Ce Este Biodieselul? Prezentare Generală și Impact

Biodieselul este un combustibil diesel obținut din biomasă, nu din petrol (petrodiesel). Este folosit în principal în transporturi, dar poate fi utilizat și pentru încălzirea locuințelor, generarea de electricitate și alte scopuri. Sursele comune de biodiesel sunt materialele organice bogate în lipide (grăsimi), cum ar fi uleiul de gătit, grăsimea animală și algele.

Biodieselul este adesea promovat ca o modalitate mai durabilă de a satisface cererea globală crescândă de combustibili pentru transport, limitând în același timp impactul asupra mediului al combustibililor fosili. În 2018, de exemplu, ca parte a eforturilor sale de a-și respecta angajamentele din Acordul de la Paris privind Schimbările Climatice, Uniunea Europeană a identificat biodieselul regenerabil ca un combustibil adecvat pentru motoarele diesel, contribuind la reducerea emisiilor. Totuși, statutul biodieselului ca combustibil durabil este supus dezbaterii.

Problema cu petrodieselul

Încă de la Protocolul de la Kyoto din 1997 pentru reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră (GES), petrodieselul a fost considerat un combustibil pentru transport mai prietenos cu mediul decât benzina.

Dieselul pe bază de petrol are o densitate energetică mai mare decât benzina, iar modul în care este ars într-un motor diesel (prin compresie, nu prin bujie) îl face mai eficient energetic, ceea ce înseamnă că produce mai puține emisii de GES pe kilometru decât benzina. Aprinderea prin compresie conferă, de asemenea, vehiculelor diesel un cuplu mai mare, motiv pentru care atât de multe vehicule de transport greu și pe distanțe lungi (nave, trenuri, camioane) și generatoare de electricitate îl utilizează, printre alte utilizări industriale. Deși dieselul costă mai mult la pompă, utilizarea sa este cu aproximativ 30% mai ieftină și reduce uzura motorului.

Totuși, arderea dieselului are consecințe grave asupra sănătății și mediului. „Mai puțin dăunător decât benzina” nu este un argument de vânzare extraordinar atunci când sectorul transporturilor generează 27% din totalul emisiilor de gaze cu efect de seră în Statele Unite și 14% la nivel mondial.

Emisiile de GES nu sunt singura problemă cu dieselul. Deși există motoare diesel „mai curate”, dieselul produce în continuare niveluri de particule și oxizi de azot despre care se știe că cresc ratele de mortalitate din cauza bolilor respiratorii, care afectează în mod disproporționat comunitățile cu venituri mici și comunitățile de culoare.

Transportul reprezintă, de asemenea, 90% din emisiile de carbon negru (funingine) ale Statelor Unite, iar eșapamentul diesel este responsabil pentru cea mai mare parte din acestea.

Cum se produce biodieselul?

Biodieselul este obținut prin separarea glicerinei (prezentă în săpunuri, pastă de dinți și alte produse de uz casnic) de sursa sa de biomasă, lăsând în urmă esteri metilici, denumirea chimică a biodieselului. Biodieselul pur poate fi folosit în forma sa pură doar dacă motoarele diesel sunt modificate, astfel încât biodieselul este de obicei amestecat cu petrodiesel pentru utilizare în transporturi.

Amestecurile comune de biodiesel și petrodiesel conțin între 2% și 20% biodiesel, amestecurile fiind marcate prin procentele lor de biodiesel, cum ar fi B2 sau B20. Majoritatea motoarelor diesel din Statele Unite pot utiliza amestecuri de până la B20, de obicei cu B20. Biodieselul poate fi, de asemenea, amestecat cu păcură pentru încălzirea locuințelor.

Producția de biodiesel este adesea împărțită în trei generații, în funcție de sursa sa:

• prima generație utilizează culturi agricole industriale;
• a doua generație produce biodiesel din reziduuri de biomasă (cum ar fi miriștile), culturi necomestibile și deșeuri precum grăsimea de la restaurante;
• a treia generație se referă în mare parte la biodieselul obținut din alge.

Regenerabil, dar nu neapărat durabil

Biodieselul poate fi produs din surse regenerabile, dar cea mai mare parte a biodieselului produs astăzi nu este durabilă și adesea nici măcar regenerabilă. Biodieselul de primă generație este obținut de obicei din surse de monocultură precum semințele de rapiță, uleiul de porumb, boabele de soia, trestia de zahăr și uleiul de palmier. Deși aceste culturi materie primă sunt prin definiție regenerabile, producția lor are un cost ecologic ridicat, cum ar fi defrișarea, degradarea solului și poluarea cu nutrienți.

Dat fiind că biodieselul furnizează în prezent mai puțin de 1% din cererea de combustibili pentru transport, creșterea dramatică a producției sale din surse de primă generație pentru a înlocui petrodieselul ar fi devastatoare pentru mediu. De asemenea, implică costul înlocuirii terenurilor agricole valoroase necesare pentru a hrăni o populație globală în creștere.

Deși nu sunt încă disponibile la scară comercială, microalgele sunt considerate din ce în ce mai mult atât o sursă regenerabilă, cât și durabilă de biodiesel. Algele microscopice au o amprentă de mediu mai mică, nu sunt cultivate pe teren arabil, nu duc la degradarea solului și nu concurează cu producția de uleiuri și grăsimi comestibile.

Microalgele necesită mult mai puțin spațiu pentru a produce aceeași cantitate de energie ca și culturile agricole. Microalgele sunt organisme cu amprentă de carbon negativă, absorbind din atmosferă aproape de două ori mai mult dioxid de carbon decât produc sub formă de biomasă.

Producția de diesel pe bază de alge are, de asemenea, beneficii secundare, inclusiv crearea de subproduse valoroase precum bioîngrășămintele și absorbția poluării cu nutrienți din apele uzate care provoacă înfloriri algale.

Beneficiile biodieselului

Multiple studii arată superioritatea ecologică a biodieselului față de petrodiesel. În general, cu cât procentul de biodiesel într-un amestec diesel este mai mare, cu atât combustibilul este mai curat.

Potrivit Departamentului Energiei din SUA, un amestec B20 poate reduce emisiile de gaze cu efect de seră provenite de la motoarele diesel cu până la 15%. O analiză a ciclului de viață a emisiilor de biodiesel – care ia în considerare toate aspectele producției și consumului de combustibil – constată că biodieselul poate reduce emisiile de GES de la 40% la 69% comparativ cu petrodieselul, în funcție de sursa de biomasă a biodieselului. Obținerea biodieselului din surse reciclate, cum ar fi uleiul de gătit uzat, a atins reduceri și mai mari, de până la 86%.

Dezavantajele biodieselului

Biodieselul este în general mai puțin eficient energetic decât alte forme de motorină, ducând la o performanță inferioară a motorului – unul dintre principalele avantaje ale motorinei față de benzină. În cazul biodieselului obținut din alge, pe măsură ce procentul de biodiesel crește într-un amestec diesel, combustibilul devine mai puțin inflamabil, creând o „întârziere la aprindere” și scăzând cuplul motorului.

Luând în considerare energia necesară pentru producerea biodieselului, randamentul energetic al investiției (EROI) este scăzut; atunci când se folosesc anumite surse de biomasă, beneficiul energetic poate fi chiar minim. Producția de biodiesel din rapiță/canola poate avea un EROI abia peste unu, ceea ce înseamnă că necesită o cantitate de energie aproape echivalentă pentru a produce energia necesară procesului. În unele regiuni unde sunt necesare mai multe îngrășăminte pentru cultivarea plantelor sau unde practicile agricole sunt mai puțin eficiente, EROI-ul rapiței/canolei poate fi chiar negativ.

Există o serie de tehnologii pentru a crește eficiența energetică a producției și consumului de biodiesel, dar acestea sunt încă inferioare eficienței petrodieselului și fac produsul mai scump.

Perspectivele biodieselului

Vehiculele electrice reprezintă o alternativă superioară motoarelor diesel (și pe benzină) în ceea ce privește emisiile lor pe întregul ciclu de viață. Totuși, trecerea la vehicule cu zero emisii nu se va întâmpla peste noapte, deoarece mașinile și vehiculele comerciale ușoare rămân pe șosea în medie 12,1 ani. Adăugarea biodieselului la petrodiesel poate oferi o opțiune pe termen scurt, cu emisii mai scăzute, pentru vehiculele aflate încă în exploatare, dar „emisii mai scăzute” nu înseamnă „zero emisii”, iar fereastra de timp pentru extinderea utilizării „combustibililor de tranziție” pe termen scurt se închide rapid.

Producția de biodiesel este în prezent mai scumpă decât cea de petrodiesel și necesită finanțare privată și publică pentru a deveni un combustibil alternativ viabil pentru transporturi. Pe fondul necesității urgente de a reduce emisiile, Uniunea Europeană și numeroase state americane au interzis vânzarea de mașini noi pe benzină și diesel până în 2035, în timp ce grupuri de mediu precum Greenpeace au cerut ca interdicțiile să înceapă mai devreme. Confrontați cu o piață din ce în ce mai limitată pentru biodiesel în transporturi, investițiile în dezvoltarea tehnologiei vor scădea probabil.