Biopaliwo z konopi: czy to odpowiedź na kryzys środowiskowy?

Globalne ocieplenie i zmiany klimatyczne od wielu lat stanowią poważne zagrożenie dla naszej planety. Biopaliwa zostały opracowane w celu stworzenia bardziej zrównoważonych źródeł paliw.

W przeciwieństwie do benzyny, którą wszyscy znamy, biopaliwo jest produkowane z żywych organizmów. Oprócz surowców roślinnych stosuje się inne substancje, takie jak tłuszcz zwierzęcy i olej roślinny. Zazwyczaj są one dodawane do zwykłego paliwa, aby stworzyć produkt, który jest mniej szkodliwy dla naszego środowiska.

Ze względu na to, że cały świat zaczyna przechodzić na biopaliwa, eksperci rozważają obecnie możliwość wykorzystania konopi siewnych jako podstawowego surowca do ich produkcji. W końcu jest to roślina, która jest nie tylko bardzo łatwa w uprawie, ale ma również wiele zastosowań.

Ale co nas powstrzymuje przed wprowadzeniem tej zmiany? Czy istnieją jakieś przeszkody? Jakie są wady tego rodzaju biopaliwa? Ten artykuł powinien odpowiedzieć na wszystkie te pytania oraz dostarczyć dodatkowych informacji na temat biopaliw.

Czym dokładnie są biopaliwa?

Jak wspomnieliśmy powyżej, biopaliwo to paliwo wyprodukowane z biomasy, zwanej także materiałem roślinnym lub zwierzęcym.

Biopaliwa dzieli się na trzy główne typy: paliwa pierwszej, drugiej i trzeciej generacji. Biopaliwa pierwszej generacji są wytwarzane z cukru i skrobi. Są one przetwarzane poprzez destylację i fermentację, głównie w celu wytworzenia etanolu stosowanego jako dodatek do benzyny.

Biopaliwa drugiej generacji są produkowane z drewna, odpadów organicznych i biomasy. Materiały te są poddawane wstępnej obróbce i są również przekształcane w etanol.

Biopaliwa trzeciej generacji są pozyskiwane z oleju z alg. Po ekstrakcji olej jest następnie przekształcany w biodiesel.

Rodzaje biopaliw

Biopaliwa dzieli się na dwa podstawowe typy: etanol i biodiesel. Oba są realną opcją z punktu widzenia ochrony środowiska.

• Ethanol

Jeśli skądś znasz ten termin, to dlatego, że etanol to po prostu czysty alkohol. To ten sam związek, który znajduje się w Twoim ulubionym napoju dla dorosłych i powoduje, że czasem podejmujesz złe decyzje.

Wytwarzany głównie z trzciny cukrowej i kukurydzy, etanol został uznany za opłacalny dodatek do benzyny. Najpopularniejszą mieszanką etanolu i paliwa jest E10, które składa się w 90% z benzyny i 10% z etanolu. Jednak niektóre pojazdy są zasilane tak zwanym E85, które zawiera większy procent etanolu, od 51% do 83%.

Największą zaletą stosowania etanolu jest to, że jest odnawialny. Drugą byłaby niższa emisja gazów cieplarnianych, 15% mniej w porównaniu do zwykłego paliwa.

Wadą jest jednak to, że szkodzi również środowisku. Po pierwsze, uprawa roślin etanolowych może powodować erozję gleby. Jednocześnie większość metod stosowanych w rolnictwie obejmuje toksyczne chemikalia, które mogą łatwo zanieczyścić zasoby wody.

• Biodiesel

Jak można wywnioskować z samej nazwy, biodiesel jest podobny do benzyny. Jedyna różnica polega na tym, że jest wytwarzany z tłuszczu zwierzęcego lub oleju roślinnego. Niektóre firmy używają do produkcji biodiesla oleju pozyskiwanego^[1] z lokalnych restauracji.

Jak wspomnieliśmy wcześniej, do produkcji biodiesla można również wykorzystać algi. Ale ostatnio naukowcy rozważają również opcję genetycznie modyfikowanych upraw^[2].

Najbardziej rozpowszechnioną formą biodiesla jest B20. Składa się w 80% z ropy naftowej i w 20% z biodiesla i mówi się, że redukuje emisję dwutlenku węgla o 20%.

Podobnie jak w przypadku etanolu, wielką zaletą biodiesla jest to, że jest odnawialny. A ponieważ używa się składników pochodzących z recyklingu, ilość odpadów wytwarzanych przez firmy, które produkują biodiesel jest minimalizowana.

Jednak ponieważ produkcja biodiesla opiera się na uprawach spożywczych, może powodować wzrost kosztów żywności. Może nastąpić również potencjalny wzrost ilości pożywienia dla alg i bakterii, co również należy wziąć pod uwagę.

