Biocarburanti:la parola sembra magica. Ricorda il canto degli uccelli, il cielo azzurro e la felicità globale. In qualche modo, possiamo trasformare piante e altro materiale organico in qualcosa per alimentare le nostre auto e salvare il pianeta allo stesso tempo.
Ma non è affatto magia. In questo articolo discuteremo cosa sono i biocarburanti, cosa non sono e come vengono sfruttati dalla biomassa (cioè materiale organico di piante e animali). Parleremo anche delle promesse e dei compromessi dei principali tipi di biocarburanti.
Innanzitutto, cosa sono i biocarburanti? Secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), sono combustibili solidi, gas o liquidi rinnovabili sviluppati da piante e materiale organico che possono essere trasformati per produrre carburante per alimentare le nostre auto e SUV, riscaldare i nostri spazi abitativi o azionare macchinari. Rinnovabili in questo senso significa che otteniamo le risorse per produrre il carburante da qualcosa che possiamo rifornire facilmente in un periodo di tempo ragionevolmente breve, come le piante. Sebbene anche petrolio e gas naturale provengano dalle piante, queste non sono rinnovabili perché ci vorrebbero milioni di anni per rinnovare la nostra fornitura di questi combustibili fossili.
Per decenni, i proprietari di case hanno avuto la possibilità di utilizzare combustibili solidi come legna o pellet di mais, anche se ultimamente è diventato un modo più popolare per aiutare a compensare le oscillazioni selvagge dei prezzi del petrolio. Ai fini del trasporto, i biocarburanti di gran lunga più comuni in uso oggi sono l'etanolo (una forma di alcol prodotto da amido o zucchero) e biodiesel (un combustibile a base di olio, grassi o grassi).
Il monitoraggio della produzione di biocarburanti non è ancora una scienza esatta a causa dei numerosi metodi utilizzati per produrlo, ma i dati per la produzione e il consumo complessivi di biodiesel ed etanolo sono affidabili. Dopo essere leggermente diminuita a metà degli anni '90, la produzione di etanolo negli Stati Uniti è ai massimi storici. La produzione di biodiesel negli Stati Uniti è salita alle stelle da 2 milioni di galloni nel 2002 a 700 milioni di galloni nel 2008, secondo il National Biodiesel Board, un'associazione di categoria industriale americana.
Certo, i combustibili alternativi possono essere molto utili, ma come fanno effettivamente a convertire la biomassa in qualcosa di utilizzabile?
L'etanolo, noto anche come alcol di grano, è prodotto dalla fermentazione di materiali vegetali. Tradizionalmente, questo ha significato fermentare la parte consumabile delle colture, in particolare dal mais o dalla canna da zucchero.
Un grande svantaggio di questo è che invade l'approvvigionamento alimentare di persone e bestiame. Una nuova ricerca si concentra invece sull'utilizzo della biomassa cellulosica , che consiste nelle parti non alimentari di piante come i gambi di mais]. Il processo prevede la trasformazione del materiale vegetale in glucosio, che può quindi essere fermentato come qualsiasi altro zucchero, producendo etanolo. La lignina, un sottoprodotto del processo, viene bruciata per fornire energia per aiutare a completare il processo.
Sebbene possa essere utilizzato come carburante nella sua forma pura, il biodiesel è solitamente combinato con la benzina. Tutti i veicoli a benzina possono prendere benzina prontamente disponibile , una miscela di 90 percento di benzina e 10 percento di etanolo. I veicoli a carburante flessibile possono anche utilizzare quello che viene chiamato carburante E85 , una miscela di 85 percento di etanolo e 15 percento di benzina.
A differenza dell'etanolo, il biodiesel è decollato negli Stati Uniti solo dal 2005 circa. Anche la scienza alla base è molto più recente e un po' più complessa. La maggior parte dei metodi di produzione del biodiesel negli Stati Uniti inizia con olio di semi di soia o olio vegetale usato, sebbene possano essere utilizzati anche altri oli e persino alghe.
Secondo il National Sustainable Agricultural Information Service, l'olio è combinato con un alcol, solitamente metanolo o addirittura etanolo. Un catalizzatore come l'idrossido di potassio o l'idrossido di sodio (liscivia) viene utilizzato per iniziare il processo chiamato transesterificazione , che produce il biodiesel, con glicerolo creato come sottoprodotto.
Come l'etanolo, il biodiesel è solitamente combinato con carburante a base di petrolio, consentendo l'uso da parte di tutti i veicoli diesel. Il mix più comune si chiama B20 , che riflette una miscela del 20% di biodiesel e dell'80% di diesel di petrolio. I veicoli modificati possono utilizzare B100 , o biodiesel al 100%, per alimentarli lungo la strada.
L'etanolo e il biodiesel sono due combustibili che ottengono molta gloria, ma c'è molto di più nel quadro dei biocarburanti. Nella prossima sezione esploreremo alcune altre opzioni di biocarburanti.
Produrre biodiesel da olio vegetale usatoVuoi dire addio al distributore di benzina? Unisciti alla legione crescente di persone che producono biodiesel a casa dall'olio vegetale usato. Avrai bisogno di metanolo, un forte catalizzatore (la lisciva funziona) e molte precauzioni di sicurezza. Le forniture sono prontamente disponibili. La letteratura abbonda sul processo, quindi leggi, acquista le tue forniture, fai attenzione e preparati a dichiarare la tua indipendenza dal carburante.
I biocarburanti non si limitano alle nostre auto e camion. In questa sezione daremo uno sguardo ad alcuni nuovi modi in cui i biocarburanti stanno entrando nelle nostre vite.
Le persone si sono radunate intorno ai fuochi di legna dall'alba dei tempi. Il legno è facile da lavorare, facile da bruciare e facile da sostituire (con una corretta gestione delle risorse, comunque). Ciò che cambia oggi è lo sviluppo di un'ampia gamma di pellet per l'alimentazione delle stufe a legna. Queste stufe stanno diventando molto più efficienti anche nel bruciare le cose. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti riferisce che una stufa a pellet da 42.000 Btu può riscaldare una casa di 1.300 piedi quadrati:queste unità producono anche meno inquinamento e hanno requisiti di manutenzione inferiori. Mentre i pellet di legno ricavati da segatura compattata sono i più comuni, alcune stufe possono anche utilizzare combustibili a base di mais, carta straccia, gusci di noci e persino noccioli di ciliegie essiccati.
Una tecnologia un po' meno famosa prende i rifiuti solidi come il letame del bestiame oi rifiuti urbani e cattura i gas emessi come parte del processo di decomposizione anaerobica naturale. Questo biogas contiene alti livelli di metano, che può essere utilizzato come combustibile. Un briefing dell'Environmental and Energy Study Institute senza scopo di lucro nel 2010 ha riferito che negli Stati Uniti erano in funzione 151 digestori anaerobici (impianti che catturano il biogas dalla decomposizione), che utilizzavano tutti rifiuti animali come materiale di base.
Mentre molti impianti di trattamento dei rifiuti tradizionalmente bruciano il biogas, sta diventando sempre più riconosciuto come un altro potenziale tassello nel puzzle energetico mentre ci sforziamo di trovare una soluzione energetica più permanente.
Molte delle tecnologie attualmente in fase di sviluppo per supportare l'implementazione dei biocarburanti sono a buon punto, ma possono davvero aiutare l'ambiente e fornire una soluzione realistica ai nostri bisogni energetici? Come ci aiuterà? Ne daremo un'occhiata nella sezione finale.
Oggi c'è un livello elevato per le soluzioni energetiche:devono essere più efficienti e salvare il pianeta. I biocarburanti possono davvero salvare la situazione? Come ci si potrebbe aspettare, non esiste una risposta semplice e, in definitiva, sono solo un tassello in un puzzle energetico molto più grande.
Dal punto di vista ambientale, l'utilizzo di biocarburanti non aumenta l'anidride carbonica nell'atmosfera né aumenta il riscaldamento globale. Le piante assorbono il carbonio mentre crescono e lo rilasciano quando vengono convertite in energia. Allo stesso modo, gli animali consumano piante, che convertono in grassi e rifiuti (tra le altre cose), quindi il carbonio delle piante viene nuovamente rilasciato quando questi prodotti vengono convertiti in energia.
Il carbonio è stato rinchiuso all'interno del carbone e di altri combustibili fossili per milioni di anni e rimane lì finché non lo estraiamo dal suolo per bruciarlo. Sebbene il carbonio all'interno di questi combustibili una volta riempisse l'aria, non faceva parte dell'attuale ciclo annuale dell'atmosfera.
Da un punto di vista politico, utilizzare le risorse disponibili nel proprio paese significa meno dipendenza dalle risorse straniere come il petrolio greggio. Soddisfare parte del fabbisogno di questa energia con biocarburanti rinnovabili a casa potrebbe fare molto per ridurre la tensione internazionale.
I biocarburanti sono anche vantaggiosi per l'economia in quanto la natura domestica delle risorse necessarie per sfruttarli risiede all'interno delle regioni agricole e forestali locali.
Ad oggi, nessuna singola fonte di combustibile – biocarburanti, combustibili fossili, eolico, solare o nucleare – è in grado di fornire la risposta a tutti i nostri bisogni energetici. Tuttavia, i miglioramenti tecnologici stanno rapidamente rendendo più facile sfruttare i biocarburanti e consentire al loro sviluppo di contribuire a un futuro migliore.
