paske . larco . mei : Μια “πράσινη” λύση έναντι στα ορυκτά καύσιμα...

Μια “πράσινη” λύση έναντι στα ορυκτά καύσιμα...

Κατά τις τελευταίες δεκαετίες, η κλιματική αλλαγή του πλανήτη, αλλά και οι πιθανοί τρόποι αντιμετώπισής της βρίσκονται στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος της παγκόσμιας κοινότητας.

Ειδικά κατά τα τελευταία χρόνια, η προσπάθεια για παύση της περιβαλλοντικής υποβάθμισης του πλανήτη και για πιθανή ανάκαμψή του έχουν εντατικοποιηθεί και επεκταθεί σε κάθε τομέα ανθρώπινης δραστηριότητας. Ως σημαντικότεροι στόχοι έχουν αναδειχθεί η βαθμιαία κατάργηση της χρήσης ορυκτών καυσίμων -η οποία ευθύνεται κατά κόρον για την ατμοσφαιρική ρύπανση και για την επίταση του φαινομένου του θερμοκηπίου-, καθώς και η ανεύρεση νέων πηγών ενέργειας που να είναι φιλικές προς το περιβάλλον, και να μπορούν να καλύψουν ικανοποιητικά τις αυξημένες ενεργειακές απαιτήσεις της ανθρωπότητας. Τη λύση φαίνεται να δίνουν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ήλιος, αέρας, νερό, κ.α.), οι οποίες είναι δυνητικά ανεξάντλητες και φιλικές προς το περιβάλλον. Το συγκεκριμένο άρθρο θα ασχοληθεί με τα βιοκαύσιμα που παράγονται από την ανανεώσιμη πηγή ενέργειας της βιομάζας, και κατά πόσο αυτά αποτελούν μια περιβαλλοντική και αποδοτική λύση για την αντικατάσταση των συμβατικών καυσίμων.
Με τον όρο “βιομάζα” εννοείται κάθε οργανική ύλη που προέρχεται άμεσα ή έμμεσα από τον φυτικό κόσμο, και αποτελεί ανανεώσιμη πηγή, καθώς τα φυτά κατά τη φωτοσύνθεση δεσμεύουν την ηλιακή ενέργεια, και τη μετατρέπουν σε χημική, την αποθηκεύουν και, αργότερα, την απελευθερώνουν. Πιο συγκεκριμένα, κατά το Άρθρο 2 της Ευρωπαϊκής Οδηγίας 28/2009, βιομάζα αποτελεί το “βιοαποικοδομήσιμο κλάσμα προϊόντων, αποβλήτων και καταλοίπων βιολογικής προέλευσης από τη γεωργία (συμπεριλαμβανομένων των φυτικών και των ζωικών ουσιών), τη δασοκομία και τους συναφείς κλάδους, συμπεριλαμβανομένης της αλιείας και της υδατοκαλλιέργειας, καθώς και το βιοαποικοδομήσιμο κλάσμα των βιομηχανικών αποβλήτων και των οικιακών απορριμμάτων”. Τα βιοκαύσιμα μπορεί να βρίσκονται σε στερεή μορφή (π.χ. ξύλο, δασικά υπολείμματα, μπριγκέτες, στερεά απόβλητα, κ.α.), είτε σε υγρή ή αέρια μορφή ύστερα από επεξεργασία της βιομάζας (πχ. βιοαέριο, βιο-αιθανόλη και βιο-ντίζελ). Παρόλο που η βιομάζα αποτελεί την παλαιότερη πηγή ενέργειας για την ανθρωπότητα -με την καύση του ξύλου και τη δημιουργία φωτιάς-, κατά τις τελευταίες δεκαετίες έχει παρατηρηθεί επέκταση της χρήσης της για την παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων (βιο-αιθανόλη και βιο-ντίζελ) με σκοπό την αντικατάσταση των ρυπογόνων συμβατικών καυσίμων. Η προτίμηση των βιοκαυσίμων σε σχέση με τη βενζίνη και το πετρέλαιο οφείλεται, αφενός, στο γεγονός ότι είναι ανανεώσιμα -και, άρα, δεν υπάρχει φόβος για εξάντλησή τους, όπως με τα ορυκτά- και, αφετέρου, στο ότι θεωρούνται πιο φιλικά προς το περιβάλλον, αφού κατά την καύση τους απελευθερώνουν λιγότερα βλαβερά αέρια του θερμοκηπίου. Τέλος, καθώς τα βιοκαύσιμα παράγονται από διάφορα υλικά που μπορεί να υπάρχουν σχεδόν παντού παγκοσμίως, αυτά συμβάλλουν και στην ενεργειακή ασφάλεια των διαφόρων κρατών, αφού μειώνουν την εξάρτησή τους από εισαγωγές συμβατικών καυσίμων.
Παρόλο που τα υγρά βιοκαύσιμα φαίνεται να είναι πολλά υποσχόμενα για την επίλυση του ενεργειακού προβλήματος του πλανήτη -και, ιδιαίτερα, αναφορικά με τον τομέα των μεταφορών, όπου χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό τα συμβατικά υγρά ορυκτά καύσιμα-, έχουν προκαλέσει προβληματισμό στην επιστημονική κοινότητα σχετικά με το κατά πόσον αποτελούν την κατάλληλη λύση, λόγω των διαφόρων προβλημάτων που έχουν δημιουργήσει. Τα προβλήματα αυτά, μάλιστα, και η έντασή τους εξαρτώνται κυρίως από την πρώτη ύλη για την παραγωγή των βιοκαυσίμων, και γι’ αυτό κρίνεται αναγκαίο να παρουσιαστεί η εξέλιξή τους.
Η πρώτη γενιά βιοκαυσίμων παράγεται απευθείας από τρόφιμα. Συγκεκριμένα, καρποί όπως καλαμπόκι, ζαχαροκάλαμο, σόγια, σιτάρι, ζαχαρότευτλα, ελαιούχοι σπόροι

