A bioüzemanyagok olyan alacsony szén-dioxid-kibocsátású üzemanyagok, amelyek biomasszából készülnek. Az irántuk kialakult kereslet óvatos becslések szerint a következő néhány évben várhatóan megkétszereződik. Így felhasználásukkal csökken a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőség.
A legismertebb, bioüzemanyag-előállításra használt növények közé tartozik a búza, a kukorica, a szója és a cukornád. Azonban a bioüzemanyag valójában (mezőgazdasági, élelmiszeripari, faipari és állati eredetű) hulladékokból, valamint szennyvíziszapból és kommunális szilárd hulladékból is előállítható.
A bioüzemanyagok tisztábban égnek el és kevesebb szennyező anyagot juttatnak a légkörbe, mint a fosszilis tüzelőanyagok. Az olajjal, a kőszénnel vagy a földgázzal szemben a bioüzemanyag-források viszonylag gyorsan újratermelődnek.
Mit nevezünk bioüzemanyagnak?
A bioüzemanyagokat két kategóriába sorolják: a bioalkoholok és a biodízelek közé.
- A bioalkohol erjesztés útján készül, amelynek során az élesztőt és a baktériumokat használják a növényekben lévő keményítő bontására.
A tudósok jelenleg olyan fejlesztéseken dolgoznak, amelyek lehetővé teszik, hogy a cellulóz és a hemicellulóz (a növények nagy részét alkotó, nem élelmezési célra alkalmas rostos anyag) helyett bioalkoholt állítsanak elő. Már több ipari méretű, cellulózalapú etanol biofinomító üzem is létezik. - A biodízelt ezzel szemben olyan finomítókban állítják elő, amelyek új és használt növényi olajokat és állati zsírokat, például újrahasznosított étolajat használnak. Ezeket az olajokat ezután alkohollal kezelik, majd biodízellé alakítják át.
A bioüzemanyagok hátránya
Természetesen az ilyen típusú üzemanyagoknak is vannak hátrányaik. Ilyen például az élelmiszernövények tüzelőanyagként való felhasználásának problémája.
Továbbá a termesztéshez szükséges termőföld és erőforrások (például víz és műtrágya) mennyisége is, amelyek az erdőirtás és a megemelkedett élelmiszerárak miatt okoznak problémát.
Ezek mellett az ilyen növények energiává történő átalakításának, valamint a meglévő járművek és erőművek átalakításának költségei sem alacsonyak.
Mindezek után nézzünk meg néhányat a legfontosabb, bioüzemanyagként hasznosítható növények közül!
1. Kukorica
A kukoricát az etanolalapú bioüzemanyagok királyának tartják. A cukorban gazdag kukoricából etanolt állítanak elő a sörfőzéshez.
A kukorica magját ledarálják, majd meleg vízzel és élesztővel vegyítik. Az élesztő a keveréket erjesztve etanolt állít elő. Ezt követően az etanolt benzinhez keverik, hogy üzemanyagaként használhassák.
Ez a keverék kevesebb szén-monoxidot, nitrogén-oxidot és ként bocsát ki, mint a hagyományos benzin, így kevesebb városi szmogot eredményez. Kizárólag a magokat használják fel, mert a növény nagy része cellulózt tartalmaz, amit nehezebb és drágább lebontani.
2. Repceolaj
A repceolajat évszázadok óta használják étkezési célokra és lámpaolajként. Ma már létfontosságú biodízelforrás. Alacsony az erukasav-tartalma, így a fogyasztása mind az állatok, mind az emberek számára biztonságosabb.
Érdekes tény, hogy a biodízelek általában nem használhatóak fel megfelelően hideg éghajlaton. Ennek az az oka, hogy a növényi olajok magas telített zsírtartalmúak, ezáltal alacsony hőmérsékleten jégkristályok képződnek bennük. Ez nem tesz jót a belső égésű motoroknak.
A repcének történetesen alacsony a telítettzsír-tartalma, ami hidegebb körülmények között előnyt jelent a többi alternatívával szemben. A repcének a többi növényhez képest meglehetősen magas az olajtartalma is, így kiválóan alkalmas üzemanyag előállítására.
3. Cukornád
Brazília folyamatosan azon dolgozik, hogy csökkentse a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségét. Ez a dél-amerikai ország a közel-keleti olajembargó miatt az 1970-es évek óta termeszt energiát adó növényeket. Amikor az olajárak megugrottak, a brazil kormány arra biztatta a gazdákat, hogy ültessenek cukornádat.
