Op het meest basale niveau is het vermogen om aan de energievraag te voldoen wat de welvaart in de wereld regeert. De geschiedenis is een bewijs van dit feit, gezien het aantal beschavingen dat faalde vanwege uitputting van de energie. Bovendien heeft de ontdekking van fossiele brandstoffen de industriële ontwikkeling, geavanceerde technologie en infrastructuur aanzienlijk versneld en de levensstandaard over de hele wereld verhoogd. Pas veel later realiseerden we ons dat ook deze op een dag zou opraken. Er zijn talloze oorlogen om olie gevochten, allemaal omdat regio's over de hele wereld ervan afhankelijk zijn om aan hun energiebehoefte en groei te voldoen voordat de reserves opraken.
Als oplossing richten we onze blik op biobrandstoffen. Een bron van hernieuwbare energie met het potentieel om de manier waarop we naar brandstof kijken te veranderen. Laten we eens nader bekijken wat het is en hoe het ons belangrijkste verbruiksgebied kan helpen:brandstof voor voertuigen.
Brandstof is in wezen een energiedrager. Ze slaan energie op in chemische vorm. De energie komt vrij en wordt normaal gebruikt nadat de verbranding deze heeft omgezet in warmte-energie, de meest oorspronkelijke vorm van energie. Het kan dan worden gebruikt als brandstof voor verwarming, energieopwekking en het laten draaien van machines.
Wat biobrandstoffen onderscheidt van fossiele brandstoffen, is dat ze zijn afgeleid van organische bronnen zoals dierlijk en plantaardig afval. Daarentegen zijn fossiele brandstoffen energieopslag als gevolg van natuurlijke geothermische processen in de aardkorst. Ze hebben miljoenen jaren nodig om bruikbare brandstoffen zoals olie, aardgas en steenkool te manifesteren. Bovendien zijn biobrandstoffen, in tegenstelling tot fossiele brandstoffen, meestal koolstofneutraal. Dit betekent dat de koolstof die vrijkomt tijdens hun consumptie kleiner is dan of gelijk is aan de koolstof die wordt opgevangen tijdens hun groeifase.
Het concept van biobrandstoffen is niet nieuw. In feite was het de primaire energiebron vóór de ontdekking van fossiele brandstoffen. Voordat we steenkool gingen gebruiken, gebruikten we hout als brandstof. Het werd echter normaal gesproken niet gekweekt voor gebruik als brandstof. Je kunt nog steeds overblijfselen zien van het gebruik van primaire biobrandstoffen in de houtindustrie.
Primaire biobrandstoffen zijn onbewerkte. Brandstoffen zoals hout kunnen snel en gemakkelijk worden geoogst en verbrand om energie vrij te maken. Hoewel het een hernieuwbare bron is, kan het oogsten van hout als marktgewas niet tippen aan de snelheid waarmee de vraag naar energie toeneemt. Als gevolg hiervan hebben we te maken met grootschalige ontbossing, een koolstofpositief proces. Bovendien kan hout niet worden gebruikt in onze voertuigen. Om aan deze groeiende behoefte te voldoen, moeten we onze aandacht richten op secundaire biobrandstoffen.
Secundaire biobrandstoffen zijn waar het is. Dit zijn afgeleide producten van plantaardige grondstoffen die geraffineerde brandstoffen produceren. Het goede aan secundaire biobrandstoffen is dat ze resulteren in brandstofmengsels die al kunnen worden geïntegreerd met de infrastructuur van onze transportindustrie.
Door het gebruik van biobrandstoffen van de volgende generatie die momenteel worden onderzocht, kunnen we het proces efficiënter maken, wat resulteert in een duurzamer proces van productie en levering. Hieronder staan enkele biobrandstoffen die al een tijdje bestaan en al in voertuigen worden gebruikt.
Bio-ethanol is de meest gebruikte biobrandstof. Er zijn twee belangrijke centra over de hele wereld die bio-ethanol produceren, de Verenigde Staten en Brazilië; het proces is echter min of meer hetzelfde.
Het is in wezen het brouwen van suiker door middel van fermentatie, een biochemisch proces dat de chemische eigenschappen van suikers in aanwezigheid van gist zodanig verandert dat het ethanol produceert. Net als het brouwen van alcohol voor consumptie. Het wordt echter normaal gesproken gedenatureerd met andere verbindingen, zoals methanol, waardoor het ongeschikt is om te drinken.
Brazilië is de wereldleider in de productie van bio-ethanol, dankzij de enorme suikerrietoogst. Dat is voornamelijk te wijten aan het feit dat Brazilië sinds 2003 vereiste dat voertuigen die in het land worden verkocht, FlexFuel-voertuigen (FFV's) zijn. Deze voertuigen rijden op een mengsel van 85% benzine en 15% ethanol, op de markt gebracht als E85-brandstof. Kort daarna begonnen autofabrikanten over de hele wereld modellen te produceren die aan deze norm konden voldoen.
De VS gebruiken voornamelijk maïssuiker als grondstof voor de productie van ethanol als brandstof; de industrie is echter nog steeds in discussie of het productieproces energie-negatief is of niet. Dit betekent dat er meer energie nodig is om bio-ethanol uit maïs te produceren dan de brandstof die vrijkomt. Dus waarom wordt het zo geproduceerd? Het meest waarschijnlijke antwoord zijn overheidssubsidies die boeren en miljoenen van degenen die in de industrie werken beschermen. Bovendien stelt het koolstofnegatieve proces ons in staat minder afhankelijk te zijn van fossiele brandstoffen en op weg te gaan naar een duurzame toekomst.
Om te zien of uw voertuig op E85-brandstoffen kan rijden, moet u naar het voertuigidentificatienummer (VIN) kijken. De acht tekens in het 17-cijferige VIN geven deze indicatie. Het bevindt zich normaal gesproken aan de voorkant van het motorblok, aan de voorkant van het autoframe onder de motorkap, in de achterwielbak of onder het reservewiel, en in de deurstijl of deurpost aan de bestuurderszijde. Sommige voertuigen worden ook geleverd met een sticker aan de binnenkant van de deksels van de brandstofklep die hun FlexFuel-capaciteiten aangeven.
Een ander probleem met het gebruik van landbouwgrondstoffen voor brandstofproductie houdt geen rekening met het landgebruik en de daarmee gepaard gaande voedselkosten. Naarmate de vraag naar brandstof stijgt, zal bouwland voor gewassen die bestemd zijn voor voedsel worden omgezet in landbouwgrond voor brandstof. Cellulose-ethanol biedt een oplossing voor dit probleem. Het is een biobrandstof van de tweede generatie die ethanol produceert volgens hetzelfde proces, maar met landbouwafval zoals bagasse, hout, gras en oneetbare plantendelen.
Het gebruik van cellulose-ethanol dempt het effect op de menselijke voedselketen en plukt tegelijkertijd de voordelen van een koolstofnegatieve brandstof. Landbouwafval komt normaal gesproken terecht op stortplaatsen of wordt gedroogd voor gebruik als primaire brandstof. Door het om te zetten in ethanol, kan het voor een bredere markt worden gebruikt.
Een groot deel van de transportsector, met name voertuigen voor logistieke diensten zoals vrachtwagens en goederentreinen, is afhankelijk van diesel als primaire brandstof. Het is echter een van de meest vervuilende brandstoffen en produceert een hoger percentage oxiden van stikstof, zwavel en koolstof.
Biodiesel is het antwoord op het vervangen van op diesel gebaseerde aardolieproducten. Biodiesel van de eerste generatie wordt geproduceerd met behulp van de oliën die uit planten worden gewonnen. Zelfs plantaardige afvalolie uit de fastfoodindustrie kan worden gebruikt om biodiesel te maken. Net als ethanol wordt het ook gemengd (normaal 20%) maar kan ook in zijn pure vorm worden gebruikt.
Het chemische proces dat olie omzet in biodiesel wordt transverestering genoemd. Het proces omvat het laten reageren van oliën met alcohol in aanwezigheid van een katalysator. Er wordt pure biodiesel verkregen, evenals glycerine, een bijproduct dat kan worden gebruikt in de farmaceutische en cosmetische industrie.
Biodiesel van de tweede generatie kijkt naar het kweken van micro-organismen, zoals algen, die een hoge concentratie aan oliereserves bevatten in verhouding tot hun gewicht. Algen zijn ook fotosynthetiserende organismen, waardoor ze de koolstof in het milieu compenseren en het potentieel hebben om op grote schaal biodiesel te produceren.
Biogas is misschien wel de minst gebruikte brandstof voor transport; het heeft echter de grootste impact op de klimaatverandering als het wordt gebruikt. Het probleem met biogas is dat het wordt geproduceerd als een natuurlijk bijproduct van afbraak. Dientengevolge dragen stortplaatsen en dierlijk afval bij aan de productie van het hoofdbestanddeel, methaan, in grote hoeveelheden. Methaan, een broeikasgas, ongeveer 40 keer krachtiger in het opwarmen van de aarde dan koolstofdioxide, ontsnapt in de atmosfeer.
Om de impact ervan te verminderen, zou een beter alternatief zijn om het op te vangen en te gebruiken als brandstof voor verbranding. In delen van Europa wordt al geëxperimenteerd met bussen die rijden op biogas door gebruik te maken van biogas dat wordt geproduceerd via vergisters in de buurt van veehouderijen.
Het kan worden verzameld door natuurlijke bacteriën te laten helpen bij de afbraak ervan in een anaërobe omgeving. De reden dat het niet massaal populair is geworden, is omdat het proces traag is en de productiesnelheid enorme investeringen vereist voor schaalbaarheid. Bovendien vereist de massale acceptatie ervan een drastische verandering in de infrastructuur, niet alleen op tankstations maar ook in auto's. Om nog maar te zwijgen over de veiligheidseisen waaraan je moet voldoen als je een cilinder onder druk in je auto hebt.
