تكبير / سائح يسير في غابة ريدوود بين الأشجار الطويلة في روتوروا ، نيوزيلندا. ماتيو كولومبو / غيتي إيماجز
روتوروا ، نيوزيلندا – تباينًا مع محرري آرس لمقالاتي ، قصيرة وإلى هذه النقطة. “أنا ذاهب إلى نيوزيلندا هكذا. لديهم صناعة غابات كبيرة وهناك محلية معهد أبحاث يحاول تحويل نفايات الخشب إلى وقود حيوي. أعتقد من شأنه أن يجعل قصة ممتازة. ”
في رأيي ، كان قبولها وجيزة على قدم المساواة: “الحلو كما. استمتع برحلتك إلى أرض الكيمياء الحيوية “.
اليوم ، قد يستحضر الوقود الحيوي صوراً لآذان الذرة أو بريوس للقراء الأمريكيين ، لكن الصناعة المحلية كانت تدور حولها السياسة في الآونة الأخيرة كما كان حول الابتكار العلمي. في حين الباحثون والمنظمات العلمية قد بحثت في الحقائق مصادر الطاقة الخضراء في كل شيء من النفايات البشرية إلى المتواضع تواصل الطحالب وحكومات الولايات والحكومات الفيدرالية التشابك كم من الأولوية يجب أن يكون هذا المجال.
سوف IEWNT نيوزيلندا تقديم بعض على النقيض من التفكير في الكيمياء. البلد يجعل الكثير من المال على صادرات الأخشاب ، ولكن هذا الربح عموما ليس من الابتدائي غابة. بدلا من ذلك ، تحركات نيوزيلندا الكثير من النمو السريع الغريبة محيط. هناك الكثير من نفايات الخشب في هذه المعالجة ، وفي في الوقت الحالي ، يتم ترك جزء كبير منه للتعفن ، مما يساهم في إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من صناعة الغابات في البلاد.
المعهد الذي كنت سأزوره ، سليل ، لديه فترة طويلة برنامج بحثي لتحويل النفايات الخشبية إلى وقود حيوي. في حين هذا لا يقلل الانبعاثات بالكامل ، على الأقل تحصل عليه شيء مفيد للخروج من العملية. ومع الخشب مقابل المحاصيل نمت خصيصا للوقود الحيوي ، لا يمكنك اختيار المواد الخاصة بك وتطابق عملية لجعلها فعالة. بدلا من ذلك ، يواجه سليل أ التحدي الفريد: العثور على العملية التي تعمل لصالح الأخشاب نيوزيلندا ، ثم التوصل إلى سلسلة معالجة فعالة. مقارنة ب الأعشاب والذرة من الولايات ، ويبدو أن هذا الوقود الحيوي المعركة تجري في المقام الأول في المختبر.
اكتشفت في النهاية أن فرضيتي كلها كانت مضللة – الوقود الحيوي في نيوزيلندا ليست حقا عن الكيمياء الحيوية ، إما. او عند الأقل أنهم ليسوا فقط حول الكيمياء الحيوية. خلال فترة ما بعد الظهر في حديقة الابتكارات المترامية الأطراف في سليل ، وجدت نفسي أستمع إلى الكثير الاقتصاد و … الفيزياء؟ في بعض الأحيان لا يمكنك الهروب من حياتك وظيفة اليوم ، وأفترض. ولكن اتضح أن الفيزياء قد تقدم بعض نظرة ثاقبة كيف ، على المدى الطويل ، قد تكون الكيمياء الحيوية للوقود الحيوي تحسن.
الانتظار ، لماذا نهتم الذرة مرة أخرى؟
أنا أتقدم بنفسي بالطبع. لماذا الناس في أي مكان يهتمون بالوقود الحيوي ، مرة أخرى؟
أكبر مشكلة في الوقود الأحفوري ليست في حرق الوقود يطلق ثاني أكسيد الكربون. لا ، المشكلة هي أن الحلقة ليست كذلك مغلق. بدلا من ذلك ، يتم إغلاق دورة الوقود ، ولكن الوقت الفاصل بين يتم إصدار CO2 بواسطة فورد F150 الخاص بك وذاك ثاني أكسيد الكربون الذي يظهر كوديعة نفطية هو ملايين السنين. في السنوات الفاصلة ، يكون مقدار توازن ثاني أكسيد الكربون المجاني بعيدًا عالية جدا لصالحنا.
دورة الوقود المثالية ستحول ثاني أكسيد الكربون إلى وقود في غضون بضع سنوات – أو ، على الأقل ، الوقود وأشياء أخرى. لا يتوقف الاعتماد على الأشجار الميتة منذ فترة طويلة على الهيدروكربونات البنزين ، بعد كل شيء. مواد التشحيم والبلاستيك هما استخدامان آخران هذا الربيع إلى الذهن ، وهناك غيرها – المزيد من الحلقات التي تحتاج إلى be closed in the near future.
Enlarge/ نرى ماذا فعلت هنا ، غيتي. “Corn cob in car gas tankحشو. “الوهج صور / غيتي صور
فما هي البدائل؟ استخلاص الزيوت والوقود مباشرة من النباتات هو تقليد قديم بين البشر. يمكن للتكنولوجيا الفائقة نسخة تلعب دورا في توفير احتياجاتنا المستقبلية من الطاقة؟
تكرس الولايات المتحدة بالفعل الكثير من الذرة لإنتاج الوقود. بالتاكيد، الذرة هي أيضا طعام ، بحيث يثير قضية ثانية: الأرض المستخدمة ل لا يمكن استخدام الوقود لزراعة الطعام. كما يفعل سكان العالم مثل التغذية اليومية ، وهذا يخلق بعض التوتر. و هذا أنتج التوتر بالفعل بعض الإجراءات التنظيمية ، مع الاتحاد الأوروبي تقييد نمو الوقود الحيوي على الأراضي التي من شأنها أن تكون على خلاف ذلك تستخدم لإنتاج الغذاء.
يمكنك بالطبع فصل الأجزاء الصالحة للأكل عن النبات غير صالح للأكل واستخدام هذا الأخير لإنتاج الوقود – بهذه الطريقة أنت لا تفعل ذلك تفقد الكثير من الأراضي الصالحة للزراعة لإنتاج الوقود. لسوء الحظ ، هذا لا يساعد كثيرا لأن النبات الذي يعطينا الذرة هو في الواقع مواد أولية منخفضة الجودة من الوقود الحيوي. هناك محاصيل أخرى ، مثل تبديل الأعشاب ، التي توفر إنتاجية وقود أكبر بكثير لكل مساحة أرض. ولكن هناك تكاليف بيئية مميزة مرتبطة بتلك ، جدا. قد تحتاج الأعشاب إلى كمية أكبر من المياه مما يمكن أن تكون مستدامة الموردة ، على سبيل المثال.
كل هذا يعني أن البحث عن محاصيل الوقود الحيوي جيدة و تقنيات المعالجة لم تنته بعد. وكل ذلك أحضرني إلى سليل. سليل الأحدث شركة رؤية الفيديو
مرحبا بكم في سليل
كما يليق معهد البحوث المكرسة لجميع الأشياء الخشب ، سيون لديه حرم جامعي كبير وجميل ، يقع على حواف أ الغابات الترفيهية ومجال الطاقة الحرارية الأرضية النشطة. الرئيسية المبنى هو شأن جميل من الألواح الخشبية والفن الخشب وماوري نحت الخشب. استقبال استقبال في وصولي في نموذجي الأزياء ودية الكيوي وعملت بسرعة إلى أن كنت في وقت مبكر. (ليس ساعة مبكرة ، كنت مبكراً أيامًا – أفراح الإرهاق التام والاسترخاء الموقف تجاه أجندي.) لقد استفدت من مفاجأة مضيفي للنوم من خلال مقطع فيديو آمن وتصفح بعض شبكات Wi-Fi للحاق بها البريد الإلكتروني.
في مكتب كبير السن مكدسة بالورق ، مضيفي ، الدكتور بول بينيت ، أخذني من خلال خصوصيات وعموميات عملية للغاية نهج للوقود الحيوي. وكان بينيت أول من ينكر لي من فكرة أنني سأحصل على قصة البحوث الكيميائية الحيوية. هذه المبادرة هي في الواقع كل شيء عن الاقتصاد. الوقود الحيوي و لقد اكتشفت أن الحراجة ليست متطابقة في السماء.
الآن ، على السطح ، يمكن أن يكون. غابات المزارع ل الأخشاب والورق عادة ما تستخدم الأشجار سريعة النمو ، وغالبا ما تكون نمت على أرض غير مناسبة لأشكال أخرى من الزراعة: التل البلد ، على سبيل المثال. في القيمة الاسمية ، وهذا يزيل مشكلة تتنافس مع المحاصيل الغذائية ، وتكتسب مصدرا حيويا للوقود من النفايات الحرجية.
حفر أعمق قليلا ، وأنها لا تزال تبدو موافق. في الغابات الحديثة العملية ، هناك الكثير من النفايات الخشبية. على الرغم من المناشر الحديثة ومصانع اللب والورق مصممة لتحويل كل جزء من صالح للاستخدام الخشب في المنتج ، والكثير من النفايات أمر لا مفر منه. مناشر لا تحترق نشارة الخشب للحصول على الطاقة ، ولكن حرق نشارة الخشب الرطب والموحلة بكفاءة ليست بسيطة مثل إضاءة المباراة. يمكن أن يكون أكثر من ذلك efficientto turn this into liquid fuel first.