Chociaż biodiesel jest bardziej przyjazny dla środowiska, powoduje również pewne szkody. Zawiera 10% więcej podtlenku azotu, co powoduje powstawanie smogu i kwaśnych deszczy.

Jak możemy używać biopaliw?

Najbardziej oczywiste odpowiedzi to: w transporcie i jako bardziej zrównoważoną alternatywę dla paliwa. Na mniejszą skalę biodiesel może zastąpić np. olej napędowy w ciężarówkach. To dobry początek redukcji emisji dwutlenku węgla.

Ekonomiczne zalety biopaliwa

Najpierw przyjrzyjmy się dokładniej opłacalności biopaliw, zgodnie z wyjaśnieniami amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska^[3] (ang. The Environmental Protection Agency, EPA). Ponieważ biopaliwo jest wytwarzane z materiałów odnawialnych, EPA dostrzega wielki potencjał w ograniczaniu przez nie „niepożądanych aspektów paliw kopalnych”.

Najbardziej oczywistą zaletą przejścia na biopaliwa jest ich wpływ na środowisko. Ze względu na to, że biopaliwa są produkowane z materiału organicznego, pochłaniają dwutlenek węgla. Podczas spalania w silniku dwutlenek węgla jest po prostu uwalniany z powrotem do atmosfery. W ten sposób unika się gromadzenia się CO₂ i negatywnego wpływu na globalne ocieplenie.

Inną dostrzeganą korzyścią płynącą z biopaliw jest wzrost dochodu gospodarstw rolnych. Rolnicy zarobią więcej pieniędzy, ponieważ będzie duży popyt na ich produkty.

Ponadto biopaliwa można produkować lokalnie, co oznacza mniej zakłóceń w łańcuchu dostaw paliw. Może to też spowodować również spadek popytu na paliwo i doprowadzić do bardziej przystępnych cen dla konsumentów.

Kontrowersje dotyczące biopaliw

Biopaliwa budzą sporo kontrowersji. Badanie z 2016^[4] roku sugeruje, że biopaliwa mogą potencjalnie powodować wzrost emisji dwutlenku węgla, a nie jak poprzednio uważano jej zmniejszanie. Odkryto również pewne emisje gazów cieplarnianych z powodu przetwarzania zarówno surowca, jak i samego biopaliwa.

To nie wszystko. Według innych ustaleń biopaliwa prawdopodobnie emitują mniej więcej taką samą ilość dwutlenku węgla jak ropa naftowa. Twierdzi się również, że uprawa kukurydzy i soi do produkcji biopaliw potencjalnie spowodowała wypieranie innych upraw.

Biopaliwa mają swoje wady i zalety, ale jak w tym wszystkim odnajdują się konopie siewne?

Czy konopie siewne są najlepszym surowcem dla biopaliw?

Skoro już poruszyliśmy temat zrównoważonych, odnawialnych zasobów, dlaczego nie pójść o krok dalej? Tutaj wkraczają konopie siewne oraz ich ogromny potencjał odnośnie biopaliw.

Wykorzystywanie konopi siewnych nie jest obce przemysłowi samochodowemu. Znane marki samochodowe, takie jak BMW, Ford, Mercedes i Volkswagen, zaczęły wykorzystywać konopie siewne do produkcji elementów wewnętrznych, takich jak deski rozdzielcze i panele drzwiowe.

Pod względem zasilania samego pojazdu biopaliwo z konopi siewnych uznano za realną opcję. Ale czy jest to najbardziej opłacalne? Przyjrzyjmy się, jak wypada w porównaniu do dwóch głównych rodzajów biopaliw.

Zalety biopaliwa konopnego

Oprócz tych, o których wspomnieliśmy, stosowanie biopaliw z konopi siewnych ma wiele innych zalet. Największą z nich jest zdolność konopi do wzrostu na „gruntach marginalnych”. Jest to w zasadzie ziemia słabej jakości, która prawdopodobnie została zanieczyszczona w wyniku poprzednich projektów przemysłowych.

Mówiąc najprościej, konopie siewne są bardzo mało wymagające w utrzymaniu i rozwijają się dobrze nawet w niesprzyjających warunkach glebowych.

Ale są też inne zalety stosowania konopi siewnych jako źródła biopaliwa.

• Minimalne zapotrzebowanie na nawóz

Większość upraw wymaga obfitej ilości nawozu, aby dobrze rosnąć. Problem polega na tym, że większość nawozów zawiera zanieczyszczenia, które dostają się do wody. Prowadzą one do zakłócenia ekosystemu morskiego, zabijają ryby i zanieczyszczają zasoby wody.