Το καλαμπόκι ως κύρια πρώτη ύλη για βιο-αιθανόλη

(π.χ.ελαιοκράμβη) και άλλα, αφού περάσουν από ειδική χημική επεξεργασία (μετεστεροποίηση, ζύμωση), παράγουν τα υγρά βιοκαύσιμα, τα οποία ύστερα αναμειγνύονται σε σχετικά μικρό ποσοστό με τα συμβατικά καύσιμα, και χρησιμοποιούνται απευθείας, χωρίς την ανάγκη τροποποίησης των κινητήρων των οχημάτων. Το καλαμπόκι είναι η κυριότερη πηγή βιο-αιθανόλης για τις ΗΠΑ, οι οποίες κατέχουν και τα πρωτεία στην παραγωγή της, με περίπου 58 δισεκατομμύρια λίτρα για το 2016, ενώ δεύτερη έρχεται η Βραζιλία με κυριότερη πηγή το ζαχαρότευτλο, και παραγωγή περίπου 28 δισεκατομμυρίων λίτρων για το 2016. Πρώτη στην παραγωγή βιο-ντίζελ βρίσκεται η Ευρώπη, με παραγωγή 15 δισεκατομμυρίων λίτρων για το 2016, και κύρια πηγή την ελαιοκράμβη.
Ο κυριότερος προβληματισμός σχετικά με τα υγρά βιοκαύσιμα πρώτης γενιάς -ο οποίος έχει θέσει σε αμφισβήτηση τη δυνατότητά τους να αποτελέσουν τη βιώσιμη απάντηση στα υγρά, συμβατικά καύσιμα- είναι το πόσο φιλικά είναι τελικά αυτά προς το περιβάλλον. Πολλοί επιστήμονες σε διάφορες έρευνες έχουν υποστηρίξει ότι, λαμβάνοντας υπόψη τον συνολικό κύκλο “ζωής” των βιοκαυσίμων -δηλαδή, από την παραγωγή του φυτού, μέχρι και την καύση του καυσίμου-, οι εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα δεν είναι πολύ πιο χαμηλές από αυτές των συμβατικών καυσίμων. Αν, δηλαδή, συνυπολογίσει κάποιος τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα που παράγονται κατά την καύση μαζί με εκείνες που παράγονται για την καλλιέργεια των φυτών που χρησιμοποιούνται ως πρώτη ύλη, είναι συνολικά περισσότερες. Το επιχείρημα αυτό ενισχύεται και από το γεγονός ότι για την παραγωγή μιας μικρής ποσότητας βιοκαυσίμων χρειάζεται μεγάλη ποσότητα πρώτης ύλης. Πάντως, είναι αδιαμφισβήτητο το γεγονός ότι τα βιοκαύσιμα παράγουν μηδενικές εκπομπές διοξειδίου του θείου – σε αντίθεση με τα συμβατικά καύσιμα.
Τα ερωτηματικά για το φιλικό προς το περιβάλλον προφίλ των βιοκαυσίμων αυξάνονται, αν αναλογιστεί κανείς την επίδραση που έχει η παραγωγή τους στη χρήση των εδαφών. Η καλλιέργεια φυτών για βιοκαύσιμα έχει συσχετισθεί με την αποψίλωση τροπικών δασών, αφού οι κάτοικοι φτωχών χωρών “καθάριζαν” μεγάλα τμήματα από παρθένα δάση για να καλλιεργήσουν φυτά για βιοκαύσιμα, τα οποία θα τους απέφεραν μεγάλο κέρδος κατά την πώληση. Επιπλέον, η επικράτηση μονοκαλλιέργειας σε