5 maneiras pelas quais os biocombustíveis produzidos com responsabilidade beneficiam a todos

Bombear gás é um excelente momento para contemplação existencial. Da próxima vez que for encher o tanque, pense de onde veio aquela gasolina. Arábia Saudita? Não, vamos voltar ainda mais longe: sua gasolina começou sua vida 300 milhões de anos atrás como uma folha de alga antiga ou um tubarão pré-histórico com um problema cardíaco. Quando aquele tubarão morreu e aquela alga murchou, eles se decompuseram no fundo do oceano. Ao longo dos milênios, à medida que mais e mais matéria orgânica se depositava em cima do tubarão e das algas marinhas, a pressão e o calor converteram o carbono dessas criaturas mortas na gosma viscosa que chamamos de petróleo bruto.

É aí que entra a Arábia Saudita. O petróleo bruto antigo é bombeado da terra, enviado por superpetroleiro para uma refinaria no Texas e convertido em gasolina (e combustível diesel e combustível de aviação e o ocasional barril de vaselina).

Ao contemplar este ciclo de produção de 300 milhões de anos, considere a energia necessária para esmagar esse carbono em petróleo bruto e, em seguida, o combustível necessário para cavar os poços de petróleo, bombear o material, enviá-lo para o outro lado do mundo, refiná-lo , carregue-o em trens, depois em caminhões, para finalmente chegar ao seu posto de gasolina local. Deve haver maneiras mais diretas, energeticamente eficientes e ambientalmente corretas para transformar matéria à base de carbono em combustível? Existem, e eles são chamados de biocombustíveis.

Os biocombustíveis são qualquer forma de energia derivada de uma fonte vegetal. Os biocombustíveis mais comuns são o etanol , um álcool combustível feito a partir da fermentação de um material de origem açucarada, como milho ou cana-de-açúcar, e o biodiesel , um combustível diesel feito de óleos e gorduras vegetais em vez de petróleo bruto. Quando a matéria-prima para biocombustíveis é cultivada e colhida de forma responsável e sustentável, os benefícios dos biocombustíveis impactam mais do que o preço na bomba. Os biocombustíveis têm potencial para reduzir a poluição, reduzir a pobreza global e converter milhões de toneladas de resíduos em energia de queima limpa.

Aqui está nossa lista das cinco maneiras engenhosas que os biocombustíveis produzidos de forma responsável podem beneficiar a todos, começando com a mudança do etanol à base de milho para o "grassoline".

1. Gás da Grama
2. Encha 'Er Up com Pond Scum
3. Voando alto (e barato) com biocombustíveis
4. Colocando o "Eco" no Impacto Econômico
5. Carros de lixo

A produção de etanol provocou um debate acalorado entre cientistas ambientais e agricultores. É verdade que o etanol queima mais limpo que a gasolina convencional, emitindo menos dióxido de carbono e benzeno no ar. Também é verdade que o milho e outras plantas usadas como matéria-prima de etanol absorvem dióxido de carbono atmosférico em seu estágio de crescimento, reduzindo bastante os níveis de dióxido de carbono ao longo de todo o ciclo de vida do combustível [fonte: Departamento de Energia dos EUA ]. Mas a dependência do milho como matéria-prima de etanol nos Estados Unidos criou problemas, tanto no abastecimento de alimentos quanto no consumo de combustíveis fósseis.

Os humanos consomem diretamente apenas duas em cada 10 espigas de milho cultivadas nos EUA, seja como milho fresco, xarope de milho, farinha de milho ou outros derivados do milho. As outras oito espigas tradicionalmente se tornaram ração para gado como vacas, porcos e galinhas, mas isso foi antes do boom do etanol. Graças em parte aos subsídios do governo, mais milho foi cultivado para etanol de agosto de 2011 a julho de 2012 do que para gado [fonte: Lott ]. Essa foi a primeira vez na história da agricultura americana. Em um ano em que as condições de seca reduziram a produção total de milho, os críticos culpam a produção de etanol pelos preços ainda mais altos dos alimentos [fonte: McDonald ].

Milho e soja, outra matéria-prima popular para o etanol, também exigem grandes quantidades de energia de combustível fóssil para serem produzidas. Os tratores queimam seu quinhão de combustíveis fósseis , mas o maior culpado é o fertilizante sintético. O fertilizante de nitrogênio, por exemplo, requer 1,5 toneladas (1.360,7 quilos) de combustíveis fósseis - geralmente carvão e gás natural - para produzir uma tonelada (907,18 quilos) de nitrogênio [fonte: Oliver ].