Rośliny konopi siewnych nie potrzebują jednak bardzo żyznej gleby, co oznacza, że mogą się obejść bez chemikaliów. Przy niewielkiej ilości składników odżywczych można się spodziewać obfitych plonów.

• Składniki odżywcze są zwracane do gleby

Konopie siewne nie tylko wymagają minimalnej ilości nawozów, ale także przywracają składniki odżywcze do gleby. W rzeczywistości około 70% tych substancji wraca do gleby podczas cyklu wzrostu i po jego zakończeniu.

• Niskie zapotrzebowanie na wodę

Nie potrzebujesz też zbyt dużo wody, aby uprawiać konopie siewne. Wszystko, czego potrzebujesz, to 30 do 40 cm^[6] wody, aby uzyskać duże plony.

Dla porównania, rośliny kukurydzy potrzebują do wzrostu około 56 cm^[7] wody – prawie dwa razy więcej niż rośliny konopi siewnych.

• Wszystkie części rośliny mogą zostać wykorzystane

Jest to jedna z największych dostrzeganych zalet używania konopi siewnych jako źródła biopaliwa. Każda część rośliny może być potencjalnie wykorzystana.

Po ekstrakcji oleju z nasion, łuski i nasiona można wykorzystać na paszę dla zwierząt. Pozostałe włókna można również wykorzystać do produkcji papieru i innych materiałów budowlanych.

• Wydajne źródło paliwa

Dalsze badania pokazują, że konopie siewne są znacznie bardziej wydajnym źródłem paliwa stałego w porównaniu z ich odpowiednikami. Jak sugeruje badanie z 2011^[8] roku, skorygowana wydajność energetyczna biomasy z konopi siewnych była o 120% wyższa niż w przypadku słomy pszenicznej.

• Rośnie szybciej i bardziej obficie

Rośliny konopi siewnych mogą nie tylko dobrze się rozwijać w prawie każdych warunkach glebowych, ale także rosną znacznie szybciej niż inne rośliny. Wszystko, czego potrzebujesz, to maksymalnie sześć miesięcy i możesz zbierać plony. Rośliny konopi siewnych mogą rosnąć na wysokość do 4,5 metra i zapewniają średnio do 318 kg ziarna na akr.

Wady konopi siewnych jako biopaliwa

Chociaż stosowanie konopi siewnych jako biopaliwo ma zalety, warto również zwrócić uwagę na wady.

• Wady ekonomiczne

Wadą biopaliwa z konopi siewnych jest koszt. Ponieważ produkcja wymaga dodatkowego etapu podgrzewania, okazuje się, że jest droższa w porównaniu do przetwarzania kukurydzy i trzciny cukrowej.

• Potencjalne trudności w uprawie i dystrybucji

Ogromną zaletą uprawy konopi siewnych jest to, że te rośliny mogą się rozwijać nawet na jałowej glebie, pozostawiając żyzną ziemię pod uprawę żywności. Wadą jest to, że nieurodzajna ziemia jest trudna w uprawie. W rezultacie trudniej byłoby dystrybuować ją do masowego przetwarzania. Może to również doprowadzić do potencjalnego wzrostu kosztów, a nawet emisji dwutlenku węgla.

• Możliwe wylesianie

Masowa produkcja biopaliwa konopnego oznaczałaby konieczność zbioru większej liczby roślin konopi siewnych. Ale ten wysoki popyt może doprowadzić do potencjalnego wylesiania, jeśli nie zostaną wprowadzone odpowiednie przepisy.

• Mniej wydajne niż benzyna

Biodiesel sam w sobie jest mniej wydajny niż benzyna, niezależnie od jej składu. Według badania z Penn State University^[9], poziom BTU biodiesla wynosi 117 000 w porównaniu do 131 000 BTU benzyny. Niższe BTU oznacza mniejszą moc oraz to, że paliwo jest potencjalnie mniej ekonomiczne.

• Debata na temat jedzenia a paliwa

Nawet jeśli konopie siewne mogą rosnąć na gruntach marginalnych i tak byłoby lepiej, gdyby rozwijały się na żyznej glebie. Może to wywołać długą dyskusję na temat tego, czy należy traktować priorytetowo żywność czy konopie siewne, co może być problematyczne w przyszłości.

Czy potrzebujemy biopaliwa jako społeczeństwo?

Nasze środowisko słono zapłaciło za lata emisji dwutlenku węgla. Ponieważ biopaliwo wydaje się być realną opcją jako zrównoważone źródło energii, moglibyśmy wykorzystać je jako społeczeństwo.

Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę wady, należy wdrożyć odpowiednie przepisy zanim będzie można wprowadzić w życie zmiany na całym świecie.