Biopaliwo z konopi: Realna alternatywa dla paliw kopalnych?

Wśród zwolenników konopi i marihuany panuje powszechne błędne przekonanie, że zwykłe przejście z paliw kopalnych na biopaliwa z konopi rozwiązałoby za jednym zamachem przerażający problem paliw kopalnych na świecie. Daleko od bycia rozwiązaniem ratującym planetę, które są zbyt często przedstawiane jako, biopaliwa jako całość przynoszą swój własny zestaw problemów, które tworzą więcej problemów niż rozwiązują.

Nic nie istnieje w izolacji. Istotne jest, aby spojrzeć na efekt domina, jaki zastąpienie paliw kopalnych biopaliwami miałoby dla całej planety. Jednakże, porównując konopie z innymi surowcami do produkcji biopaliw, można dostrzec pewne zalety.

Biodiesel i etanol mogą być produkowane z konopi

Są dwa rodzaje biopaliw: biodiesel i etanol. Etanol jest wytwarzany z ziaren (kukurydzy, jęczmienia, pszenicy itp.) lub trzciny cukrowej, ale może być również wytwarzany z niejadalnych części większości roślin. It is frequently used as a biofuel, but usually blended with petrol.

Cars designed to run on petrol can only tolerate a 10%addition of ethanol to petrol; flexible fuel cars can use an up to 80% ethanolmix. W Brazylii, gdzie ogromne ilości trzciny cukrowej są uprawiane na biopaliwo, niektóre samochody mogą jeździć na 100% etanolu.

Biodiesel jest wytwarzany przez rafinację olejów i tłuszczów roślinnych lub zwierzęcych, najczęściej z oleju roślinnego, i wymaga metanolu.Zwykły olej napędowy jest często mieszany z biodieslem w stosunku 4:1 odpowiednio, ale mieszanki mogą wynosić od 2% – 100% biodiesla. A practical advantage of biodieselis that any diesel car can run on it.

Hemp, if grown as a biofuel feedstock, would be able to produce both biofuels. Nasiona konopi składają się z 30-35% oleju wagowo, co daje wydajność paliwa około 780 litrów na hektar (207 galonów na hektar). Jest to znacznie mniej niż w przypadku oleju palmowego i kokosowego, ale ponad dwukrotnie więcej niż w przypadku oleju rzepakowego, arachidowego i słonecznikowego oraz czterokrotnie więcej niż w przypadku soi. Pozostałą część rośliny można przerobić na etanol, stosując fermentację w warunkach niskiej zawartości tlenu.

Naturalne konsekwencje produkcji biopaliw

Najczęstszymi surowcami wykorzystywanymi do produkcji biopaliw są soja i kukurydza (USA), trzcina cukrowa i buraki cukrowe (Ameryka Południowa), olej palmowy (Azja Południowo-Wschodnia i Wschodnia) oraz rzepak (Europa). Wszystkie one wymagają znacznych ilości żyznej ziemi, aby się rozwijać.

Wielkie połacie lasów deszczowych zostały zniszczone, aby stworzyć miejsce dla palm olejowych, a wylesianie odbywa się na alarmującą i bezprecedensową skalę na wszystkich tych obszarach. Spowodowało to zniszczenie siedlisk wielu gatunków, z których wiele (np. orangutan) jest już zagrożonych wyginięciem.

Produkty te są również uprawiane na gruntach ornych, które wcześniej były wykorzystywane do uprawy roślin przeznaczonych do spożycia przez ludzi, co powoduje wzrost cen tych roślin, które są poza zasięgiem osób ubogich. Ponadto, co jest znane jako „wtórne wylesianie” ma miejsce, ponieważ więcej ziemi jest potrzebne do uprawy roślin przeznaczonych do spożycia.

Cele związane z biopaliwami ustalone przez różne rządy na całym świecie mogą przynieść więcej szkody niż pożytku zarówno pod względem zmian klimatycznych, jak i dostaw żywności. To właśnie kraje rozwijające się są najbardziej dotknięte tymi problemami, a nie kraje zamożne.

Jakie zalety mają konopie jako surowiec do produkcji biopaliw?

