Welche Pflanzen können für Biomasseenergie verwendet werden?

Lebensmittel mit hohem Stärkegehalt wie Mais und Zuckerrohr sind die Hauptquellen für Biokraftstoffe. Möchten Sie mehr erfahren? Schauen Sie sich diese Fahrzeugbilder mit alternativen Kraftstoffen an! DCI

Von Holzöfen im Sudan bis zu Kohlekraftwerken in Pittsburgh läuft der größte Teil der Welt weiter Biomassenenergie -- Energie, die aus Materialien erzeugt wird, die von Lebewesen stammen. Zwei fossile Brennstoffe, Kohle und Erdöl, liefern rund 80 Prozent der weltweiten Energie. Im Gegensatz, Biokraftstoffe -- Kraftstoffe aus Pflanzen oder tierischen Abfällen - machen weniger als 2 Prozent aller kommerziell hergestellten Kraftstoffe aus.

Die Verlagerung dieser Ladung auf Biokraftstoffe wird aus zahlreichen Gründen immer attraktiver, angefangen bei Umweltbelangen. Sowohl Biokraftstoffe als auch fossile Brennstoffe setzen Kohlenstoff (in Form von Kohlendioxid oder Methan) frei, wenn sie zur Energieerzeugung verbrannt werden. Der Unterschied besteht darin, dass der Kohlenstoff in Biokraftstoffen erst kürzlich von den zur Herstellung des Kraftstoffs verwendeten Pflanzen aus der Atmosphäre entfernt wurde. (Denken Sie daran, dass Pflanzen Kohlendioxid "einatmen" und Sauerstoff "ausatmen".) Wenn Sie diesen Kohlenstoff wieder in die Atmosphäre zurückbringen, wird das Gleichgewicht nicht zu stark beeinträchtigt.

Im Gegensatz dazu wird der Kohlenstoff in fossilen Brennstoffen dort seit Millionen von Jahren gespeichert. Die Freisetzung in die Atmosphäre erzeugt einen Überschuss, der zur Smogbildung und zum Klimawandel beiträgt. Außerdem geben Biokraftstoffe keine Toxine ab, im Gegensatz zu Schwefel und Quecksilber, die beim Verbrennen von Kohle freigesetzt werden.

Der grundlegende Prozess zur Herstellung von Biokraftstoff aus Biomasse ähnelt dem, wie Ihr Körper Lebensmittel in Kraftstoff umwandelt: Hitze, Enzyme und Fermentationsbakterien zerlegen komplexe Stärken in einfachen Zucker. Aus diesem Grund sind stark stärkehaltige Nahrungspflanzen wie Mais und Zuckerrohr auch Hauptquellen für Biokraftstoffe - obwohl jede Ernte und sogar Abfallmaterial aus Nahrungspflanzen verwendet werden kann.

Fortschritte bei den Methoden zur Herstellung von Biokraftstoffen tragen zu seiner Attraktivität bei. Es wurde gezeigt, dass hergestellte Mikroben die Stärkefermentation beschleunigen, um Ethanol zu erzeugen, wodurch das Verfahren billiger und effizienter wird. Eine experimentelle Vergasungsmethode kann den gesamten vorhandenen Kohlenstoff in das für den Kraftstoff benötigte Kohlenmonoxid umwandeln und keinen schädlichen Kohlendioxidabfall freisetzen.

Der Anbau von Pflanzen zur Energieerzeugung verspricht zusätzliche Belohnungen. Es könnte die lokale Agrarwirtschaft wiederbeleben und die Abhängigkeit von ausländischen Quellen verringern. Es könnte neue Märkte für bestehende Pflanzen öffnen, indem Nebenprodukte und Abfallstoffe verwendet werden, die derzeit weggeworfen werden. Und einige Energiepflanzen aus Biomasse ziehen nützliche Insekten an, wodurch der Bedarf an Pestiziden verringert wird.

Wie bei jeder Ressource können Kurzsichtigkeit, mangelndes Wissen und reine Gier das Potenzial von Biokraftstoffen für immer beeinträchtigen. Auf der nächsten Seite werden wir uns einige der Herausforderungen für die Energiepflanzenlandwirtschaft ansehen.

Ein ernstes Problem der heutigen Biokraftstoffzucht besteht darin, dass sie mit der Nahrungsmittelproduktion um Land und andere Ressourcen konkurriert. Im Jahr 2007 wurde ein Drittel der US-Maisernte zur Herstellung von Ethanol verwendet. Der daraus resultierende Mangel wurde als Ursache für die explodierenden Preise für Maisprodukte angesehen, die in vielen Ländern Grundnahrungsmittel sind. Wenn der Weltbevölkerungs- und Kalorienbedarf wächst, wird der Druck nur noch enger.

Der Anbau von Energiepflanzen könnte das Ökosystem stören. In Malaysia zum Beispiel werden Dschungel entwurzelt, um Palmen für ihr Öl zu pflanzen. Und einige vielversprechende Pflanzen könnten zu invasiven Arten werden. Zum Beispiel könnte ein riesiges Schilfrohr, das sich ideal für Floridas tropisches Klima eignet, auch einheimische Everglade-Pflanzen überwältigen und Wasserstraßen verstopfen.

Darüber hinaus sind einige Biokraftstoffe aufgrund ihrer Umweltbelastung weniger umweltfreundlich. Der Anbau von Mais für Ethanol verbraucht große Mengen an Wasser und Stickstoffdünger. Eine Ethanolproduktion in großem Maßstab würde bedeuten, neue Rohrleitungen für den Transport des Kraftstoffs zu verlegen. Wenn diese durch vorhandene Benzinleitungen geleitet würden, würden sie korrodieren und Verunreinigungen aufnehmen.

Die Identifizierung dieser potenziellen Probleme hat es Wissenschaftlern ermöglicht, mögliche Lösungen vorzuschlagen. Anstatt potenzielle Nahrungsquellen für Biokraftstoffe zu nutzen, könnten die Landwirte spezielle Biokraftstoffpflanzen anbauen, die tatsächlich der Umwelt zugute kommen. Switchgrass zum Beispiel stammt aus den Great Plains und ist als Staude nicht jährlich neu zu pflanzen. Außerdem werden die Nährstoffe im Boden wiederhergestellt, was das Wachstum der nächsten Saison fördert.

Um Landstress abzubauen, können Biokraftstoffe aus Pflanzen gewonnen werden, die unter Bedingungen gedeihen, in denen Nahrungspflanzen scheitern. Zum Beispiel können Pappeln in giftigen Böden wachsen, weil sie Verunreinigungen wie Erdöl entfernen und zerstören können. Eine andere mögliche Lösung für die Probleme von Biokraftstoffen ist die Züchtung neuer Sorten von Kraftstoff- und Nahrungspflanzen, die trockener und salzwasserbeständiger sind.

Die Verwendung dieser und anderer Techniken zur Regionalisierung der Kraftstoffmärkte könnte die Umweltbelastung beim Transport von Kraftstoffen verringern. Autos im Mittleren Westen könnten mit einer Ethanolmischung aus Illinois-Mais fahren. im Süden mit Louisiana Zuckerrohr.

Experten sagen, wir sind gut fünf bis zehn Jahre davon entfernt, Biokraftstoffe als alltägliche Energiequelle zu nutzen. Universitäten, private Unternehmen und Regierungen investieren gleichermaßen in Forschung, um den Prozess zu beschleunigen. Zu lernen, wo das Gleichgewicht zwischen Nutzung und Übernutzung für jede Kultur und in jeder Region liegt, könnte eine gesunde Ernte nachhaltiger Energie für kommende Generationen ernten.

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Quellen

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