Вред от производства биотоплива

Irina_Afanaseva

Команда британских, американских и немецких исследователей во главе с профессором Паулем Крутценом пришла к неутешительному выводу: производство и использование биотоплива приводит к выбросу в атмосферу гораздо большего количества парниковых газов, чем сжигание нефти, газа или угля. Ученые утверждают, что панацея, каковой казалось биотопливо 15–20 лет назад, может оказаться опаснее болезни, и призывают отказаться от альтернативного горючего.
Нобелевский лауреат 1995 года по химии Пауль Крутцен считается признанным экспертом в области парникового эффекта (премию он получил именно за работы, описывающие влияние таких газов на климат Земли).

«Крупномасштабное производство сырья для биотоплива не имеет никакой перспективы и может лишь усугубить проблемы климата Земли »Лауреат возглавил группу исследователей Эдинбургского университета, с выводами которых ознакомили читателей в четверг сразу несколько ведущих западных изданий: лондонская Times, Spiegel и ряд других.

Ученые установили, что в результате выращивания некоторых культур, используемых для производства биологического горючего, таких как рапс или кукуруза, в атмосферу попадает на 50–70% больше закиси азота (N2O, «веселящий газ» чем при сжигании бензина, эквивалентного количеству биотоплива, произведенного из выращенных культур.

Это сводит к нулю все преимущества горючего, полученного из растительного сырья, так как закись азота не только один из основных газов, вызывающих парниковый эффект, но и одна из основных причин разрушения озонового слоя, защищающего земную поверхность от губительной космической радиации.

При этом по уровню выброса образующихся при горении любой органики окислов углерода – основных парниковых газов, провоцирующих, как считается, эффект глобального потепления, биотопливо лишь на 7–10% уступает традиционному горючему.


В настоящее время работа готовится к публикации в журнале Atmospheric Chemistry and Physics, и до ее выхода в свет Крутцен отказывается давать какие-либо комментарии.

Однако его коллеги оказались более открытыми. «Своей работой мы утверждаем, что крупномасштабное производство сырья для биотоплива не имеет никакой перспективы и может лишь усугубить проблемы климата Земли», – заявил Кит Смит, соавтор от Эдинбургского университета, в интервью специализированному изданию Chemistry World.

Выводы ученых грозят обернуться скандалом международного масштаба. Ведущие страны Запада в последние годы приняли амбициозные программы замены нефти и природного газа на альтернативные источники энергии, и в первую очередь биотопливо. В Евросоюзе 80% биотоплива добывается из рапса, это производство превратилось в выгодный бизнес с миллиардным оборотом.

В то же время вредный эффект от эмиссии парниковых газов при сжигании единицы рапсового топлива по отношению к единице обычного топлива, согласно методике подсчета, принятой IPCC (Международной группой по наблюдениям за изменением климата, куда входит и наша страна будет соотноситься как 1,7 к 1.

Для зернового спирта, используемого в США, это соотношение будет 1,5 к 0,9. И лишь для спирта, полученного из сахарного тростника, получается приемлемое значение 0,9 к 0,5.

Сообщения о неэффективности использования биотоплива в промышленных масштабах поступали от различных групп ученых и ранее, однако последняя работа, вероятно, является самым полным на сегодня исследованием данного вопроса. Примечательно, что ранее в этом месяце с критикой этой технологии выступила Всемирная продовольственная организация ООН.

По мнению экспертов ВПО, стремительный рост сельхозугодий, отдаваемых под выращивание технических культур, приводит к сокращению производства культур пищевых, что усугубляет ситуацию с продовольствием во всем мире. Возможно, выводы ученых и экспертов стимулируют правительства и коммерческие организации к поиску иных, более чистых возобновляемых источников энергии.

sidorskys

На самом деле некоторый нонсенс.
Сжигая ископаемые, мы добавляем в атмосферу углёрод, которого там раньше не было.
А когда выращиваются и сжигаются растительные культуры, по идее всё должно ходить по кругу (они ж углерод как раз из атмосферы в себя и берут).

strelok69

ежу понятно, что всё это проплачено "нефтяниками"

sidorskys

Ага. Совсем оборзели.

k11122nu

дык все равно углерод из атмосферы идет в растения - вне зависимости от того, рапс это биотопливный или обычная капуста или пырей. Только оксиды углерода из пырея и капусты в воздух назад не выбрасывают.

sunlya

Только оксиды углерода из пырея и капусты в воздух назад не выбрасывают.
А куда, простите, углерод из этих растений уходит? Или это что-то новое в круговоротах? Не прямо, а косвенно через консументов и редуцентов, но всё-равно уходит в атмосферу. Больше-то некуда Вопрос здесь скорее во временной задержке, т.е. как быстро этот углерод оборачивается. Т.е. если бы та же площадь была покрыта лесом, к примеру, то краткосрочный выброс углерода был бы меньше, чем потребление, так как большАя часть углерода временно была бы законсервирована в древесине. Но это не значило бы, что она выведенаполностью из стандартного круговорота. Так и здесь, скорее всего - оборот углерода просто ускоряется.

sidorskys

Только оксиды углерода из пырея и капусты в воздух назад не выбрасывают.
А как тогда растения ещё его до сих пор не выкачали подчистую?

k11122nu

а как же почва?
> А как тогда растения ещё его до сих пор не выкачали подчистую?
ну, коровки дышат. Опять же, человек рапсовое биотопливо сжигает

sunlya

И вообще-то в статье упирают на перепроизводство закиси азота - с углеродом там всё сходится, как и должно, учитывая временную задержку. Только из сжигания топлива, необходимого для выращивания рапса, превышение по закиси на 50% получить наврядли можно. Значит, азотом оказывается обогащено само рапсовое топливо, то бишь масло, либо остатки от его выделения. Первое даст закись азота при расходовании топлива, последнее - не знаю. Т.е. закиь азота здесь как добавочное звено в круговороте азота. В общем, пока не совсем понимаю. Почитать бы статью

sidorskys

На самом деле и тут всё скорее всего сойдётся: азот тоже ж круговращается.
При с/х культурах азот в удобрениях в основном берётся из атмосферного азота, а теперь вот обратно улетает...

sunlya

Дело не в том, что не сойдётся, а в появлении добавочного звена там, где его не было. Т.е. дебет и кредит по азоту восстановленному\азоту окисленному до нитрата сойдётся. Но там может добавиться стабильно существующий пул закиси азота, который слегка перераспределит соотношение вышеназванных форма азота. Эот пул и будет расходоваться обычным путём, а пополняться сжиганием рапсового масла (если он имено оттуда). Молекулярный азот не беру в расчёт как заведомо очень большой. Стабильно существующий - это не значит, что его не было. Это значит, что его доля существенно возрастёт. Тогда остаётся вопросуже из любопытства - почему именно от рапса такое, а не от тростника?

spiritmc

> атмосферу попадает на 50–70% больше закиси азота (N2O
Каким это образом при выращивании растений образуется N2O?
Растения фиксируют азот восстановлением, а не окислением.
Механизм реакции на стол, я не верю.
---
"То, что у Вас пока нет судимости, не Ваша заслуга, а наша недоработка."

sidorskys

N2O is extremely efficient at warming up the atmosphere. In fact, one molecule of N2O has 200 to 300 times the greenhouse warming effect of CO2, the primary greenhouse gas.

The observation: "Plants did not generate N2O directly,
but merely conveyed N2O produced in the soil."

Strategies for minimising N2O- releases in the crop rotations studied pertain primarily to optimising the application of N fertiliser over space and time, reducing soil compaction and through regulating the N dynamics in fall and winter after the harvest is over.
  

Да, проблема, похоже, есть.
Хотя вполне решаемая.
Либо нужно модифицировать систему удобрения либо каких-то микробов в почву против этого или генетически эти растения проапгрейдить против транспорта N2O из почвы,.

spiritmc

Ну, есть основания считать, что в недавно живом содержание азота
будет чуть повыше, чем в топливе, потому что топливо чистят от
азота, оксиды отравляют катализаторы, если я правильно помню.
Ну и то, что в природе уходит в атмосферу в виде молекулярного
азота, в машине будет дожигаться до окиси (NO).
---
...Я работаю...

spiritmc

Механизм образования N2O на стол.
Его и в лабораторных условиях непросто получить, а вы всё пишете
какой-то бред про природный источник.
---
"То, что у Вас пока нет судимости, не Ваша заслуга, а наша недоработка."

sunlya

С этим не спорю, вопрос тут похоже только в количествах. И уже праздное любопытство (статьи-то всё-равно пока нет) - если это дествительно из масла, то можно ли его очищать лучше от азотных соединений?

sidorskys

Его и в лабораторных условиях непросто получить
То, что трудно получить в лаборатории, живность зачастую проделывает на ура.

sidorskys

И уже праздное любопытство (статьи-то всё-равно пока нет) - если это дествительно из масла, то можно ли его очищать лучше от азотных соединений?
Не из масла, а выделяется в атмосферу при культивировании рапса и пр. на удобряемых полях.
Ученые установили, что в результате выращивания некоторых культур, используемых для производства биологического горючего, таких как рапс или кукуруза, в атмосферу попадает на 50–70% больше закиси азота (N2O, «веселящий газ» чем при сжигании бензина, эквивалентного количеству биотоплива, произведенного из выращенных культур.

spiritmc

В конечном счёте всё это масло проходит через тот же ДВС, так?
ДВС и из обычного топлива NO добывает, ну, ещё немного добавляет
катализатор на дожигании. Значит вопрос заключается в том,
действительно ли топливо из масла обогащено азотом, по сравнению
с обычным, или нет. И насколько это влияет.
Кроме того, всё это надо сравнивать с каким-то выигрышем,
который, насколько я понимаю, заключается в том, что при
подготовке рапсового горючего должно выбрасываться меньше
углекислого.
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

sidorskys

с углеродом там всё сходится
Непонятно только, зачем этот абзац.
При этом по уровню выброса образующихся при горении любой органики окислов углерода – основных парниковых газов, провоцирующих, как считается, эффект глобального потепления, биотопливо лишь на 7–10% уступает традиционному горючему.

Чувствуется, хотят выделиться.

sunlya

Невнимательно прочитала, спасибо. Тогда точно бактерии

spiritmc

Вот и расскажи мне, как, потому что:
а) живность фиксирует азот восстановлением, причём накачивает
для этого сразу четыре электрона (или шесть, у кого как получится);
б) окислять азот до закиси не выгодно ни при каких условиях,
которые реализуются в живых организмах, это невыгодно
ни термодинамически, ни биохимически, потому что закись можно
только диспропорционировать, а тогда незачем её было и получать,
либо как-то отрывать от неё кислород, а это восстановление,
что опять очень энергозатратно.
---
"То, что у Вас пока нет судимости, не Ваша заслуга, а наша недоработка."

spiritmc

> Не из масла, а выделяется в атмосферу при культивировании
> рапса и пр. на удобряемых полях.
И что, при удобрении полей аммофос надо жечь?
Я почему-то считал, что достаточно его запахать.
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

sidorskys

http://www.epa.gov/nitrousoxide/sources.html
Nitrous oxide (N2O) is produced by both natural and human-related sources. Primary human-related sources of N2O are agricultural soil management, animal manure management, sewage treatment, mobile and stationary combustion of fossil fuel, adipic acid production, and nitric acid production. Nitrous oxide is also produced naturally from a wide variety of biological sources in soil and water, particularly microbial action in wet tropical forests.
Nitrous oxide emission levels from a source can vary significantly from one country or region to another, depending on many factors such as industrial and agricultural production characteristics, combustion technologies, waste management practices, and climate. For example, heavy utilization of synthetic nitrogen fertilizers in crop production typically results in significantly more N2O emissions from agricultural soils than that occurring from less intensive, low-tillage techniques. Also, the presence or absence of control devices on combustion sources, such as catalytic converters on automobiles, can have a significant affect on the level of N2O emissions from these types of sources.
Natural Sources
Natural emissions of N2O primarily result from bacterial breakdown of nitrogen in soils and in the earth's oceans. Globally, tropical soils (primarily wet forest soils, but also savannas) are estimated to produce 6.3 Tg of N2O annually and oceans are thought to add around 4.7 Tg of N2O annually to the atmosphere (IPCC, 2001(c) ). Together, these two sources account for over 70% of the natural sources. Similar microbial processes in temperate region soils produce smaller quantities of N2O. In some ocean areas, large areas of surface water can become oxygen depleted, allowing active denitrification in open water. Large amounts of oceanic nitrous oxide can also arise from denitrification in marine sediments, particularly in nutrient rich areas such as those of estuaries.
It is important in studies of N2O emissions to account for the various interactions between natural processes and human influences in the nitrogen cycle, since human impacts can significantly enhance the natural processes that lead to N2O formation. For example, the nitrogen nutrient loading in water bodies due to fertilization and run-off to streams can enhance N2O emissions from these natural sources. Human-related ammonia emissions have also been shown to cause N2O emissions in the atmosphere through ammonia oxidation.

sidorskys

Together, these two sources account for over 70% of the natural sources

Статьи статьями, но что-то мне не верится, что человеческие поля смогут пересилить вклад океанов и тропических лесов.

sidorskys

Вот ещё какой-то обзор.
Пишут, что это одна из естественных стадий круговорота азота:

Denitrification occurs when nitrate is present in anaerobic microsites developed wherever microbial demand for O2 exceeds diffusion-mediated supply14. This may well occur where O2 diffusion is impeded by water, either at the centers of soil aggregates15 or in water-saturated regions16, or wherever local O2 demand is exceptionally high17. Denitrification in soils also consumes N2O through the reduction of N2O to N2 (ref. 18). Hence, this bacterial
process may serve either as a source or as a sink of N2O.
+ там ещё несколько других путей

sunlya

Посмотри хотя бы в Бренде. Активность 1.7.99.7 NO + NADPH = N2O + H2O+ NADP+
Nitric oxide reductase характрена для некоторых видов прокариот. Ещё один момент - не думаю, что для живых организмов всегда имеет смысл вопрос зачем.

sidorskys

это невыгодно
ни термодинамически, ни биохимически,
Биохимически как раз выгодно: ферменты работают не по принципу "всё и сразу", а "потихоньку, понемногу".

spiritmc

По-моему, я чётко спросил _механизм_ образования, а не ещё раз
повторить ту же чушь, причём никем не подписанную из-за того,
видимо, что автор боится разоблачения.
Так ты выложишь механизм или нет?
У меня вопросы:
а) механизм образования, и если это бактерии, то заодно и имя;
б) каким образом регистрируется содержание его в атмосфере;
в) если это оценки, как они производились, какие приближения;
г) как оценивалась динамика;
д) и последнее, как с этим связан именно рапс.
Можно отвечать приближённо, но так, чтобы можно было проверить.
---
"Всю цепь силлогизмов не читал."

spiritmc

> ферменты работают не по принципу "всё и сразу"
При восстановлении азота они работают именно "всё и сразу."
См. всё эту шиловщину, это жесть жестокая, но оно работает,
иначе бы он не был на весь мир известный.
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

sunlya

В Бренде вводишь ферментативную активность, которую я указала и получаешь ВСЁ - начиная от видов бактерий и заканчивая пабмедами со ссылками на реакции и их мезанизм
http://www.brenda-enzymes.info/

spiritmc

Ладно, нитрат берётся из удобрений.
> Denitrification occurs when nitrate is present in anaerobic
> microsites developed wherever microbial demand for O2 exceeds
> diffusion-mediated supply14. This may well occur where O2
> diffusion is impeded by water, either at the centers of soil
> aggregates15 or in water-saturated regions16, or wherever
> local O2 demand is exceptionally high17
А рапс любит настолько увлажнённую почву да ещё и без подачи воздуха?
Это ведь болото!
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

spiritmc

Спасибо за ссылку.
---
...Я работаю...

sidorskys

Погугли/попабмеди, поспрашивай авторов статей и нам потом тут всё напиши в деталях.

sunlya

Параллельно посмотри на страницах ферментативных активностей ссылки на метаболические карты KEGG - тогда будет понятно место данной активности и реакций в общем обмене веществ конкретных видов (хоть и немного гипотетически). Вот одна из таких карт
http://www.genome.jp/dbget-bin/show_pathway?map00910+1.7.99....

sidorskys

При восстановлении азота они работают именно "всё и сразу."
См. всё эту шиловщину, это жесть жестокая, но оно работает,
иначе бы он не был на весь мир известный.
Вот именно.
Врядли этот процесс можно сделать по частям.
Через пропасть не прыгнешь в два приёма.
И посмотри, какой жестокий для проведения этой проблематичной реакции развился ферментативный комплекс.
Мало какой короткий элементарно процесс может похвастаться такой ферментативной системой.

RUS2009

Нефть, газ, угль и торф- тоже самое биотопливо, "искуственное" биотопливо просто минует стадии тысячалетних маринадов в земле и естественных преобразований. Мой выход из ситуации- пустить на биотопливо негров, вырубающих тропические леса- естествееные аккумуляторы CO2
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: