In de vroege jaren 2000, toen ik een jonge, dreadlocked milieuactivist was in het hippie-surfer mekka van Santa Cruz, Californië, deelde een vriend een verbluffend feit: auto's kunnen rijden op plantaardige olie en alcohol.
"Kerel!" Riep mijn buddy voordat hij uitlegde dat Henry Ford het Model T had ontworpen om op hennepbiobrandstof te rijden, en Rudolf Diesel, die de dieselmotor uitvond, was van plan om op pinda-olie te rijden. Dat niet alleen, maar biobrandstoffen vervuilen niet zoals aardolie, heb ik geleerd. Ik ontmoette al snel een man met een omgebouwde biodiesel schoolbus, die de heerlijke geur van frietjes uit zijn uitlaatpijp liet boeren.
Waarom leken niemand anders dan dromerige hippies zich hiervan bewust te zijn? En waarom, een eeuw nadat het Model T was uitgevonden, vochten we oorlogen om aardolie - en verwoesten we de planeet met aardolie-uitlaatgassen - wanneer we thuis onze eigen organische, klimaatvriendelijke brandstof konden telen?
Binnen een paar maanden had ik een in elkaar geslagen dieselwagen gekocht en merkte dat ik achter Japanse restaurants aan het sluipen was om frituurolie te gebruiken uit gigantische metalen vaten die naar ranzige tempura rook. Afweren van de ratten en winos, een vriend en ik verzamelden de olie in vaten van 55 gallon en mengden deze met methanol verkregen bij een gespecialiseerde autowinkel, en Red Devil lye, een gewone afvoerreiniger van de plaatselijke ijzerhandel (dit zijn de drie belangrijkste ingrediënten in biodiesel) in zijn achtertuin. Gedekt in hazmat-handschoenen en veiligheidsbrillen (loog en methanol, we waren ontzet om te leren, zijn zeer giftig), onze overalls bevlekt met olie, we goten zenuwachtig de eerste batch in de brandstoftank van mijn vrachtwagen en startten de motor.
Niet alleen draaide het, maar de luide, slungelige dieselmotor nam een soepele stroom aan (methanol wordt eigenlijk verkocht als brandstofinjectorreiniger, waardoor motoren soepeler draaien op biodiesel). Mijn vriend en ik gaven een high-five toen de schadelijke geur van dieseluitlaat plaats maakte voor een relatief aangename frituurgeur. Niet alleen waren we toegetreden tot een revolutie om de planeet te redden, we vulden onze tanks voor de prijs van een beetje methanol en loog.
De biobrandstofrevolutie die dat niet was
Rond die tijd waren hordes doe-het-zelvers van biobrandstoffen in het hele land op zoek naar gebruikte frituurolie, en tal van startende ondernemingen begonnen op commerciële schaal gerecyclede biodiesel te produceren. De federale overheid raakte ook betrokken en stimuleerde boeren en oliemaatschappijen om een landelijke industrie van inlandse brandstof op te bouwen.
Met de implementatie van de landelijke Renewable Fuel Standard in 2005 en de Energy Independence and Security Act in 2007, werd de transportsector gedwongen biobrandstoffen op grote schaal in te voeren. Daarom draagt bijna elke benzinepomp in het land nu een klein bordje er nota van nemend dat de brandstof "tot 10 procent ethanol kan bevatten" - de op alcohol gebaseerde brandstof die gelijkwaardig is aan de gasmotor van biodiesel.
Maar deze foto was niet zo rooskleurig als het leek, zoals we hebben gedetailleerd in een foto-essay over ethanol op basis van maïs in de herfst 2017 editie van Modern Farmer . Maïs en, in mindere mate, sojabonen en milo zijn tot op heden de enige gewassen die economisch levensvatbaar zijn gebleken voor de productie van biobrandstoffen op industriële schaal in de VS (grote hoeveelheden suikerrietethanol worden geproduceerd in tropische landen, zoals Brazilië). Maar het blijkt dat de milieuproblemen die gepaard gaan met het verbouwen van die gewassen op industriële schaal - een gewas dat zeer vruchtbaar land vereist evenals overvloedige irrigatie, grondbewerking en tractorbrandstof om te produceren - opwegen tegen de milieuvoordelen van het verbranden van op maïs gebaseerde biobrandstof.
Maïsethanol heeft snel zijn reputatie als oplossing voor klimaatverandering verloren, maar boeren blijven het gretig planten, gestimuleerd door de verhoogde prijzen die per bushel zijn betaald sinds de standaard voor hernieuwbare brandstoffen van kracht werd. Bijna 40 procent van de jaarlijkse maïsoogst wordt nu omgezet in brandstof. De "ethanolgekte" heeft ertoe geleid dat enkele van de laatste overblijfselen van inheemse prairie de afgelopen jaren zijn gemaaid om maïs te planten. De ethiek van het gebruik van eersteklas landbouwgrond om brandstof te verbouwen in plaats van voedsel is op zijn best twijfelachtig.
Volgende generatie biobrandstofgewassen
Het gebruik van gerecyclede bakolie voor brandstof is nog geen wijdverbreid commercieel succes geworden, noch is er voldoende frituurolie om zelfs maar een fractie van de voertuigen in dit land van brandstof te voorzien. Maar in theorie kan bijna elk plantaardig materiaal worden omgezet in biobrandstof, inclusief afvalproducten zoals zaagsel en maisstengels (momenteel wordt ethanol hoofdzakelijk uit maïskorrels gemaakt, niet uit stengels). Onderzoekers werken aan biobrandstoffen gemaakt van soorten die productief groeien op marginaal land en die weinig of geen irrigatie of kunstmest nodig hebben. Sommigen willen zelfs invasieve soorten oogsten als grondstof voor biobrandstofinstallaties.
Helaas hebben verschillende praktische en technologische hindernissen tot dusverre de grootschalige productie van deze milieuvriendelijke biobrandstoffen voorkomen. Maar naarmate de wetenschap zich verder ontwikkelt, zullen deze uitdagingen waarschijnlijk worden overwonnen. Hier zijn enkele van de meest veelbelovende biobrandstoffen die momenteel worden ontwikkeld.
Hennep
De droom van Henry Ford kan op een dag werkelijkheid worden. Hennepvezels hebben een lange gebruiksgeschiedenis en de zaden zijn niet alleen nutritioneel, maar hebben een opmerkelijk hoog oliegehalte. Hennep, in wezen een wiet, gedijt op arm land en vereist minimale input, maar produceert bijna vier keer zoveel olie per hectare als sojabonen, dat momenteel het enige gewas is dat op grote schaal wordt geteeld voor biodiesel in de VS De grootste uitdaging voor het gebruik van hennep als een biobrandstof is dat er zo weinig van wordt verbouwd. Sommige landen, zoals Frankrijk en Canada, produceren het op beperkte schaal, maar in de VS is "industriële" hennep illegaal voor boeren om te groeien sinds de jaren 1930 - hoewel het niet genoeg THC bevat om iemand high te maken.
(jessicahyde via Fotolia) switchgrass
Hoewel ethanol op basis van maïs nauwelijks zoveel energie bevat als nodig is om het te produceren, bevat brandstof gemaakt van switchgrass, een inheemse prairieplant in de Great Plains-regio, meer dan 5 keer zoveel energie dan nodig is om het te laten groeien en te verfijnen in ethanol. In plaats van de inheemse prairie te gebruiken om maïs te planten, kan switchgrass-gebaseerde biobrandstof de herplant van de prairie bevorderen. Het probleem is dat de "cellulosische" biobrandstoftechnologie, die nodig is om grassen en houtachtige plantaardige materialen in ethanol om te zetten, niet zo snel is gevorderd als de technologie die werd gebruikt om graan om te zetten in brandstof. Het bestaat, maar het is nog niet helemaal kosteneffectief. Toch worden er nu jaarlijks miljoenen liters biobrandstof in de VS geproduceerd, en het lijkt erop dat het slechts een kwestie van tijd is voordat we de technologie hebben voor switchgrass om maïs te vervangen als grondstof voor ethanol.
Carrizo Cane
Honderdduizenden hectare in het zuiden van de VS, van Florida tot Californië, zijn besmet met een exotische plant die bekend staat als carrizo cane of gigantisch riet. Dit familielid van bamboe wordt in een jaar tijd 20 tot 30 voet lang en produceert meer biomassa per hectare dan bijna elke andere plant op aarde. Het is aangeprezen als een nog betere kandidaat voor de productie van cellulose-ethanol dan switchgrass, en wordt al op commerciële schaal gebruikt in Europa, waar het een inheemse soort is, voor dat doel. De invasieve neigingen bieden echter weinig prikkels om het elders te planten. Er is enige inspanning geleverd om het carrizo-riet te oogsten dat al in de VS groeit, dat vooral langs rivieroevers en in waterrijke gebieden wordt gevonden, waar het inheemse planten verstikt. Deze aanpak klinkt als een win-win, maar is tot nu toe logistiek onhaalbaar gebleken.
Riet van Carrizo, ook bekend als reuzenriet. (Hk13114 / Shutterstock.com) Jatropha
Deze tropische struik is giftig voor mensen en vee, maar de zaden zijn 40 procent olie, die historisch werd gebruikt als lampolie. Vanaf het midden van de jaren 2000 werden tienduizenden hectaren jatropha geplant voor biobrandstof, voornamelijk in India en Afrika. Het is bekend dat de plant gedijt op marginaal land, maar rijke grond en irrigatie zijn nodig voor maximale olieproductie. Onderzoekers blijven echter verbeterde rassen kweken, en verschillende Afrikaanse landen blijven erin investeren en beschouwen deze sjofele struik als een sleutel tot hun toekomstige brandstofvoorziening.
Jatropha zaad (Pratuan Netsaengsri / Shutterstock.com) zeewier
Algen produceren tot 200 keer meer olie per hectare dan soja. Deze snelgroeiende waterorganismen kunnen worden gekweekt in zout water, gemeentelijke afvalwaterlagunes, of in ondiepe kunstmatige bassins in de woestijn waar geen andere gewassen kunnen overleven. Het Amerikaanse ministerie van Energie heeft, samen met enkele van 's werelds grootste oliemaatschappijen, honderden miljoenen dollars gestoken in het opschalen van de productie van algenbrandstof. Een decennium geleden beloofden industriepromotoren dat algenbrandstof nu zo goedkoop zou zijn als petroleumbrandstof - en dat het op grote schaal beschikbaar zou zijn in benzinestations. Maar eigenaardigheden van de fabriek hebben grootschalige productiekosten onbetaalbaar gemaakt en veel startups van algenbrandstof zijn de afgelopen jaren ten onder gegaan. Anderen streven nog steeds de droom na. Deze zomer meldde Exxon Mobil een technologische doorbraak die belooft eindelijk algenbrandstof rendabel te maken - het betreft echter een genetisch gemanipuleerde algenstam.
Een getij van groene algen in een vijver (Detailfoto / Shutterstock.com) Meer verhalen van Modern Farmer:
- Zal de schapenwol voor altijd groeien?
- 6 Verschillen tussen Lama's en Alpaca's
- Hoe een voedselbos te planten deze winter