Enlargeيتم استخدام الخشب المحلي بشكل جيد في المنحوتات الماورية صور روتوروا 7 مايكل / غيتي
لكن بينيت أشار أيضًا إلى المشكلة الكبيرة: الأشجار التي تحصد للأخشاب تنمو لفترة طويلة قبل حصادها. وقود، من الناحية المثالية ، يأتي من دورة النمو والحصاد السريعة. وذاك حتى قبل النظر في قضية النقل.
يخرج النفط من الآبار ويمكن نقله في خطوط الأنابيب. انها من السهل الحصول على الكثير من الخام من موقع واحد وتسليمه إلى موقع واحد ، حتى تتمكن من بناء مصفاة هائلة يقطر ، يشقّ ، يبلمر ، ويطهو النفط الخام بطريقة أخرى في مجموعة كبيرة من المواد الكيميائية العضوية التي يمكن شحنها قبالة ل استخدام أو مزيد من المعالجة. مقياس بنيت في.
لا يتم نقل المواد الأولية للوقود الحيوي بسهولة ، ومن الصعب ذلك مقياس.
“واحدة من التكاليف الكبيرة حول الوقود الحيوي هي دائما المواد الخام يقول بينيت: “لا تريد أن تسحب هذه المادة الوسيطة لفترة طويلة.” المسافة ، لأنك تستهلك الكثير من الماء بشكل أساسي. حتى إذا يمكنك القيام [المعالجة] بالقرب من المكان الذي تزرع فيه المادة قم بتكثيفه من حيث الطاقة ، وهذا يمكن أن يكون أفضل. ”
المادة النباتية تنتشر على مساحة واسعة ويجب أن تكون المقطوع. بعد الحصاد يجب أن يتم إحضاره إلى المركز موقع للمعالجة. ما النطاق الأكثر اقتصادا لذلك؟ مصفاة ضخمة واحدة تمنحك وفورات الحجم على المعالجة نهاية ولكن زيادة الخسائر بسبب النقل ؛ النباتات الصغيرة قد يجتمع في مكان ما في الوسط.
نقطة التوازن هذه حيث المقياس المنطقي يعتمد حقًا على طبيعة المحصول والأرض التي ستجنيها من عند. وكلاهما يمكن أن يتغير تبعا للأرض التاريخية استعمال.
في سوق الوقود الحيوي في الولايات المتحدة ، على سبيل المثال ، الذرة ملك اقتصاديات تحويله إلى وقود حيوي راسخة. لكن ذلك ربما لن يبقى على هذا النحو. إنها تتنافس مع الطعام الإنتاج على تهمتين: إنه ينمو على نفس الأرض مثل المحاصيل الغذائية ، وكل نواة الذرة التي تدخل في مفاعل الوقود الحيوي هي أ نواة إزالتها من فم محتمل. للأجيال القادمة من محاصيل الوقود الحيوي ، لم يتضح بعد كيف يبدو المستقبل – صغيرًا ووزعت ، كبيرة ومركزة ، أو في مكان ما في ما بين.
هذا الواقع الاقتصادي هو ما يدفع الأبحاث الحالية. بوضوح، نفايات الخشب من الغابات لن تذهب بعيدا ، ولكن مزارع نمو أسرع ، أشجار الشجيرات قد توفر ميزة ، لأنها يمكن أن تنمو في كثافة عالية مع أوقات دورة أقل من 10 سنوات ولأنهم سيتم حصادهم باستخدام شيء ما أشبه معدات الغابات التقليدية ، فهي لا تزال مناسبة للنمو على المناظر الطبيعية شديدة الانحدار ، وبالتالي تجنب المنافسة مع المحاصيل الغذائية.
ما يبدو واضحا ، مع ذلك ، هو أن الوقود الحيوي ، إذا تم القيام به الحق ، يمكن أن توفر احتياجات الطاقة المحلية. في الولايات المتحدة ، وذلك باستخدام النفايات الكتلة الحيوية الزراعية والغابات تلبية أكثر من 30 في المئة من احتياجات الولايات المتحدة وقود النقل. الآن ، أنا أعرف أن البطاريات هي المفضلة الحالية ، ولكن الوقود السائل لا يزال لديها طاقة أعلى الكثافة ولا تزال أكثر ملاءمة لتشغيل شاحنات المسافات الطويلة ، السفن والطائرات.
ولكن حتى على افتراض الاقتصاد الأساسي للحصاد و نقل العمل في نهاية المطاف ، هذه الرحلة إلى سليل ذكرني هناك تبقى مشاكل مع الكيمياء.
