửa. Cùng năm, 2008, Lin thành lập Biến mỡ thành nhiên liệu (TGIF), một nhóm thanh niên được các nhà hàng địa phương quyên góp dầu mỡ nhà bếp của họ để được tái chế và chia sẻ với các tổ chức từ thiện xác định các gia đình cần hỗ trợ sưởi ấm. Cho đến nay, trang phục của Lin đã giúp bù đắp hơn 2 triệu pound khí thải carbon dioxide bằng cách thúc đẩy sử dụng dầu diesel sinh học.

Trong 2011, Lin và nhóm của cô đã soạn thảo một dự luật yêu cầu tất cả các doanh nghiệp ở Rhode Island tái chế dầu ăn thải của họ và làm việc với các nhà lập pháp địa phương để được phê duyệt. Để truy cập hóa đơn, nhấp vào tại đây.

Các nhà lập pháp tiểu bang đã thông qua Đạo luật tái chế dầu ăn đã qua sử dụng vào tháng 2011 năm 2012 và luật có hiệu lực vào tháng XNUMX năm XNUMX, mở rộng nỗ lực của TGIF sang các cộng đồng lân cận. Mạng lưới các doanh nghiệp và tổ chức từ thiện địa phương mà Lin và nhóm của cô ấy đã tạo ra bản thân nó là một cỗ máy được bôi dầu tốt để giải quyết nhu cầu của các thành viên cộng đồng và giảm thiểu chất thải và ô nhiễm. (Thông tin thêm về Cassandra.)

Về các tác giả

Adam Lee là giáo sư hóa học bền vững tại Đại học Aston. Nghiên cứu của họ tập trung vào phát triển các chất xúc tác không đồng nhất cho các quá trình hóa học bền vững, đặc biệt là chuyển đổi sinh khối tái tạo và chất thải thành nhiên liệu và hóa chất có giá trị.

Karen Wilson là Chủ tịch của Catalysis và Giám đốc nghiên cứu của Viện nghiên cứu năng lượng sinh học châu Âu (EBRI) tại Đại học Aston. Trước đó, cô là thành viên của Viện Xúc tác Cardiff và đã được trao học bổng bốn năm của Hiệp hội Công nghiệp Hoàng gia để hợp tác với Johnson Matthey trong việc phát triển các chất xúc tác để tổng hợp nhiên liệu sinh học. Cô đã thực hiện nghiên cứu sau tiến sĩ tại Trung tâm xuất sắc hóa học xanh tại Đại học York (1998-99) và tại Đại học Cambridge với Giáo sư Richard M Lambert (1996-98).

Sách giới thiệu:

Green Wizardry: Bảo tồn, năng lượng mặt trời, làm vườn hữu cơ và các kỹ năng thực hành khác từ Bộ công cụ công nghệ phù hợp - của John Michael Greer

Vào thời cổ đại, một phù thủy là một trí thức tự do với cổ phiếu chính trong thương mại là lời khuyên tốt, được hỗ trợ bởi một nền giáo dục kỹ lưỡng về nông nghiệp, điều hướng, khoa học chính trị và quân sự, ngôn ngữ, thương mại, toán học, y học và khoa học tự nhiên. Cuốn sách này là một cuốn sách nên đọc cho bất kỳ ai quan tâm đến việc giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào một hệ thống công nghiệp quá tải và, trong một thế giới thiếu hụt năng lượng nghiêm trọng và những rắc rối kinh tế, khiến cuộc sống trở nên ít đau thương và dễ sống hơn. Từ các khái niệm cơ bản của sinh thái học đến rất nhiều kỹ thuật thực tế, Green Wizardry là một hướng dẫn toàn diện cho đào tạo thuật sĩ ngày nay.

Bấm vào đây để biết thêm thông tin và / hoặc đặt mua cuốn sách này.