A cukornádból bioetanolt állítanak elő, de nem úgy, mint a kukoricából. Brazília dollármilliárdokat fektetett ebbe az iparágba, mert olcsóbb, mint a benzin. Érdekes módon az 1980-as években a legtöbb autó Brazíliában etanolüzemű volt, de ma már általában flexibilis üzemanyaggal működő motorokat használnak.
Az etanol előállítása cukornádból hatszor olyan olcsóbb, mint ha kukoricát használnának. A gazdák azonban a cukornád betakarítása során felégetik a földjeiket, ami hatalmas mennyiségű üvegházhatású gázt bocsát ki a légkörbe. Így ezzel bizonyos értelemben lenullázzák a bioetanol használatából származó szén-dioxid-előnyöket.
4. Pálmaolaj
A pálmaolajat a pálmafák terméséből nyerik ki. Ez az egyik legenergiatakarékosabb biodízel-üzemanyag a világon. A dízelmotorokat nem kell átalakítani ahhoz, hogy pálmaolajjal működjenek. Továbbá a pálmaolajból készült biodízel kevésbé környezetszennyező, mint a benzin.
A pálmaolaj különösen Malajzia és Indonézia gazdaságának fejlődését segítette elő. Ezekben az országokban a biodízel előállítására szolgáló a pálmafák termesztéséhez naponta több ezer hektár esőerdőt égettek fel, hogy termőföldhöz jussanak. Ez a pusztítás nagymértékben veszélyezteti az ökoszisztémát, és több ezer növény- és állatfajt sodor veszélybe.
5. Jatropha
Ez a mérgező gyomnövény a bioüzemanyag-piac fontos szereplője. A jatropha gyorsan nő, nem igényel nagy mennyiségű vizet, és a magjai mintegy 40%-os olajtartalommal rendelkeznek.
India jelenleg a világ legnagyobb jatrophatermelője. A biodízeliparuk erre a növényre összpontosít. Ez lehetővé teszi az ország számára, hogy gazdasági előnyöket biztosítson a vidéken élő gazdák számára, akik ezt a növényt más növények termesztésére alkalmatlan, gyenge minőségű termőföldeken termesztik.
A jatrophanövények 50 évig is élnek, és jól boldogulnak a szárazsággal és kártevőkkel sújtott földeken. A növény magjait összezúzzák, hogy a biodízel előállításához szükséges olajat kinyerjék belőlük.
A maghüvelyeket és a növényi anyagokat azonban nem pazarolják el. Ezek ugyanis praktikus módon biomassza-üzemanyagként is felhasználhatók. Bár ez a potenciális bioüzemanyag-forrás ígéretesnek tűnik, még nem aknázták ki teljes mértékben a benne rejlő lehetőségeket.
6. Szója
Nem csak tofu, szószok, zsírkréta és samponok előállításra használják fel. A szójabab akár üzemanyagforrásként is felhasználható.
Az USA-ban a legtöbb biodízel szójából készül. A gépjárművek, a nehézipari berendezések, sőt még a buszok is képesek tiszta szójabiodízellel vagy a szójabiodízel és a hagyományosabb dízelüzemanyagok keverékével működni.
A Nemzeti Tudományos Akadémia szerint a szójadízel több energiát ad, mint a kukoricából készült etanol. Míg azonban a szójabab olajtartalma 20% körüli, más üzemanyagok, például a repce és a napraforgómag olajtartalma ennek kétszerese, 40%, illetve 43%.
7. Vesszős köles
Ebben a növényben rejlik a legnagyobb potenciál a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségünk orvoslására. A kukoricával ellentétben a vesszős köles a cellulóz olyan formáját tartalmazza, amelynek etanollá alakítása kevesebb energiát igényel, mint a fosszilis tüzelőanyagok feldolgozása.
A vesszős kölesből kinyert cellulózból előállított etanol több energiát tartalmaz, mint a kukoricából előállított. Bár jelenleg nincsenek nagy ültetvények, amelyen ezt a növényt termesztenék, a tudósok jelenleg is dolgoznak olyan módszereken, amelyekkel a jövőben hasznosítani lehetne ezt a növényt.
Az alabamai Auburn Egyetem kutatói olyan tesztparcellákon termesztették a növényt, amelyeken hektáronként 15 tonna biomassza termelhető. Úgy vélik, hogy a növény minden egyes hektárja napi 4350 liter etanol előállítását tesz lehetővé!
A többi bioüzemanyag-forrás növénytől eltérően a vesszős köles általában nem mezőgazdasági célra használt földeken, hanem silány talajokon nő. Így nem vesz el termőterületet az élelmiszer-termeléstől. Mivel évelő növény, a gazdáknak csak egyszer kell elvetniük, ami kevesebb munkával jár.
