เชื้อเพลิงชีวภาพและผลกระทบของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์: วิธีแก้ปัญหาหรือปัญหา?

ปัจจุบันเชื้อเพลิงชีวภาพถูกใช้เพื่อกิจกรรมทางเศรษฐกิจบางอย่าง ที่ใช้มากที่สุดคือ เอทานอลและไบโอดีเซล- เป็นที่เข้าใจกันว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจากเชื้อเพลิงชีวภาพนั้นมีความสมดุลอย่างสมบูรณ์โดยการดูดซับ CO2 ที่เกิดขึ้นกับการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช

แต่ดูเหมือนว่านี่จะไม่ได้เป็นเช่นนั้นทั้งหมด จากผลการศึกษาของสถาบันพลังงานมหาวิทยาลัยมิชิแกนนำโดย จอห์น เดซิคโก้ปริมาณความร้อนที่ CO2 ที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงชีวภาพไม่สมดุลกับปริมาณ CO2 ที่พืชดูดซับในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์แสงขณะปลูกพืช

การศึกษาดำเนินการโดยอาศัยข้อมูลจาก กระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกา- มีการวิเคราะห์ช่วงเวลาซึ่งการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพมีความเข้มข้นขึ้น และการดูดซับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากพืชผลจะชดเชยเพียง 37% ของการปล่อย CO2 ทั้งหมด โดยการเผาเชื้อเพลิงชีวภาพ

การค้นพบจากการศึกษาของมิชิแกนยืนยันอย่างชัดเจนว่า การใช้เชื้อเพลิงชีวภาพยังคงเพิ่มปริมาณ CO2 ที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ และไม่ลดลงอย่างที่คิด แม้ว่าแหล่งที่มาของการปล่อย CO2 จะมาจากเชื้อเพลิงชีวภาพ เช่น เอทานอลหรือไบโอดีเซล แต่การปล่อยสุทธิสู่ชั้นบรรยากาศนั้นมากกว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิที่พืชในพืชผลดูดซับ ซึ่งหมายความว่าสิ่งเหล่านี้ยังคงส่งผลต่อผลกระทบจากภาวะโลกร้อน

เชื้อเพลิงชีวภาพคืออะไร?

เชื้อเพลิงชีวภาพเป็นเชื้อเพลิงที่ได้มาจากชีวมวลซึ่งก็คืออินทรียวัตถุ เชื้อเพลิงชีวภาพมีอยู่หลายรุ่น แต่ที่รู้จักกันดีและใช้กันในปัจจุบันคือเอทานอลและไบโอดีเซล ซึ่งได้รับความเกี่ยวข้องในภาคส่วนต่างๆ เช่น การขนส่ง

เอทานอลผลิตจากการหมักพืชผล เช่น ข้าวโพดและอ้อย ในขณะที่ไบโอดีเซลได้มาจากน้ำมันพืช เช่น ปาล์ม ถั่วเหลือง หรือน้ำมันปรุงอาหารรีไซเคิล ลักษณะสำคัญคือ ตามทฤษฎีแล้ว ควรมีผลกระทบต่อการปล่อย CO2 น้อยกว่า เนื่องจากในวงจรชีวิตของเชื้อเพลิงชีวภาพ พืชดูดซับ CO2 ในระหว่างการเจริญเติบโต ทำให้เกิดความสมดุลที่เป็นกลางทางทฤษฎีในแง่ของการปล่อยก๊าซ

อะไรคือความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบที่เกิดขึ้นจริง?

อย่างไรก็ตาม การศึกษาล่าสุดหลายชิ้นได้ท้าทายสมมติฐานนี้ ตามผลงานของ จอห์น เดซิคโก้ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมของเชื้อเพลิงชีวภาพจะลดลงอย่างมากเมื่อพิจารณาถึงการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากการผลิตและการใช้งานขั้นสุดท้าย

"นี่เป็นการศึกษาครั้งแรกเพื่อตรวจสอบคาร์บอนที่ปล่อยออกมาบนที่ดินที่มีการปลูกเชื้อเพลิงชีวภาพอย่างรอบคอบ แทนที่จะตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับเรื่องนี้ “เมื่อเราดูสิ่งที่เกิดขึ้นจริงบนพื้นดิน เราจะเห็นว่ามีการกำจัดคาร์บอนออกจากชั้นบรรยากาศไม่เพียงพอที่จะชดเชยสิ่งที่ออกมาจากท่อไอเสีย” DeCicco กล่าว

แทนที่จะเป็นคาร์บอนที่เป็นกลางโดยสมบูรณ์ กลับพบว่ามีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงชีวภาพมากกว่าที่พืชสามารถกักเก็บได้ในระหว่างการเจริญเติบโต นอกจากนี้ ปัจจัยอื่นๆ เช่น การตัดไม้ทำลายป่า การใช้ปุ๋ย และพลังงานในการแปรรูปเชื้อเพลิงชีวภาพ มีบทบาทสำคัญในผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยรวม

การผลิตและการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ

เชื้อเพลิงชีวภาพมีหลายประเภทซึ่งแบ่งออกเป็นหลายประเภท ที่ เชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นแรก คือพืชที่ได้มาจากพืชที่กินได้ เช่น ข้าวโพด หรืออ้อย ในขณะที่ เชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สอง พวกเขาใช้วัตถุดิบที่ไม่สามารถบริโภคได้ เช่น ขยะอุตสาหกรรมเกษตรหรือชีวมวลที่ไม่ใช่อาหาร

• เชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นแรก เช่น แอลกอฮอล์ชีวภาพ (เอทานอลและเมทานอล) และไบโอดีเซล เป็นสิ่งทดแทนหลักสำหรับเชื้อเพลิงฟอสซิล
• อย่างไรก็ตาม การใช้มันก่อให้เกิดความขัดแย้งเรื่องความยั่งยืน ส่วนหนึ่งเนื่องมาจากราคาผลผลิตทางการเกษตรที่สูงขึ้น และการตัดไม้ทำลายป่าที่เกิดจากพืชผล เช่น ปาล์ม เพื่อผลิตไบโอดีเซล

ในระดับโลก ไบโอดีเซลและเชื้อเพลิงชีวภาพอื่นๆ ก็ส่งผลเสียต่อการตัดไม้ทำลายป่าเช่นกัน รายงานของ การขนส่งและสิ่งแวดล้อม ได้เปิดเผยว่าเชื้อเพลิงชีวภาพที่ได้จากน้ำมันปาล์มและถั่วเหลืองสามารถก่อให้เกิดมลพิษได้มากกว่าน้ำมันดีเซลแบบดั้งเดิมถึง 80% เมื่อคำนึงถึงการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากการตัดไม้ทำลายป่า

ปัญหาการตัดไม้ทำลายป่าและการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน

ปัญหาใหญ่ประการหนึ่งเกี่ยวกับเชื้อเพลิงชีวภาพคือจำเป็นต้องใช้พื้นที่เกษตรกรรมจำนวนมากเพื่อผลิตเชื้อเพลิงเหล่านั้น จึงทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินทางอ้อมซึ่งประกอบด้วยการขยายพื้นที่เกษตรกรรมในพื้นที่ที่เคยเป็นป่าหรือป่าไม้ การแปลงนี้มีค่าใช้จ่ายด้านสิ่งแวดล้อมสูง เนื่องจากมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากที่เก็บไว้ในพืชพรรณและดินที่ผ่านการเคลียร์แล้ว

ตัวอย่างเช่น ในบราซิล มีการบันทึกการตัดไม้ทำลายป่าฝนอเมซอนในพื้นที่หลายล้านเฮคเตอร์เพื่อให้มีพื้นที่สำหรับปลูกถั่วเหลืองเพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ การปฏิบัติประเภทนี้ไม่เพียงแต่ส่งผลกระทบต่อความสมดุลของคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้น แต่ยังเป็นอันตรายต่อความหลากหลายทางชีวภาพและระบบนิเวศในท้องถิ่นอีกด้วย

การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพอย่างเข้มข้นจากพืชผล เช่น ปาล์ม ทำให้เกิดการตัดไม้ทำลายป่าครั้งใหญ่ในประเทศต่างๆ เช่น อินโดนีเซีย จากข้อมูลของนักนิเวศวิทยา en Acción ความต้องการเชื้อเพลิงชีวภาพที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้เกิดการตัดไม้ทำลายป่าได้มากถึง 7 ล้านเฮกตาร์ และปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 11 พันล้านตันสู่ชั้นบรรยากาศ

ทางเลือกอื่นนอกเหนือจากเชื้อเพลิงชีวภาพแบบดั้งเดิม

แม้จะมีความท้าทาย แต่นวัตกรรมใหม่ๆ พยายามที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพที่ยั่งยืนจาก รุ่นที่สอง หรือแม้แต่ของ รุ่นที่สามซึ่งใช้ขยะอุตสาหกรรมหรือสาหร่ายจึงช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

ตัวอย่างได้แก่ น้ำมันพืชที่ผ่านการไฮโดรทรีต (HVO)ซึ่งสามารถหาได้จากน้ำมันปรุงอาหารและไขมันสัตว์ซึ่งเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ในความเป็นจริง ในหลายประเทศในยุโรป บริษัทพลังงานขนาดใหญ่กำลังเริ่มผลิต HVO โดยเสนอทางเลือกที่ก่อให้เกิดมลพิษน้อยกว่าไบโอดีเซลแบบดั้งเดิม

ในทางกลับกัน มีงานวิจัยใหม่ๆ ที่สำรวจการใช้งานของ แบคทีเรียเช่น Streptomyces เพื่อสร้างเชื้อเพลิงชีวภาพที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและก่อมลพิษน้อยลงผ่านการใช้โมเลกุลเช่น «จอว์ซามัยซิน- นวัตกรรมนี้สามารถปฏิวัติวิธีการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพในอนาคตได้

สุดท้ายเชื้อเพลิงสังเคราะห์เช่น เชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งรวมไฮโดรเจนสีเขียวเข้ากับคาร์บอนไดออกไซด์ที่จับได้ ทำให้เกิดวัฏจักรคาร์บอนแบบปิดซึ่งจะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิในภาคการขนส่งได้อย่างมาก

กล่าวโดยสรุป เชื้อเพลิงชีวภาพยังมีหนทางอีกยาวไกลในการเป็นวิธีแก้ปัญหาทางนิเวศน์อย่างแท้จริง ในขณะที่เทคโนโลยีใหม่ก้าวหน้าและแสวงหาทางเลือกที่ยั่งยืนมากขึ้น การรักษาแนวทางที่สำคัญและพิจารณาผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมทั้งหมดจากการผลิตและการใช้งานจึงเป็นสิ่งสำคัญ