1973’dan beri yağ ambargosuABD enerji politikası, petrol bazlı ulaştırma yakıtlarının alternatiflerle değiştirilmesine çalışmaktadır. Öne çıkan seçeneklerden biri, benzin yerine etanol ve sıradan dizel yerine biyodizel gibi biyoyakıtları kullanmaktır.

Ulaştırma üretir ABD sera gazı emisyonlarının dörtte biriDolayısıyla, bu sektörün etkisine değinmek iklim koruması için çok önemlidir.

Birçok bilim insanı biyoyakıtları doğası gereği karbon-nötr: karbondioksitin (CO2) bitkilerin tamamen mahsur kaldıklarında havadan emilir veya bitkilerden yapılan yakıtlar yandığında salınan CO2'in “nötralize edildiğini” kabul ederler. Yıllarca süren bilgisayar modellemesi, bu varsayımlara dayanarak, ABD Enerji Bakanlığı tarafından desteklenen çalışmaları, benzinin yerine biyoyakıt kullanmanın nakliyeden kaynaklanan CO2 emisyonlarını önemli ölçüde azalttığı sonucuna varıldı.

nen Yeni bir çalışma bu soruya yeni bir bakış getiriyor. Biyoyakıtlar yakıldığında yayılan CO2'in dengelenmesi için tarım arazisinde yeterli CO2'in emilip emilmediğini değerlendirmek için mahsul verilerini inceledik. Büyüyen ham madde mahsulleri ve üretim biyoyakıtının üretimine ilişkin tüm emisyonların bir kez hesaba katılmasıyla, biyoyakıtların aslında onları azaltmak yerine CO2 emisyonlarını arttırdığı ortaya çıktı.

Biyoyakıt patlaması, iklim bozukluğu

Federal ve eyalet politikaları, 1970'lerden bu yana mısır etanolünü sübvanse etti, ancak biyo-yakıtlar, enerji bağımsızlığını teşvik etmek ve Eylül 11, 2001 saldırılarından sonra petrol ithalatını azaltmak için bir araç olarak destek aldı. 2005 Kongresinde, Yenilenebilir Yakıt Standardıbu, 7.5 milyar galon etanolü 2012 ile benzine karıştırmak için yakıt rafinerilerinin kullanılmasını gerektiriyordu. (Karşılaştırma için, o yıl Amerikalılar kullandı. 133 milyar galon benzin.)

2007 Kongresi’nde bazılarının desteğiyle RFS programını çarpıcı biçimde genişletti. ana çevre grupları. Yeni standart üçe katlanmış 4.1'taki 2005 milyar galondan 15.4'te 2015 milyar galon'a yükselen yıllık yenilenebilir yakıt tüketimi.

Bizim çalışmamız yenilenebilir yakıt kullanımındaki bu keskin artış sırasında 2005-2013'in verilerini inceledi. Biyoyakıt üretmenin ve kullanmanın karbon nötr olduğunu varsaymak yerine, ekim alanlarında emilen CO2 miktarını biyoyakıt üretimi ve tüketimi sırasında yayılan miktarla açıkça karşılaştırdık.

Mevcut ürün gelişimi zaten atmosferden büyük miktarda CO2 almaktadır. Ampirik soru, biyoyakıt üretiminin, üretilen CO2 emisyonlarını tamamen dengelemek için yeterince CO2 alım oranını arttırıp arttırmadığıdır. mısır etanole fermente edildiğinde ve biyoyakıtlar yakıldığında.

Bu dönemde biyo-yakıtlara giren mahsullerin çoğu zaten ekiliyordu; Ana değişiklik, çiftçilerin hasatlarının çoğunu biyoyakıt üreticilerine sattıkları ve gıda ve hayvan yemi için daha az ürettikleri. Bazı çiftçiler mısır ve soya fasulyesi üretimini genişletti veya anahtarlamalı daha az kârlı ürünlerden elde edilen bu ürünlere.

Ancak, yetiştirme koşulları sabit kaldığı sürece mısır bitkileri, mısırın nasıl kullanıldığına bakılmaksızın, CO2'i atmosferden aynı oranda alır. Bu nedenle, biyoyakıtların doğru bir şekilde değerlendirilebilmesi için, tüm ekim alanlarında CO2 alımının değerlendirilmesi gerekir. Sonuçta, mahsulün büyümesi, atmosferden karbon çıkaran CO2 “sünger” dir.

Böyle bir değerlendirme yaptığımızda, 2005'ten 2013'e kadar ABD tarım arazilerindeki kümülatif karbon alımının 49 teragramları tarafından arttığını gördük (bir teragram bir milyon tondur). Diğer tarla bitkilerinin ekili alanları bu dönemde düşmüştür, bu nedenle bu artan CO2 alımı büyük ölçüde biyoyakıt için yetiştirilen ürünlere bağlanabilir.

