byte av fossila bränslen med biobränslen—bränslen framställda av förnybara organiska material-har potential att minska vissa oönskade aspekter av produktion och användning av fossila bränslen, inklusive utsläpp av konventionella och växthusgaser, uttömning av avgaser och beroende av instabila utländska leverantörer. Efterfrågan på biobränslen kan också öka jordbruksinkomsterna., Å andra sidan, eftersom många biodrivmedel kräver mark, vatten och andra resurser, tyder forskningen på att produktionen av biodrivmedel kan ge upphov till flera oönskade effekter. Potentiella nackdelar är förändringar av markanvändningsmönster som kan öka utsläppen av växthusgaser, trycket på vattenresurser, luft-och vattenföroreningar och ökade livsmedelskostnader. Beroende på analysens råvara och produktionsprocess och tidshorisont kan biobränslen släppa ut ännu fler växthusgaser än vissa fossila bränslen på energiekvivalent basis., Biobränslen tenderar också att kräva subventioner och andra marknadsinterventioner för att konkurrera ekonomiskt med fossila bränslen, vilket skapar dödviktsförluster i ekonomin.
- Bakgrund
- potentiella ekonomiska fördelar med produktionen av biobränsle
- potentiella ekonomiska fördelar och effekter av produktionen av biobränsle
- USA: s politiska strategier för att stödja produktionen av biobränsle
- relaterade referenser
Bakgrund
första generationens biobränslen tillverkas av sockergrödor (sockerrör, sockerbetor), stärkelsegrödor (majs, sorghum), oljeväxter (majs, sorghum), sojabönor, raps) och animaliska fetter., Socker – och stärkelsegrödor omvandlas genom en jäsningsprocess för att bilda bioalkoholer, inklusive etanol, butanol och propanol. Oljor och animaliska fetter kan bearbetas till biodiesel. Etanol är det mest använda bioalkoholbränslet. De flesta fordon kan använda bensin-etanolblandningar som innehåller upp till 10 procent etanol (i volym). Flexibla bränslefordon kan använda E85, en bensin-etanolblandning som innehåller upp till 85 procent etanol. Det fanns mer än 2300 E85 bränslestationer belägna i hela USA i 2013 (US Department of Energy).,
andra generationens biobränslen, eller cellulosabränslen, är tillverkade av cellulosa, som är tillgänglig från icke-livsmedelsgrödor och avfallsbiomassa såsom majs stover, majskolvar, halm, trä och trä biprodukter. Tredje generationens biobränslen använder alger som råmaterial. Kommersiell produktion av cellulosahaltiga biobränslen inleddes i USA 2013, medan algbiodrivmedel ännu inte produceras kommersiellt.
potentiella ekonomiska fördelar med biobränsleproduktion
att ersätta fossila bränslen med biobränslen kan ge ett antal fördelar., I motsats till fossila bränslen, som är uttömmande resurser, produceras biobränslen från förnybara råvaror. Således kan deras produktion och användning i teorin upprätthållas på obestämd tid.
även om produktionen av biobränslen leder till utsläpp av växthusgaser i flera steg i processen, förutspådde EPA: s (2010) analys av standarden för förnybara bränslen (RFS) att flera typer av biobränslen skulle kunna ge lägre utsläpp av växthusgaser under en 30-årig tidsperiod., Akademiska studier som använder andra ekonomiska modeller har också visat att biobränslen kan leda till minskningar av växthusgasutsläppen i förhållande till konventionella bränslen (Hertel et al. 2010, Huang et al. 2013). Andra och tredje generationens biobränslen har stor potential att minska utsläppen av växthusgaser i förhållande till konventionella bränslen, eftersom råvaror kan produceras med marginell Mark. När det gäller avfallsbiomassa krävs dessutom ingen ytterligare jordbruksproduktion, och indirekta utsläpp av växthusgaser kan vara minimala om avfallet inte har någon annan produktiv användning.,
biobränslen kan produceras på hemmamarknaden, vilket kan leda till lägre import av fossila bränslen (Huang et al. 2013). Om produktion och användning av biodrivmedel minskar vår konsumtion av importerade fossila bränslen kan vi bli mindre sårbara för de negativa effekterna av försörjningsstörningar (US EPA 2010). Att minska vår efterfrågan på petroleum kan också sänka priset, generera ekonomiska fördelar för amerikanska konsumenter, men också potentiellt öka petroleumförbrukningen utomlands (Huang et al. 2013).
biobränslen kan minska vissa förorenande utsläpp., Etanol, i synnerhet, kan säkerställa fullständig förbränning, minska kolmonoxidutsläppen (US EPA 2010).
det är viktigt att notera att produktion och konsumtion av biodrivmedel i sig inte kommer att minska utsläppen av växthusgaser eller konventionella föroreningar, minska oljeimporten eller minska trycket på uttömliga resurser. Produktion och användning av biodrivmedel måste sammanfalla med minskad produktion och användning av fossila bränslen för att dessa fördelar ska kunna uppnås. Dessa fördelar skulle mildras om utsläppen av biodrivmedel och resurser kräver att fossila bränslen ökar i stället för att förskjutas.,
potentiella ekonomiska fördelar och effekter av produktionen av biodrivmedel
biodrivmedel omfattar många grödor som annars skulle användas som livsmedel direkt eller indirekt som djurfoder. Om dessa grödor omdirigeras till biobränslen kan det leda till mer jordbruksmark, ökad användning av förorenande insatsvaror och högre livsmedelspriser. Cellulosa råvaror kan också konkurrera om resurser (mark, vatten, gödningsmedel, etc.) som annars skulle kunna ägnas åt livsmedelsproduktion., Som ett resultat tyder viss forskning på att biobränsleproduktionen kan ge upphov till flera oönskade utvecklingar.
förändringar i markanvändningsmönstren kan öka utsläppen av växthusgaser genom att släppa ut markbundna kollager i atmosfären (Searchinger et al. 2008). Biodrivmedel som odlas på mark som rensas från tropiska skogar, såsom sojabönor i Amazonas och oljepalm i Sydostasien, genererar särskilt höga växthusgasutsläpp (Fargione et al. 2008)., Även användning av cellulosahaltiga råvaror kan sporra högre grödor priser som uppmuntrar till utbyggnaden av jordbruket till outvecklad mark, vilket leder till utsläpp av växthusgaser och biologisk mångfald förluster (Melillo et al. 2009).
produktion och bearbetning av biobränsle kan också släppa ut växthusgaser. Gödselmedel ansökan släpper lustgas, en potent växthusgas. De flesta biorefinerier använder fossila bränslen., Viss forskning tyder på att växthusgasutsläppen till följd av produktion och användning av biodrivmedel, inklusive utsläppen från indirekt förändring av markanvändning, kan vara högre än utsläppen från fossila bränslen, beroende på analysens tidshorisont (Melillo et al. 2009, Mosnier et al. 2013).
När det gäller icke-GHG-miljöpåverkan föreslår forskning att produktion av biodrivmedel, särskilt livsmedelsgrödor som majs och soja, kan öka vattenföroreningen från näringsämnen, bekämpningsmedel och sediment (NRC 2011). Ökningar av bevattning och etanolaffinering kan tömma akviferer (NRC 2011)., Luftkvaliteten kan också minska i vissa regioner om biodrivmedlens inverkan på utsläpp från avgasrör plus de ytterligare utsläpp som genereras vid biorefinerier ökar netto konventionella luftföroreningar (NRC 2011).
ekonomiska modeller visar att användningen av biobränsle kan leda till högre skördepriser, även om utbudet av uppskattningar i litteraturen är stort. Till exempel fann en 2013-studie prognoser för effekten av biobränslen på majspriser 2015 som sträcker sig från en 5 till en 53-procentig ökning (Zhang et al. 2013)., National Research Council (2011) rapport om RFS inkluderade flera studier som fann en 20 till 40 procent ökning av majspriserna från biobränslen under 2007 till 2009. Ett nationellt centrum för miljöekonomi (NCEE) arbetspapper fann en 2 till 3 procent ökning av långsiktiga majspriser för varje miljard gallon ökning av majsetanolproduktion i genomsnitt över 19 studier (Condon et al. 2013). Högre skördepriser leder till högre livsmedelspriser, även om effekterna på detaljhandeln i USA förväntas vara små (NRC 2011)., Högre skördepriser kan leda till högre undernäring i utvecklingsländer (Rosegrant et al. 2008, Fischer m.fl. 2009).
USA: s politiska strategier för att stödja biobränsleproduktion
energipolitiska lagen från 2005 använde en mängd olika ekonomiska incitament, inklusive bidrag, inkomstskattekrediter, subventioner och lån för att främja forskning och utveckling av biobränsle. Det fastställde en förnybar Bränslestandard som gav blandningen av 7,5 miljarder gallon förnybara bränslen med bensin årligen fram till 2012.,
lagen om energioberoende och energisäkerhet från 2007 (EISA) innehöll liknande ekonomiska incitament. EISA utvidgade standarden för förnybar bränsle för att öka biobränsleproduktionen till 36 miljarder gallon senast 2022. Av det senare målet måste 21 miljarder gallon komma från cellulosabränsle eller avancerade biobränslen som härrör från andra råvaror än majsstärkelse., För att begränsa utsläppen av växthusgaser anges i lagen att konventionella förnybara bränslen (majsstärkelse etanol) krävs för att minska LIVSCYKELUTSLÄPPEN av växthusgaser i förhållande till livscykelutsläppen från fossila bränslen med minst 20 procent, biodiesel och avancerade biobränslen måste minska utsläppen av växthusgaser med 50 procent, och cellulosabränslen måste minska utsläppen med 60 procent. EISA tillhandahåller också kontantpriser, bidrag, subventioner och lån för forskning och utveckling, biorefinerier som förskjuter mer än 80 procent av fossila bränslen som används för att driva raffinaderiet och kommersiella tillämpningar av cellulosabränsle.,
utöver EISA har många andra politikområden främjat produktion och användning av biobränslen i USA under de senaste decennierna. Skatteavdrag stöder för närvarande avancerade biobränslen, inklusive cellulosa och biodiesel.
relaterade referenser
Fargione, J., et al. 2008. ”Mark clearing och biobränsle kol skuld.”Vetenskap 319: 1235-1238.
nationella Forskningsrådet. 2011. Kommittén för ekonomisk och miljömässig påverkan av ökad produktion av biobränslen. Förnybar Bränslestandard: potentiella ekonomiska och miljömässiga effekter av USA: s Biobränslepolitik., Washington, DC: National Academies Press.
Searchinger, T., et al. 2008. ”Användningen av amerikanska odlingsmarker för biobränslen ökar växthusgaser genom utsläpp från markanvändning förändring.”Vetenskap 319: 1238-1240.
AMERIKANSKA Environmental Protection Agency. 2010. Renewable Fuel Standard Program (RFS2) de Rättsliga Konsekvenserna Analys. (Nås Sept. 10, 2013).
överst på sidan