수단의 장작 난로에서 피츠버그의 석탄 화력 발전소에 이르기까지 전 세계 대부분이 바이오매스 에너지로 가동됩니다. -- 생물에서 유래한 물질을 사용하여 생산된 에너지. 석탄과 석유의 두 가지 화석 연료는 세계 에너지의 약 80%를 공급합니다. 대조적으로, 바이오연료 -- 식물이나 동물의 배설물로 만든 연료 -- 상업적으로 생산되는 모든 연료의 2% 미만을 차지합니다.
그 부하를 바이오 연료로 옮기는 것은 환경 문제를 시작으로 여러 가지 이유로 점점 더 매력적이 되고 있습니다. 바이오 연료와 화석 연료는 모두 연소되어 에너지를 생산할 때 탄소(이산화탄소 또는 메탄 형태)를 방출합니다. 차이점은 바이오 연료의 탄소가 연료를 만드는 데 사용되는 식물에 의해 대기에서 최근에야 제거되었다는 것입니다. (식물은 이산화탄소를 '흡입'하고 산소를 '내쉬는' 것을 기억하십시오.) 따라서 탄소를 다시 대기 중으로 내보낸다고 해서 균형이 너무 무너지지는 않습니다.
대조적으로, 화석 연료의 탄소는 수백만 년 동안 그곳에 저장되어 있습니다. 대기 중으로 방출하면 초과 생성되어 스모그 형성과 기후 변화에 기여합니다. 또한 바이오 연료는 석탄을 태울 때 배출되는 황과 수은과 달리 독소를 배출하지 않습니다.
바이오매스에서 바이오 연료를 만드는 기본 과정은 신체가 음식을 연료로 바꾸는 방법과 유사합니다. 열, 효소 및 발효 박테리아는 복잡한 전분을 단당으로 분해합니다. 그렇기 때문에 옥수수와 사탕수수와 같은 고전분 식량 작물도 바이오 연료의 주요 공급원입니다. 모든 작물, 심지어 식량 작물의 폐기물도 사용할 수 있습니다.
바이오 연료를 만드는 데 사용되는 방법의 발전이 매력을 더하고 있습니다. 제조된 미생물은 전분 발효를 가속화하여 에탄올을 생성하여 공정을 더 저렴하고 효율적으로 만드는 것으로 나타났습니다. 그리고 한 가지 실험적인 가스화 방법은 존재하는 모든 탄소를 연료에 필요한 일산화탄소로 전환하여 유해한 이산화탄소 폐기물을 방출하지 않습니다.
에너지 생산을 위한 작물 재배는 추가 보상을 약속합니다. 그것은 지역 농업 경제를 되살리고 외국 자원에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다. 현재 버려지는 부산물과 폐기물을 활용해 기존 작물에 새로운 시장을 개척할 수 있다. 그리고 일부 바이오매스 에너지 작물은 유익한 곤충을 유인하여 살충제의 필요성을 줄입니다.
그러나 다른 자원과 마찬가지로 근시안, 지식 부족 및 단순한 탐욕은 바이오 연료의 선한 잠재력을 탈선시킬 수 있습니다. 다음 페이지에서 우리는 에너지 작물 농업에 대한 몇 가지 과제를 살펴볼 것입니다.
오늘날 바이오 연료 농업의 심각한 문제는 토지 및 기타 자원을 놓고 식량 생산과 경쟁한다는 것입니다. 2007년에는 미국 옥수수 작물의 3분의 1이 에탄올 생산에 사용되었습니다. 그로 인한 부족은 많은 국가에서 주식인 옥수수 제품의 치솟는 가격의 원인으로 지목되었습니다. 세계의 인구와 필요 칼로리가 증가함에 따라 압박은 더욱 가중될 것입니다.
에너지 작물을 심는 것은 생태계를 뒤엎을 수 있습니다. 예를 들어, 말레이시아에서는 정글이 뿌리째 뽑혀 기름을 얻기 위해 야자수를 심고 있습니다. 그리고 일부 유망한 작물은 침입종이 될 수 있습니다. 예를 들어 플로리다의 열대 기후에 이상적으로 적합해 보이는 거대한 갈대는 에버글레이드 토종 식물을 압도하고 수로를 질식시킬 수 있습니다.
또한 일부 바이오 연료 생산이 환경에 미치는 영향으로 인해 친환경성이 떨어집니다. 에탄올 재배용 옥수수는 막대한 양의 물과 질소 비료를 사용합니다. 그리고 대규모 에탄올 생산은 연료를 수송하기 위해 새로운 파이프라인을 놓는 것을 의미합니다. 기존 가솔린 라인을 통해 파이프를 연결하면 부식되고 오염 물질이 포집될 것입니다.
이러한 잠재적인 문제를 식별함으로써 과학자들은 잠재적인 솔루션을 제안할 수 있었습니다. 바이오 연료에 대한 잠재적인 식품 공급원을 사용하는 대신 농부는 실제로 환경에 도움이 되는 전용 바이오 연료 작물을 키울 수 있습니다. 예를 들어 Switchgrass는 대평원에서 자생하는 물 절약형으로 다년생으로 매년 다시 심을 필요가 없습니다. 또한, 실제로 토양에 영양분을 복원하여 다음 시즌의 성장을 촉진합니다.
토지 스트레스를 완화하기 위해 식량 작물이 허물어지는 조건에서 번성하는 식물에서 바이오 연료를 추출할 수 있습니다. 예를 들어, 포플러 나무는 석유와 같은 오염 물질을 제거하고 파괴하는 능력으로 인해 유독성 토양에서 자랄 수 있습니다. 바이오 연료의 문제에 대한 또 다른 가능한 해결책은 가뭄과 염수 저항성이 더 강한 연료 및 식량 작물의 새로운 변종을 사육하는 것입니다.
연료 시장을 지역화하기 위해 이러한 기술과 기타 기술을 사용하면 연료 운송으로 인한 환경 피해를 줄일 수 있습니다. 중서부의 자동차는 일리노이 옥수수로 만든 에탄올 혼합물로 달릴 수 있습니다. 남부에서 루이지애나 사탕수수와 함께.
전문가들은 바이오 연료가 일상적인 에너지원으로 사용되기까지는 5년에서 10년이 더 걸릴 것이라고 말합니다. 대학, 민간 기업 및 정부는 모두 이 과정을 가속화하기 위해 연구에 투자하고 있습니다. 각 작물과 각 지역에서 사용과 남용 사이의 균형이 어디에 있는지 배우면 다음 세대를 위해 지속 가능한 에너지의 건강한 수확을 거둘 수 있습니다.
