24 مه 2023 – توسط آن منینگ، دانشگاه ایالتی کلرادو-نقشه ای که شدت گازهای گلخانه ای اتانول ذرت را بر اساس سطح شهرستان نشان می دهد. اعتبار: جک اسمیت
هر زمان که باک بنزین خود را پر می کنید، بخشی از آن سوخت، معمولاً حدود 10 درصد، از اتانول ذرت – فراوان ترین سوخت زیستی تولید شده در ایالات متحده، به دست می آید. صنعت اتانول ذرت و سایر سوخت‌های زیستی از سال 2006، زمانی که سوخت‌های تجدیدپذیر باید با بنزین‌های معمولی مخلوط شوند، رشد کرده است.
سوخت‌های زیستی مانند اتانول ذرت پاکتر از سوخت‌های فسیلی می‌سوزند و از زمانی که برای اولین بار در دهه‌ها پیش به مخازن گاز اضافه شدند، به خودروهای آمریکایی در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کردند. اما آیا این سوخت ها واقعا پایدار هستند؟ در مقاله‌ای جدید، محققان مهندسی دانشگاه ایالتی کلرادو که در ارزیابی چرخه عمر صنایع مختلف تخصص دارند، واضح‌ترین دیدگاه را تا به امروز در مورد هزینه واقعی سوخت‌های زیستی ارائه می‌کنند.
این تحلیل توسط جیسون کوین، دانشیار دپارتمان مهندسی مکانیک و مدیر عامل در موسسه انرژی CSU انجام شد. اولین نویسنده مقاله جک اسمیت است که مدرک کارشناسی ارشد خود را در مهندسی مکانیک از CSU در سال 2022 و مدرک کارشناسی خود را در علوم مهندسی در سال 2015 دریافت کرد. این کار که در مجله تولید پاکتر منتشر شده است، نتایج اقتصادی و زیست محیطی صنعت سوخت های زیستی را ارزیابی می کند. بر اساس یک تجزیه و تحلیل سراسری از سال 2017، که آخرین سالی بود که داده های سرشماری کشاورزی در دسترس بود.
برای این مطالعه، محققان چارچوب مدلی را ایجاد کردند که با استفاده از مجموعه داده‌های با وضوح بسیار بالا مانند داده‌های عملکرد، نرخ‌های کاربرد کود نیتروژن، تغییرات کاربری زمین و نرخ مصرف آب، یک تحلیل فنی-اقتصادی و ارزیابی چرخه عمر برای سوخت‌های زیستی اصلی ایجاد کرد. این مدل به آنها تخمین دقیقی از عملکرد پایداری اتانول ذرت و بیودیزل سویا در اکثر شهرستان‌های ایالات متحده در سال 2017 داد.
تجزیه و تحلیل آنها نشان داد که تولید و مصرف سوخت ذرت و سویا به میزان ترکیبی از شدت کربن 65.3 گرم معادل دی اکسید کربن در هر مگاژول است که اساساً درجه قابل سنجش محققان در مورد انتشار گازهای گلخانه ای صنعت سوخت های زیستی ایالات متحده در سال 2017 است. به طور قابل ملاحظه ای کمتر از عیار مربوط به صنعت بنزین مبتنی بر نفت بود که معادل 93 گرم دی اکسید کربن در هر مگاژول بود.
اما در حالی که تولید و مصرف سوخت زیستی دارای شدت کربن کمتری نسبت به بنزین نفتی است، سوخت های زیستی با هزینه اقتصادی 6.2 میلیارد دلار بیشتر از بنزین تولید می شوند. علاوه بر این، سوخت‌های زیستی در مقایسه با سوخت‌های نفتی تأثیرات عمده‌ای در سایر مقوله‌های زیست‌محیطی ایجاد می‌کنند، به ویژه در استفاده از آب، استفاده از زمین و استفاده از کود نیتروژن مصنوعی.
اسمیت گفت: “من فکر می کنم نکته ذهنی من این است که صنعت سوخت های زیستی از نقطه نظر انتشار گازهای گلخانه ای خوب است، اما می تواند بسیار بهتر باشد.” کاهش انتشار گازهای گلخانه ای که ما به دست می آوریم ممکن است ارزش هزینه های فرصت زمین و آب را نداشته باشد.
پایداری واقعی سوخت های زیستی مدت ها مورد بحث بوده است. تجزیه و تحلیل CSU جزئی ترین تا به امروز است، با وضوح جغرافیایی در سطح شهرستان که کل ایالات متحده را در بر می گیرد.
اسمیت گفت مدلی که ساخته‌اند می‌تواند به تیم در تحلیل بلندمدت وضعیت آینده کمک کند، با نگاهی به کمک به تصمیم‌گیری برای قانون‌گذاران و سیاست‌گذاران. به عنوان مثال، کاخ سفید چالش بزرگ سوخت هوانوردی پایدار را با هدف تولید حداقل 3 میلیارد گالن سوخت پایدار برای موتورهای جت تا سال 2030 صادر کرده است. مدل محققان CSU اکنون برای کمک به دولت فدرال برای رسیدن به آن استفاده می شود. با ارائه بهترین سناریوها برای انواع مختلف سوخت های زیستی و فواید و پیامدهای بلندمدت آن ها به اهداف خود می پردازد.