μεγάλες εκτάσεις σε όλες τις χώρες έχει οδηγήσει σε απώλεια της βιοποικιλότητας των περιοχών, καθώς και σε διάβρωση του εδάφους – η οποία, με τη σειρά της, συχνά προκάλεσε ρύπανση των πιθανών παραπλήσιων υδάτων από τη μεταφορά σωματιδίων μέσω του αέρα. Ρύπανση του νερού μπορεί να προκληθεί, επίσης, από την απορροή οξειδίου του αζώτου, που προέρχεται από τα φυτοφάρμακα και λιπάσματα που χρησιμοποιούνται σε μεγάλες ποσότητες για την καλλιέργεια των φυτών που θα χρησιμοποιηθούν στην παραγωγή βιοκαυσίμων. Τέλος, το μεγαλύτερο πρόβλημα με το οποίο συνδέεται η χρήση των βιοκαυσίμων πρώτης γενιάς είναι η αύξηση στις τιμές των τροφίμων παγκοσμίως. Η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση για βιοκαύσιμα προκαλεί όλο και μεγαλύτερη χρήση εδαφών για καλλιέργεια των διαφόρων κατάλληλων τροφίμων, με σκοπό την πώλησή τους για παραγωγή βιοκαυσίμων -και όχι για βρώση-, ή ακόμα και την αντικατάσταση άλλων προϋπαρχουσών καλλιεργειών. Για παράδειγμα, στις ΗΠΑ το ντεπόζιτο ενός οχήματος παντός εδάφους 95 λίτρων χωρητικότητας χρειάζεται βιο-αιθανόλη από 205 περίπου κιλά καλαμποκιού – ποσότητα που αντιστοιχεί με τις θερμίδες που είναι αρκετές για να θρέψουν ένα άτομο για έναν ολόκληρο χρόνο. Η κατάσταση αυτή δημιουργεί πίεση στις παγκόσμιες προμήθειες κάποιων αγαθών λόγω έλλειψης παροχής, και καταλήγει σε υψηλότερες τιμές στα τρόφιμα, δημιουργώντας επιπλοκές στην παγκόσμια πενία και στην ασφάλεια των τροφίμων.

Βλέποντας τα διάφορα προβλήματα που συνδέονται με τα πρώτης γενιάς βιοκαύσιμα, οι επιστήμονες προσπάθησαν να τα επιλύσουν με την εξέλιξη των πηγών βιοκαυσίμων και του τρόπου παραγωγής τους. Η δεύτερη γενιά υγρών βιοκαυσίμων παράγεται με τις ίδιες περίπου διαδικασίες, αλλά με διαφορετική πρώτη ύλη. Τη θέση των τροφίμων παίρνουν χρησιμοποιημένα λάδια που δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν πια από τους ανθρώπους, καθώς και αγροτικά παραπροϊόντα, γεωργικά και αστικά απόβλητα, ληγμένα φαγητά και κάποια φυτά -κυρίως μη βρώσιμα- πλούσια σε κυτταρίνη – όπως γρασίδι (switchgrass) ή γιατρόφα (Jatrofa), κυρίως στην Ινδία. Η δεύτερη γενιά κατάφερε -ως έναν βαθμό- να δώσει λύση στο μεγάλο πρόβλημα της διαμάχης “φαγητό εναντίον βιοκαυσίμων”, αλλά δεν έκανε μεγάλη διαφορά όσον αφορά στα υπόλοιπα – ιδιαιτέρα αν η πρώτη ύλη ήταν τα διάφορα είδη φυτών πλούσιων σε κυτταρίνη, όπως αναφέρθηκε πριν.

Καλλιέργεια άλγης

Η τρίτη γενιά βιοκαυσίμων είναι η πιο καινοτόμα, αλλάζοντας τελείως το προφίλ των βιοκαυσίμων. Στο επίκεντρο της παραγωγής βρίσκεται η άλγη ως κύρια πρώτη ύλη, η οποία θα καλλιεργείται σε εδάφη και νερά ακατάλληλα για παραγωγή τροφίμων για τους ανθρώπους, δίνοντας έτσι ένα οριστικό τέλος στον μεταξύ τους ανταγωνισμό. Ένα μεγάλο πλεονέκτημα της άλγης είναι το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή μεγάλης γκάμας βιοκαυσίμων, αλλά και το ότι θα είναι καλλιεργημένη, ώστε να έχει χαμηλότερο κόστος παραγωγής και υψηλότερη αποδοτικότητα. Τέλος, οι επιστήμονες πειραματίζονται με τη γενετική τροποποίηση της άλγης, ώστε αυτή να απορροφά περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα κατά την καλλιέργειά της – εξέλιξη που κάποιοι χαρακτηρίζουν ως την αρχή της τέταρτης γενιάς βιοκαυσίμων, ενώ άλλοι διαφωνούν, εντάσσοντάς τη στην τρίτη γενιά. Το πρόβλημα με τα τρίτης γενιάς βιοκαύσιμα είναι ότι η απαραίτητη τεχνολογία για τη χρήση τους είναι ακόμα μη πλήρως τελειοποιημένη, αλλά και πολύ ακριβή, αποθαρρύνοντας έτσι πιθανές επενδύσεις.
Παρά την εξέλιξη στην παραγωγή βιοκαυσίμων, λόγω του μεγάλου κόστους και της τεχνολογικής αδυναμίας, μέχρι και σήμερα στην πλειονότητα παράγονται πρώτης γενιάς βιοκαύσιμα σε όλες τις χώρες, διατηρώντας έτσι τα προβλήματα που αυτά φέρουν. Στην Ευρωπαϊκή Ένωση, για παράδειγμα, για το 2017 πρώτη πηγή για βιο-ντίζελ ήταν η ελαιοκράμβη, ακολουθούμενη από το φοινικέλαιο. Η διαμάχη, μάλιστα, “φαγητό εναντίον βιοκαυσίμων” και οι πιέσεις από διάφορες Μη-Κυβερνητικές Οργανώσεις οδήγησαν την Ευρωπαϊκή Ένωση να εγκαταλείψει τον στόχο της από την Οδηγία σχετικά με Ανανεώσιμες Ενέργειες του 2009, για υποχρεωτική χρήση καυσίμων από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σε ποσοστό 10% στον τομέα των μεταφορών μέχρι το 2020. Με τα πιεστικά περιβαλλοντικά προβλήματα που αντιμετωπίζει σήμερα ο πλανήτης, η υποχώρηση δεν είναι η λύση. Τα πλεονεκτήματα της χρήσης των βιοκαυσίμων σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα είναι αδιαμφισβήτητα, παρά τα όποια προβλήματα. Η μόνη λύση προς τη βιωσιμότητα είναι η ανάπτυξή τους. Με έρευνα και επενδύσεις πρέπει να ολοκληρωθεί η τεχνολογία για την τρίτη γενιά βιοκαυσίμων, και να προωθηθεί ώστε, μαζί με τις άλλες ανανεώσιμες πηγές, αυτά να δώσουν ένα οριστικό τέλος στη χρήση των -καταστροφικών για τον πλανήτη- ορυκτών καυσίμων.
Κλεοπάτρα- Ειρήνη Ζερδέ.
Πηγές: