zastąpienie paliw kopalnych biopaliwami-paliwami produkowanymi z odnawialnych materiałów organicznych—może zmniejszyć niektóre niepożądane aspekty produkcji i wykorzystania paliw kopalnych, w tym emisje zanieczyszczeń konwencjonalnych i gazów cieplarnianych (GHG), wyczerpywanie się zasobów spalinowych oraz zależność od niestabilnych dostawców zagranicznych. Popyt na biopaliwa może również zwiększyć dochody gospodarstw., Z drugiej strony, ponieważ wiele surowców do produkcji biopaliw wymaga ziemi, wody i innych zasobów, badania sugerują, że produkcja biopaliw może powodować wiele niepożądanych skutków. Potencjalne wady obejmują zmiany wzorców użytkowania gruntów, które mogą zwiększyć emisję gazów cieplarnianych, presję na zasoby wodne, zanieczyszczenie powietrza i wody oraz zwiększone koszty żywności. W zależności od surowca, procesu produkcji i horyzontu czasowego analizy biopaliwa mogą emitować nawet więcej gazów cieplarnianych niż niektóre paliwa kopalne na zasadzie równoważności energetycznej., Biopaliwa wymagają również dotacji i innych interwencji rynkowych, aby konkurować ekonomicznie z paliwami kopalnymi, co powoduje straty w gospodarce.
- Tło
- potencjalne korzyści ekonomiczne z produkcji biopaliw
- potencjalne korzyści ekonomiczne i wpływ produkcji biopaliw
- podejścia polityki USA do wspierania produkcji biopaliw
- powiązane odniesienia
Tło
biopaliwa pierwszej generacji są wytwarzane z upraw cukrowych (trzcina cukrowa, buraki cukrowe), upraw skrobi (kukurydza, sorgo), roślin oleistych (kukurydza, soi, rzepaku) i tłuszczów zwierzęcych., Uprawy cukru i skrobi są przekształcane w procesie fermentacji do postaci bioalkoholi, w tym etanolu, butanolu i propanolu. Oleje i tłuszcze zwierzęce mogą być przetwarzane na biodiesel. Etanol jest najczęściej stosowanym paliwem bioalkoholowym. Większość pojazdów może używać mieszanek benzyny i etanolu zawierających do 10 procent etanolu (objętościowo). Pojazdy z elastycznym paliwem mogą korzystać z E85, mieszanki benzyny i etanolu zawierającej do 85 procent etanolu. W 2013 roku na terenie Stanów Zjednoczonych znajdowało się ponad 2300 stacji paliw E85 (Departament Energii USA).,
biopaliwa drugiej generacji, czyli biopaliwa celulozowe, są wytwarzane z celulozy, która jest dostępna z upraw niespożywczych i biomasy odpadowej, takiej jak kukurydza, kolby kukurydzy, słoma, drewno i produkty uboczne z drewna. Biopaliwa trzeciej generacji wykorzystują algi jako surowiec. Komercyjna produkcja biopaliw celulozowych rozpoczęła się w USA w 2013 roku, podczas gdy biopaliwa z alg nie są jeszcze produkowane komercyjnie.
potencjalne korzyści ekonomiczne z produkcji biopaliw
zastąpienie paliw kopalnych biopaliwami może przynieść szereg korzyści., W przeciwieństwie do paliw kopalnych, które są zasobami wyczerpywalnymi, biopaliwa są produkowane z surowców odnawialnych. W ten sposób ich produkcja i wykorzystanie teoretycznie mogłyby być utrzymywane w nieskończoność.
podczas gdy produkcja biopaliw powoduje emisję gazów cieplarnianych na kilku etapach procesu, przeprowadzona przez EPA (2010) Analiza standardu paliw odnawialnych (RFS) przewidywała, że kilka rodzajów biopaliw może przynieść niższe emisje gazów cieplarnianych w cyklu życia niż benzyna w perspektywie 30 lat., Badania naukowe wykorzystujące inne modele ekonomiczne wykazały również, że biopaliwa mogą prowadzić do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych w cyklu życia w stosunku do paliw konwencjonalnych (Hertel et al. 2010, Huang et al. 2013). Biopaliwa drugiej i trzeciej generacji mają znaczny potencjał ograniczenia emisji gazów cieplarnianych w stosunku do paliw konwencjonalnych, ponieważ surowce mogą być wytwarzane przy użyciu gruntów marginalnych. Ponadto w przypadku biomasy odpadowej nie jest wymagana dodatkowa produkcja rolna, a pośrednie emisje gazów cieplarnianych za pośrednictwem rynku mogą być minimalne, jeśli odpady nie mają innych zastosowań produkcyjnych.,
biopaliwa mogą być produkowane w kraju, co może prowadzić do zmniejszenia importu paliw kopalnych (Huang et al. 2013). Jeśli produkcja i wykorzystanie biopaliw zmniejszy nasze zużycie importowanych paliw kopalnych, możemy stać się mniej podatni na niekorzystne skutki zakłóceń w dostawach (US EPA 2010). Zmniejszenie naszego popytu na ropę naftową może również obniżyć jej cenę, generując korzyści ekonomiczne dla amerykańskich konsumentów, ale także potencjalnie zwiększając zużycie ropy naftowej za granicą (Huang et al. 2013).
biopaliwa mogą ograniczyć niektóre emisje zanieczyszczeń., W szczególności etanol może zapewnić całkowite spalanie, zmniejszając emisję tlenku węgla (US EPA 2010).
należy pamiętać, że produkcja i konsumpcja biopaliw, sama w sobie, nie zmniejszy emisji gazów cieplarnianych lub konwencjonalnych zanieczyszczeń, nie zmniejszy importu ropy naftowej ani nie zmniejszy presji na wyczerpujące zasoby. Produkcja i wykorzystanie biopaliw muszą pokrywać się ze zmniejszeniem produkcji i wykorzystania paliw kopalnych, aby te korzyści mogły się pojawić. Korzyści te zostaną złagodzone, jeśli emisje biopaliw i zasoby wymagają zwiększenia, a nie zastąpienia, emisji paliw kopalnych.,
potencjalne korzyści ekonomiczne i wpływ produkcji biopaliw
biopaliwa stanowią wiele upraw, które w przeciwnym razie byłyby wykorzystywane bezpośrednio lub pośrednio do spożycia przez ludzi jako pasza dla zwierząt. Przekierowanie tych upraw na biopaliwa może prowadzić do zwiększenia powierzchni gruntów przeznaczonych na rolnictwo, większego wykorzystania środków zanieczyszczających oraz wyższych cen żywności. Celulozowe surowce mogą również konkurować o zasoby (ziemia, woda, nawóz itp.), które w przeciwnym razie mogłyby zostać przeznaczone na produkcję żywności., W rezultacie niektóre badania sugerują, że produkcja biopaliw może spowodować szereg niepożądanych zmian.
zmiany w wzorcach użytkowania gruntów mogą zwiększyć emisję gazów cieplarnianych poprzez uwolnienie ziemskich zasobów węgla do atmosfery (Searchinger et al. 2008). Surowce biopaliwowe uprawiane na gruntach oczyszczonych z lasów tropikalnych, takie jak soja w Amazonii i Palma olejowa w Azji Południowo-Wschodniej, generują szczególnie wysokie emisje gazów cieplarnianych (Fargione et al. 2008)., Nawet stosowanie celulozowych surowców może stymulować wyższe ceny upraw, które zachęcają do ekspansji rolnictwa na niezabudowane grunty, prowadząc do emisji gazów cieplarnianych i utraty różnorodności biologicznej (Melillo et al. 2009).
praktyki produkcji i przetwarzania biopaliw mogą również uwalniać gazy cieplarniane. Stosowanie nawozów uwalnia podtlenek azotu, silny gaz cieplarniany. Większość biorafinerii wykorzystuje paliwa kopalne., Niektóre badania sugerują, że emisje gazów cieplarnianych wynikające z produkcji i użytkowania biopaliw, w tym z pośredniej zmiany użytkowania gruntów, mogą być wyższe niż emisje generowane przez paliwa kopalne, w zależności od horyzontu czasowego analizy (Melillo et al. 2009, Mosnier et al. 2013).
Jeśli chodzi o wpływ na środowisko bez emisji gazów cieplarnianych, badania sugerują, że produkcja półproduktów biopaliw, w szczególności roślin spożywczych, takich jak kukurydza i soja, może zwiększyć zanieczyszczenie wody przez składniki odżywcze, pestycydy i osady (NRC 2011). Wzrost nawadniania i rafinacji etanolu może zubożać warstwy wodonośne (NRC 2011)., Jakość powietrza może również ulec pogorszeniu w niektórych regionach, jeśli wpływ biopaliw na emisje z rur wydechowych oraz dodatkowe emisje generowane w biorafineriach zwiększy zanieczyszczenie powietrza netto konwencjonalnego (NRC 2011).
modele ekonomiczne pokazują, że stosowanie biopaliw może skutkować wyższymi cenami upraw, choć zakres szacunków w literaturze jest szeroki. Na przykład badanie z 2013 r. wykazało, że prognozy dotyczące wpływu biopaliw na ceny kukurydzy w 2015 r.wahają się od 5 do 53 procent wzrostu (Zhang et al. 2013)., Raport National Research Council (2011) na temat RFS zawierał kilka badań, w których stwierdzono 20-40 procentowy wzrost cen kukurydzy z biopaliw w latach 2007-2009. W dokumencie roboczym National Center for Environmental Economics (NCEE) stwierdzono 2 do 3 procent wzrostu długofalowych cen kukurydzy za każdy miliard galonów wzrostu produkcji etanolu kukurydzianego średnio w ciągu 19 badań (Condon et al. 2013). Wyższe ceny upraw prowadzą do wyższych cen żywności, choć oczekuje się, że wpływ na żywność detaliczną w USA będzie niewielki (NRC 2011)., Wyższe ceny upraw mogą prowadzić do wyższych wskaźników niedożywienia w krajach rozwijających się (Rosegrant et al. 2008, Fischer et al. 2009).
Amerykańskie podejście polityczne do wspierania produkcji biopaliw
Ustawa o polityce energetycznej z 2005 r.wykorzystywała różne zachęty ekonomiczne, w tym dotacje, ulgi w podatku dochodowym, dotacje i pożyczki w celu promowania badań i rozwoju biopaliw. W 2012 r.ustanowiono Standard paliw odnawialnych, który nakazywał mieszanie 7,5 miliarda galonów paliw odnawialnych z benzyną rocznie.,
Ustawa o niezależności i bezpieczeństwie energetycznym z 2007 r. (EISA) zawierała podobne zachęty ekonomiczne. EISA rozszerzyła Standard paliw odnawialnych, aby zwiększyć produkcję biopaliw do 36 miliardów galonów do 2022 roku. Z tego drugiego celu 21 miliardów galonów musi pochodzić z biopaliw celulozowych lub zaawansowanych biopaliw pochodzących z surowców innych niż skrobia kukurydziana., Aby ograniczyć emisje gazów cieplarnianych, ustawa stanowi, że konwencjonalne paliwa odnawialne (Etanol ze skrobi kukurydzianej) są wymagane w celu zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych w cyklu życia w stosunku do emisji w cyklu życia z paliw kopalnych o co najmniej 20 procent, biodiesel i zaawansowane biopaliwa muszą zmniejszyć emisje gazów cieplarnianych o 50 procent, a biopaliwa celulozowe muszą zmniejszyć emisje o 60 procent. EISA zapewnia również nagrody pieniężne, dotacje, dotacje i pożyczki na badania i rozwój, biorafinerie, które wypierają ponad 80 procent paliw kopalnych wykorzystywanych do eksploatacji rafinerii, oraz komercyjne zastosowania biopaliw celulozowych.,
oprócz EISA w ostatnich dziesięcioleciach wiele innych polityk zachęcało do produkcji i stosowania biopaliw w USA. Ulgi podatkowe wspierają obecnie zaawansowane biopaliwa, w tym celulozę i biodiesel.
odnośniki
2008. „Oczyszczanie gruntów i zadłużenie na biopaliwa.”Nauka 319: 1235-1238.
National Research Council. 2011. Komisja ds. ekonomicznych i środowiskowych skutków wzrostu produkcji biopaliw. Renewable Fuel Standard: potencjalne skutki gospodarcze i środowiskowe amerykańskiej polityki biopaliw.,
Szukaj 2008. – Wykorzystanie amerykańskich gruntów uprawnych do produkcji biopaliw zwiększa emisję gazów cieplarnianych dzięki zmianie sposobu użytkowania gruntów.”Nauka 319: 1238-1240.
US Environmental Protection Agency. 2010. Renewable Fuel Standard Program (RFS2) analiza wpływu regulacji. (Data odwołania: wrzesień. 10, 2013).
Góra strony