Combustibili alternativi neutri din punct de vedere al carbonului

Neutru din punct de vedere al carbonului este un termen folosit pentru a descrie combustibilii pe bază de carbon care, atunci când sunt arși, nu vor crește cantitatea de dioxid de carbon (CO2) din atmosferă. Acești combustibili nici nu contribuie, nici nu reduc cantitatea de carbon (măsurată prin eliberarea de CO2) din atmosferă.

Dioxidul de carbon din atmosferă este hrană pentru plante, ceea ce este un lucru bun, și de asemenea ajută la menținerea planetei noastre calde. Totuși, prea mult CO2 poate duce la ceea ce numim acum încălzire globală. Combustibilii neutri din punct de vedere al carbonului pot ajuta la prevenirea acumulării excesive de CO2 în atmosferă. Acest lucru se realizează atunci când carbonul eliberat este absorbit de culturile de plante care vor ajuta la producerea următorului galon de combustibil neutru din punct de vedere al carbonului de mâine.

Cum intră CO2 în atmosferă

De fiecare dată când călătorim cu vehicule alimentate cu benzină sau motorină, adăugăm gaze cu efect de seră în atmosferă. Asta pentru că arderea unui combustibil pe bază de petrol (care a fost creat acum milioane de ani) eliberează CO2 în aer. La nivel național, 250 de milioane de vehicule de pasageri sunt înmatriculate în prezent, aproximativ 25% din totalul vehiculelor de pasageri din lume. În SUA, vehiculele noastre ard anual în jur de 140 de miliarde de galoane de benzină și 40 de miliarde de galoane de motorină.

Având în vedere aceste cifre, nu este greu de înțeles că fiecare galon de combustibil neutru din punct de vedere al carbonului care este ars poate contribui la reducerea CO2 din atmosferă, ajutând astfel la reducerea încălzirii globale.

Biocombustibili

Mulți oameni cred că viitorul constă în combustibilii alternativi neutri din punct de vedere al carbonului, cunoscuți sub numele de biocombustibili, care sunt produși din culturi și deșeuri. Biocombustibilii puri, cum ar fi biodieselul, bioetanolul și biobutanolul, sunt neutri din punct de vedere al carbonului, deoarece plantele absorb CO2-ul eliberat prin ardere.

Biodiesel

Cel mai comun combustibil neutru din punct de vedere al carbonului este biodieselul. Deoarece este produs din resurse derivate organic, cum ar fi grăsimile animale și uleiurile vegetale, poate fi folosit pentru a recicla o gamă largă de materiale reziduale. Este disponibil în diverse procente de amestec—B5, de exemplu, este 5% biodiesel și 95% motorină, în timp ce B100 este 100% biodiesel—și există stații de alimentare cu biodiesel în toată SUA. Apoi, există un număr mic de șoferi care își produc propriul biodiesel acasă și unii care își convertesc motoarele diesel să funcționeze cu ulei vegetal pur reciclat din restaurante.

Bioetanol

Bioetanolul este etanol (alcool) produs prin fermentarea amidonului vegetal, cum ar fi cel din cereale precum porumbul, trestia de zahăr, iarba-țintă (switchgrass) și deșeurile agricole. Nu trebuie confundat cu etanolul care este un produs secundar al unei reacții chimice cu petrolul și care nu este considerat regenerabil.

În SUA, cea mai mare parte a bioetanolului provine de la fermierii care cultivă porumb. Multe autoturisme americane și camioane ușoare pot funcționa fie cu benzină, fie cu un amestec de bioetanol și benzină numit E-85—85% etanol/15% benzină. Deși E-85 nu este un combustibil pur neutru din punct de vedere al carbonului, produce emisii scăzute. Principalul dezavantaj al etanolului este că este mai puțin dens energetic decât alți combustibili, reducând astfel economia de combustibil cu 25% până la 30%. Cu prețurile benzinei oscilând în jurul a 2 dolari pe galon, E-85 nu are un preț competitiv. Și mult noroc în a găsi o benzinărie care îl vinde în afara statelor agricole din Midwest.

Metanol

Metanolul, la fel ca etanolul, este un alcool foarte puternic obținut din grâu, porumb sau zahăr printr-un proces similar fabricării berii și este considerat cel mai eficient combustibil din punct de vedere energetic de produs. Este un lichid la temperaturi normale, are o cifră octanică mai mare decât benzina, dar o densitate energetică mai mică. Metanolul poate fi amestecat cu alți combustibili sau utilizat singur, dar este puțin mai coroziv decât combustibilii tradiționali, necesitând modificări ale sistemului de alimentare al motorului de ordinul a 100-150 de dolari.

Într-o scurtă perioadă la începutul anilor 2000, a existat o mică piață în creștere pentru mașinile pe metanol în California, până când Rețeaua Inițiativei Autostrăzii Hidrogenului a statului a preluat controlul, iar programul a pierdut sprijinul. Vânzările acestor mașini au fost lente din cauza prețului scăzut al benzinei la acea vreme și a lipsei stațiilor de service care să pompeze combustibilul. Totuși, programul scurt a demonstrat fiabilitatea vehiculelor și a adunat feedback pozitiv de la șoferi.

Alge

Algele—în special microalgele—sunt o sursă pentru un combustibil alternativ neutru din punct de vedere al carbonului. Începând cu anii 1970, guvernele federale și de stat, împreună cu firme de investiții private, au investit sute de milioane în cercetarea algelor ca biocombustibil, cu puțin succes până în prezent. Microalgele au capacitatea de a produce lipide, cunoscute ca o sursă potențială pentru biocombustibili.

Aceste alge pot fi cultivate în apă nepotabilă, poate chiar în apă uzată, în iazuri, astfel încât nu se folosește teren arabil sau cantități masive de apă. Deși pe hârtie, microalgele par o soluție evidentă, probleme tehnice redutabile i-au derutat pe cercetători și oameni de știință de ani de zile. Dar adevărații credincioși în alge nu renunță, așa că poate într-o bună zi vei alimenta rezervorul mașinii tale cu un biocombustibil pe bază de alge.

Combustibil diesel din apă și CO2

Nu, combustibilul diesel din apă și dioxid de carbon nu este o schemă Ponzi menită să înșele investitori naivi. În 2015, Audi, împreună cu compania energetică germană Sunfire, a anunțat că a reușit să sintetizeze un combustibil diesel din apă și CO2 care poate alimenta automobilele. Sinteza creează un lichid cunoscut sub numele de țiței albastru, care este rafinat în ceea ce Audi numește e-diesel.

Audi susține că e-dieselul nu conține sulf, arde mai curat decât motorina standard, iar procesul de producție are o eficiență de 70%. Primii cinci litri au fost turnați în rezervorul unui Audi A8 3.0 TDI condus de Ministrul German al Cercetării. Pentru a deveni un combustibil viabil neutru din punct de vedere al carbonului, următorul pas este creșterea producției.

O provocare complexă și dificilă

Dependența noastră de petrol a avut consecințe grave. Pare că soluția logică ar fi să dezvoltăm sau să descoperim un combustibil alternativ neutru din punct de vedere al carbonului, care să nu provină din petrol. Totuși, găsirea unei alternative care să fie abundentă, regenerabilă, economic de produs și prietenoasă cu mediul este o provocare complexă și dificilă.

Vestea bună este că, pe măsură ce citești acest text, oamenii de știință lucrează din greu la această provocare dificilă.

Actualizat de Larry E. Hall