Konopie mają tę zaletę, że mogą rosnąć w mniej żyznej glebie, a ich zdolność do uprawy na tak zwanych „gruntach marginalnych” jest bardzo chwalona przez wielu. Marginalne grunty” to termin ekonomiczny, oznaczający kawałek ziemi, którego uprawa kosztuje więcej, niż może przynieść zysku. Może to odnosić się do ziemi o słabej jakości gleby, zanieczyszczenia z poprzedniej działalności przemysłowej lub ziemi o szczególnie trudnych warunkach terenowych dla rolnictwa, takich jak strome zbocza górskie.

Jednakże, w rzeczywistych warunkach, produkuje najwięcej nasion, gdy jest uprawiana na żyznej ziemi w optymalnych warunkach. Jeśli jej wykorzystanie jako surowca do produkcji biopaliw będzie powszechne, jest bardzo prawdopodobne, że grunty orne zostaną przeznaczone pod konopie w taki sam sposób, jak obecnie pod konkurencyjne surowce, z takim samym negatywnym wpływem na ceny żywności.

Inne problemy z gruntami marginalnymi polegają na tym, że po pierwsze, często wspierają one gatunki i procesy, które są cenną częścią ekosystemu. Po drugie, ze względu na swoją naturę, często znajdują się w miejscach niepraktycznych do uprawy, takich jak zbocza górskie.

Nie można pominąć kwestii, jak zbierać konopie w trudno dostępnych miejscach i jak transportować je do zakładów przetwarzania biopaliw. Ponieważ obie czynności generują CO2 poprzez spalanie paliw kopalnych, musi to być uwzględnione w jego skuteczności jako uprawy neutralnej pod względem emisji dwutlenku węgla. Dotyczy to wszystkich upraw roślin na surowce do produkcji biopaliw, na wszystkich gruntach, nie tylko konopi na gruntach marginalnych. Koszt węgla związany z orką, siewem, zbiorami, transportem i przetwarzaniem jest wyższy niż koszt produkcji paliw kopalnych.

Chociaż oznacza to, że przejście na paliwo konopne dla wszystkich pojazdów silnikowych nie rozwiąże kryzysu energetycznego ani nie powstrzyma zmian klimatycznych, może istnieć zastosowanie na mniejszą skalę, ale wciąż pomocne. Jeśli gospodarstwa rolne są w stanie uprawiać i przetwarzać konopie na miejscu w celu produkcji biopaliw dla pojazdów i maszyn rolniczych, mogą być w stanie stworzyć samowystarczalną i niskoemisyjną „pętlę”. Może to, na małą skalę, przyczynić się do zakończenia zależności od paliw kopalnych. Konopie mogłyby zostać wprowadzone jako roślina rotacyjna w istniejących uprawach roślin spożywczych, zmniejszając wpływ zarówno na ceny żywności, jak i na zużycie paliw kopalnych.

Istnieje również fakt, że konopie są obecnie w dużym stopniu „niszową” rośliną spożywczą, więc nie ma takiej samej zależności od nich, jak na przykład od kukurydzy. Jednakże, to obecnie czyni ją nieefektywną kosztowo dla produkcji biopaliw na dużą skalę.

Minimalne nawozy i woda są potrzebne do uprawy konopi

Kolejnym obszarem, który wymaga kontroli, gdy patrzy się na biopaliwa, są nawozy potrzebne do ich uprawy. Nawozy te są w zasadzie azotanami pochodzącymi z ropy i gazu – tak, z paliw kopalnych – wykorzystującymi energochłonny proces Habera-Boscha do produkcji amoniaku, który z kolei jest wykorzystywany jako surowiec dla wszystkich innych nawozów azotowych.

Po wprowadzeniu na ziemię, nie siedzą one po prostu w glebie. Albo zostają zmyte do cieków wodnych, gdzie zakłócają ekosystem, zabijają ryby i zanieczyszczają zasoby wody pitnej, albo dostają się do atmosfery, stając się podtlenkiem azotu. Podtlenek azotu jest gazem cieplarnianym, gorszym niż dwutlenek węgla. One również wchodzą do atmosfery i stają się tlenkami azotu NO i NO₂, które przyczyniają się do powstawania ozonu na poziomie gruntu (kolejne zagrożenie dla zdrowia).

Konopie wymagają żyzności gleby w przybliżeniu równoważnej kukurydzy, aby dobrze rosnąć. Jednakże, około 70% zapotrzebowania na składniki odżywcze zostanie zwrócone do gleby w trakcie i po zakończeniu cyklu wzrostu. Ponadto, niewielka ilość substancji odżywczych daje duże plony. To drastycznie zmniejsza ilość nawozów potrzebnych w dłuższym okresie czasu. Jest to zdecydowana przewaga nad wszystkimi innymi surowcami do produkcji biopaliw.

To samo można powiedzieć o jej wymaganiach wodnych. Jednym z największych problemów z biopaliwami jest to, że ich produkcja wymaga więcej wody niż paliwa kopalne, od dwóch do 48 razy więcej. Konopie wymagają około 30-40 cm (12-15 cali) wody na sezon wegetacyjny lub równoważnych opadów, aby wyprodukować plon, podczas gdy kukurydza wymaga około 56 cm (22 cale).

Cała roślina może być wykorzystana

Prawdopodobnie jedną z największych zalet konopi jako biopaliwa jest możliwość wykorzystania każdej części rośliny. Po wytłoczeniu oleju z nasion, pozostałe łuski i masa nasienna mogą być sprasowane w „placki” do pożywnej paszy dla zwierząt. Ścinki po zbiorach i liście opadłe podczas wzrostu wracają do gleby wraz z korzeniami, uzupełniając ją dla następnych upraw. Włókna łykowe i plewy są wykorzystywane do produkcji włókna, papieru i materiałów budowlanych, aby wymienić tylko kilka produktów.

Rozwój badań nad biopaliwem i jego zastosowanie do konopi

Proces pirolizy jest stosunkowo nowy w zastosowaniu biopaliwa konopnego. Piroliza polega na poddaniu włóknistej materii roślinnej zawierającej celulozę (technicznie znanej jako biomasa lignocelulozowa) działaniu intensywnego ciepła w celu uzyskania olejów klasy paliwowej. Proces ten jest wyjątkowo ekonomicznie wykonalny, ponieważ można w nim wykorzystać zasadniczo odpadową biomasę. Technika ta może być stosowana do konopi, a nawet do ogromnej ilości biomasy już wyprodukowanej przez światową uprawę konopi i marihuany.

Ten rozwój wiąże się ze sposobami wykorzystania całej rośliny, a nawet po prostu odpadów produkowanych przez przemysł konopi jako całość. Na przykład, sam Waszyngton wyprodukował 1,7 miliona funtów odpadów z roślin konopi w ciągu pierwszych trzech lat po legalizacji (2014).

Od tego czasu wiele krajów europejskich zalegalizowało uprawę konopi, podobnie jak USA, więc oczekuje się, że ilość odpadów będzie tylko rosła. Kalifornia już od dłuższego czasu boryka się z problemem odpadów z konopi. Piroliza oferuje możliwą drogę, dzięki której można wykorzystać odpady z konopi i konopi do produkcji biopaliwa bez konieczności stawiania czoła już i tak wymagającej kwestii, gdzie je uprawiać.

Nadal istnieją przeszkody, aby odkryć, czy konopie są najlepszym biopaliwem. Obecnie największą przeszkodą w stosowaniu konopi jako biopaliwa jest to, że uprawia się ich tak mało. W ciągu ostatnich kilku lat rozluźniło się ustawodawstwo, szczególnie w USA, gdzie uprawa konopi została zalegalizowana.

Jednakże większość konopi uprawianych w Europie, Chinach i USA jest wykorzystywana do produkcji produktów spożywczych, produktów CBD, kosmetyków i badań. Niektóre z nich są wykorzystywane w produkcji specjalistycznych produktów przędzonych, takich jak papier konopny i liny konopne.

Wiele zalet konopi jako biopaliwa pozostaje teoretycznych, ponieważ tak niewiele z nich zostało wykorzystanych do produkcji biopaliw na skalę komercyjną. Należy mieć gorącą nadzieję, że sytuacja ta nie ulegnie zmianie jeszcze przez długi czas.

.