Ancak aynı dönemde, fermente ve yanan biyoyakıtlardan kaynaklanan CO2 emisyonları, 132 teragramları ile artmıştır. Bu nedenle, mahsul büyümesi ile ilişkili daha yüksek karbon alımı, 37'tan 2'a kadar olan biyoyakıtla ilgili CO2005 emisyonlarının yalnızca yüzde 2013'ini dengeler. Başka bir deyişle, biyo-yakıtlar doğal olarak karbon-nötr olmaktan uzaktır.

Karbon akışları ve 'iklim küveti'

Bu sonuç, biyo-yakıtlar üzerindeki en köklü çalışmalarla çelişmektedir. Nedenini anlamak için atmosferi bir küvet bu su yerine CO2 ile doldurulur.

Dünya'daki birçok aktivite, musluktan küvete akan su gibi atmosfere CO2 ekler. En büyük kaynak solunumdur: Karbon, yaşamın yakıtıdır ve tüm canlılar metabolizmalarını güçlendirmek için “karbonhidrat” yakar. Etanol, benzin veya diğer herhangi bir karbon bazlı yakıt yakmak, CO2 “musluğunu” açar ve atmosfere doğal metabolik işlemlerden daha hızlı bir şekilde karbon ekler.

Diğer aktiviteler CO2’i atmosferden uzaklaştırır, örneğin bir küvetten akan su gibi. Endüstri çağından önce, bitki büyümesi, bitki ve hayvanların atmosfere soluduğu CO2'ı dengelemek için yeterince CO2 absorbe etti.

Ancak bugün, büyük ölçüde fosil yakıt kullanımı sayesinde, CO2'i atmosfere doğanın çıkardığından çok daha hızlı bir şekilde ekliyoruz. Sonuç olarak, CO2 “su seviyesi” iklim küvetinde hızla yükseliyor.

Biyoyakıtlar yakıldığında, kabaca petrol yakıtları ile enerji birimi başına CO2 kadar aynı miktarda yaymaktadırlar. Bu nedenle, fosil yakıtlar yerine biyoyakıt kullanılması, CO2’in iklim küvetine ne kadar hızlı aktığını değiştirmez. Atmosferik CO2 seviyelerinin birikmesini azaltmak için, biyoyakıt üretimi CO2 drenajını açmalı - yani, karbonun atmosferden çıkarıldığı net oranı hızlandırmalıdır.

Daha fazla mısır ve soya fasulyesi yetiştirmek, CO2 alımını, çoğunlukla diğer mahsulleri yerinden ederek, biraz daha “drenaj” yaptı. Bu, yüksek verimi, dönüm başına iki ton oranında atmosferden karbonu gideren ve diğer mahsullerin çoğundan daha hızlı olan mısır için özellikle geçerlidir.

Bununla birlikte, biyoyakıtlar için mısır ve soya fasulyesi üretiminin arttırılması, CO2 alımını yalnızca, doğrudan CO37'un yüzde 2'ini biyoyakıt kullanımına bağlı olarak dengelemek için yeterince artırdı. Ayrıca, biyoyakıt üretimi sırasında diğer sera gazı emisyonlarının gübre kullanımı, çiftlik işletmeleri ve yakıt arıtımı gibi kaynaklardan dengelenmesi yeterli değildi. Ayrıca, çiftçiler büyük miktarlarda karbon depolayan ekim alanlarına otlakları, sulak alanları ve diğer habitatları dönüştürdüğünde, çok büyük CO2 salınımları meydana gelir.

Yanlış modelleme

Yeni çalışmamız ateşli tartışma çünkü önceki birçok analizle çelişiyor. Bu çalışmalar denilen bir yaklaşım kullandı yaşam döngüsü analiziveya analistlerin bir ürün üretmek ve kullanmakla ilgili tüm sera gazı emisyonlarını eklediği LCA veya LCA. Sonuç popüler ürün "denirkarbon Ayakizi".

Yenilenebilir yakıt politikalarını gerekçelendirmek ve yönetmek için kullanılan LCA çalışmaları sadece emisyonları değerlendirir - yani havaya akan CO2 - ve biyoyakıt üretiminin CO2'i atmosferden çıkardığı oranı arttırıp arttırmadığını değerlendirmeyi başaramaz. Bunun yerine, LCA, mısır ve soya fasulyesi gibi enerji bitkilerinin bir yıldan diğerine yeniden dökülebildiğinden, biyoyakıt yakma sırasında salındıkları kadar atmosferden karbonu otomatik olarak aldıklarını varsayar. Bu önemli varsayım, LCA bilgisayar modellerinde kodlanmıştır.

Ne yazık ki, LCA, Kaliforniya’nın yanı sıra RFS’nin temelini de Düşük Karbonlu Yakıt Standardıbu eyaletin iddialı iklim eylem planının önemli bir unsuru. Ulaştırma yakıtlarına ilgi duyan diğer kurumlar, araştırma kurumları ve işletmeler tarafından da kullanılır.

Bir zamanlar biyoyakıtların doğal olarak karbon nötr olduğu görüşünü kabul ettim. Yirmi yıl önce baş yazarı oldum ilk kağıt yakıt politikası için LCA kullanımını önermek. Bu tür birçok çalışma yapıldı ve geniş çapta alıntı yapılan meta-analiz 2006’teki Science’ta yayınlanan, mısır etanolünün kullanılmasının, petrol benzine kıyasla GHG emisyonlarını önemli ölçüde azalttığını buldu.

Bununla birlikte, diğer bilim adamları, geniş alanlardaki enerji bitkileri ile ekimin toprak kullanımını nasıl değiştirebileceği konusunda endişelerini dile getirmişlerdir. 2008 Science'ın başında iki önemli makale yayınlandı. Biri biyoyakıtın nasıl ekildiği doğrudan yerinden olmuş karbon bakımından zengin habitatlarÇayırlar gibi Diğeri biyoyakıt için ekin yetiştiriciliğinin hasara yol açtığını gösterdi ormansızlaşma gibi dolaylı etkilerçiftçilerin verimli topraklar için yarıştığı gibi.

LCA taraftarları, yakıt üretiminin bu sonuçlarını hesaba katmak için modellerini daha karmaşık hale getirdi. Ancak ortaya çıkan belirsizlikler o kadar büyüdü ki biyoyakıtların iklime yardım edip etmediğini belirlemek imkansız hale geldi. 2011'te Ulusal Araştırma Konseyi RFS hakkında rapor mısır etanolü gibi mahsul bazlı biyoyakıtların “sera gazı emisyonlarını azalttığı kesin olarak gösterilmediği ve onları gerçekten artırabileceği” sonucuna varıldı.

Bu belirsizlikler beni LCA’yı parçalamaya başlamama teşvik etti. 2013'te Climatic Change'de biyoyakıt üretiminin CO2'i dengeleyebileceği koşulların dengelenebileceğini gösteren bir makale yayınladım. yaygın olarak kabul edilenden çok daha sınırlıydı. Bir In sonraki inceleme kağıdı Biyoyakıtları değerlendirmek için LCA'yı kullanırken yapılan hataları ayrıntılı olarak anlattım. Bu çalışmalar, ABD’de, bugüne kadar, yenilenebilir yakıtların aslında iklime benzinden daha zararlı olduğunu ortaya koydu.

Amerika Birleşik Devletleri ve ABD’deki en büyük antropojenik CO2 emisyon kaynağı olan CO2’i petrolden azaltmak halen acildir. dünyanın en büyük ikinci Kömürden sonra. Ancak analizimiz, iklim değişikliğinin tedavisi için biyoyakıtların doğru olduğunu “Hastalıktan daha kötü.”

Azaltmak ve kaldırmak

Bilim, biyolojik yakıtlardan daha etkili ve daha az maliyetli olan iklim koruma mekanizmalarına işaret ediyor. Var iki geniş strateji taşıma yakıtlarından kaynaklanan CO2 emisyonlarını azaltmak için. İlk olarak, araç verimliliğini artırarak, seyahat mesafelerini sınırlayarak ya da elektrik ya da hidrojen gibi tamamen karbon içermeyen yakıtları değiştirerek emisyonları azaltabiliriz.

İkincisi, CO2'i atmosferden ekosistemlerin şimdi emdiğinden daha hızlı çıkarabiliriz. İçin stratejiler “Biyosferin yeniden karbonlaştırılması” dahil ağaçlandırma ve ağaçlandırmatoprak karbonunu yeniden inşa etmek ve sulak alanlar ve otlaklar gibi diğer karbon bakımından zengin ekosistemleri restore etmek.

Bu yaklaşımlar, biyo-yakıt üretimi gibi tehdit etmek yerine, biyoçeşitliliğin - başka bir küresel sürdürülebilirlik mücadelesi - korunmasına yardımcı olacaktır. Analizimiz bir başka görüş daha sunar: Karbon havadan bir kez alındıktan sonra, enerjiyi ve emisyonları yalnızca karbonu yakmak ve atmosfere yeniden salmak için biyoyakıtlara işlemek için harcanması nadiren mantıklıdır.

Yazar hakkında

John DeCicco, Araştırma Profesörü, Michigan Üniversitesi

Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.\

İlgili Kitaplar:

at InnerSelf Pazarı ve Amazon