Felizmente, pesquisadores e agricultores identificaram uma série de fontes não alimentares de matéria-prima de etanol que podem crescer em qualquer lugar sem fertilizantes adicionais. Nos EUA, as melhores opções são gramíneas altas, como switchgrass e miscanthus. Essas gramíneas crescem mais de 3,05 metros de altura em fios grossos e são perenes , o que significa que podem ser colhidas no outono e crescer novamente na primavera. Menos plantações significa menos combustível fóssil queimado no trator. Em climas tropicais como o Havaí e o Sudeste Asiático, os pesquisadores estão fazendo experiências com capim bana, sorgo doce e uma noz não comestível chamada jatropha [fonte: Smith ].

Essas gramíneas podem crescer em solos pobres com pouca irrigação ou fertilizantes. E eles embalam um soco de biomassa. De acordo com testes do Laboratório Nacional de Argonne, o switchgrass tem uma relação de produção de energia de 1 a 10, o que significa que cada unidade de energia consumida para produzir etanol switchgrass resulta em 10 unidades de energia disponível. O etanol de milho, por outro lado, produz apenas 1,36 unidades de energia para cada unidade de entrada de energia [fonte: Wang ].

A mudança para " grassolina " é engenhosa porque não compete com as culturas alimentares existentes, pode ser cultivada em terras marginais, não depende de fertilizantes sintéticos e produz uma quantidade muito maior de energia por unidade de biomassa. Isso ajuda a manter os preços dos alimentos baixos, os custos dos combustíveis baixos e os níveis de poluição baixos - uma vitória para todos!

Desde a década de 1950, pesquisadores de energia alternativa estão de olho nas algas [fonte: Keune ]. Algas maduras - aquela gosma verde viscosa também conhecida como espuma de lagoa - são ricas em lipídios , um tipo de molécula que inclui gorduras. Esses lipídios podem ser extraídos e transformados em biodiesel. A matéria seca restante das algas pode ser fermentada e processada em etanol [fonte: Haag ]. Dois combustíveis pelo preço de um!

As algas precisam de três coisas para crescer: água, luz solar e dióxido de carbono. Caso contrário, eles não são muito exigentes. As algas podem crescer em água salgada ou doce, mesmo em águas residuais de estações de tratamento de esgoto ou fazendas leiteiras. A chave para o cultivo de grandes algas é a grande quantidade de dióxido de carbono disponível na água. As lagoas naturais geralmente não contêm dióxido de carbono suficiente para manter taxas de crescimento saudáveis, mas os pesquisadores descobriram uma solução engenhosa: redirecionar as emissões de dióxido de carbono das usinas a carvão para as lagoas de algas. O biodiesel de algas não apenas queima de forma mais limpa do que o gás convencional, mas também consome as emissões de carvão.

Sob as condições certas, as colônias de algas podem dobrar de massa da noite para o dia, e impressionantes 50% dessa massa é óleo. Para comparar, a segunda melhor planta produtora de óleo é a palmeira de óleo, que contém apenas 20% de óleo [fonte: Haag ]. O governo dos EUA investiu dezenas de milhões de dólares para ajudar a trazer combustíveis de algas para o mercado, mas os métodos de produção atuais ainda custam proibitivos US$ 8 por galão na bomba. A esperança é que, com mais investimentos dos gigantes militares e energéticos dos Estados Unidos, como Exxon Mobil e Chevron, as algas se tornem um supercombustível ambiental e econômico .

As forças armadas dos EUA são o maior bebedor de gás do mundo, comprando e queimando mais de 8 bilhões de galões de combustível por ano [fonte: National Energy Technology Laboratory ]. O combustível de aviação é um recurso particularmente caro e os militares estão sempre procurando maneiras de reduzir o custo de manutenção de sua frota aérea. Uma possibilidade interessante é o aumento do uso de biocombustíveis na mistura de combustível de aviação.

Durante a Segunda Guerra Mundial, cientistas alemães desenvolveram um processo de fabricação de combustível líquido a partir do carvão. Conhecidos como combustíveis Fischer-Tropsch (FT), eles podem ser feitos de carvão, gás natural ou biomassa [fonte: Ryan ]. Os militares dos EUA estão particularmente interessados ​​na biomassa como fonte de combustível porque diminui a dependência do petróleo estrangeiro, aumentando assim a segurança energética no caso de uma crise internacional.

Mas o foco nos biocombustíveis é mais do que segurança energética ou "esverdeamento" das forças armadas. É também uma decisão de negócios inteligente. Em uma entrevista coletiva em 2012, o secretário adjunto da Força Aérea Terry Yonkers explicou que os testes militares mostram que os biocombustíveis queimam de forma mais limpa e fria em motores a jato. Isso aumenta a vida útil geral do motor em dez vezes, reduzindo bastante os custos de reparo e substituição [fonte: Ryan ].

Outro benefício dos biocombustíveis é que eles têm menos massa do que os combustíveis fósseis, o que significa que o combustível de aviação de base biológica pesa menos do que o combustível de aviação convencional. Isso pode ter grandes implicações para aeronaves comerciais, onde o peso do avião se reflete nos preços das passagens. Um exército mais verde e seguro, além de voos mais baratos para Cleveland? Mais uma vitória do biocombustível para todos.

Pouco menos da metade da população mundial vive em áreas rurais, mas elas representam 70% dos pobres do mundo [fonte: Banco Mundial ]. Durante décadas, a situação dos agricultores rurais pobres foi agravada pelos baixos preços dos alimentos. O mercado global de alimentos básicos como trigo e milho era dominado pelos Estados Unidos e pela Europa, onde os subsídios governamentais mantinham os preços anormalmente baixos. Um país como o México, que costumava se alimentar de seu próprio milho, agora importa 12 milhões de toneladas (10,88 bilhões de quilos) por ano dos EUA, onde os preços do milho são mais baixos [fonte: Rodriguez ].

O óleo é o mesmo. Dos 47 países mais pobres do mundo, 38 importam mais petróleo do que produzem internamente e 25 desses 38 países importam cada gota de petróleo que consomem [fonte: Worldwatch Institute ]. Com uma dependência excessiva tanto de alimentos cultivados no exterior quanto de petróleo estrangeiro, os pobres rurais dos países em desenvolvimento estão perigosamente expostos a picos de preços. Quando os preços dos alimentos e do petróleo sobem, como aconteceu dramaticamente nos últimos anos, eles sofrem as consequências sem nenhum dos benefícios.

Os biocombustíveis caseiros têm o potencial de reverter a taxa de pobreza nas nações em desenvolvimento. Pense nas centenas de milhões de agricultores que mal conseguem subsistir com o preço de mercado de suas colheitas de alimentos. Ao cultivar etanol e matéria-prima para biodiesel, eles receberão um preço justo por uma commodity quente. Ao mesmo tempo, empreendedores de energia em seu mesmo país podem construir a infraestrutura de biocombustíveis para gerar energia local. Um relatório de 2010 do International Food Policy Research Institute concluiu que o aumento da produção de biocombustíveis em países como Tanzânia e Moçambique poderia diminuir a taxa de pobreza nesses países em 5% até 2020 [fonte: Arndt et al ].

Custos de energia mais baixos, melhores salários e redução da pobreza rural – outra vitória do biocombustível para todos.

O americano médio gera 4,43 libras (2 quilos) de lixo todos os dias. Como nação, jogamos fora cerca de 250 milhões de toneladas (227 bilhões de quilos) de lixo em 2010, de restos de comida a entulhos de construção e iPhones desatualizados [fonte: EPA ]. E se pudéssemos desviar todo esse lixo do aterro e convertê-lo em energia utilizável? Doc Brown fez isso em "Back to the Future" - alimentando o reator de fusão a frio de seu DeLorean com cascas de banana e cerveja - e graças a um processo chamado gaseificação , nós também podemos.

A gaseificação usa calor e pressão para quebrar os compostos moleculares de quase qualquer material à base de carbono em uma substância chamada gás sintético ou gás de síntese . Em todo o mundo, as cidades estão substituindo seus aterros por usinas de gaseificação. Em Edmonton, capital da província canadense de Alberta, a cidade está construindo uma instalação que converterá 100.000 toneladas (90 milhões de quilos) de lixo municipal em 9,5 milhões de galões (35.961 litros cúbicos) de biocombustível anualmente [fonte: City of Edmonton ] .

Dentro das instalações de Edmonton, com inauguração prevista para 2013, os resíduos urbanos (lixo) serão classificados por tipo: resíduos orgânicos compostáveis, materiais recicláveis ​​e resíduos que normalmente seriam enviados para o aterro . Essas sobras serão trituradas em uma polpa fina e alimentadas no gaseificador, onde um calor incrível – não fogo – liquefaz o material em monóxido de carbono (CO) e hidrogênio (H2), os principais elementos do gás de síntese. O gás de síntese passará então por um conversor catalítico onde as moléculas são rearranjadas para formar etanol, um biocombustível padrão, e metanol [fonte: Edmonton Biofuels ].

Da Califórnia à Finlândia, mais dessas fábricas estão surgindo para processar resíduos à base de madeira e lixo comum. O DeLorean do Doc poderia estar longe? Bem, sim. Mas quando milhões de toneladas de lixo se transformam em milhões de galões de gás, essa é outra vitória do biocombustível para todos.

Para muito mais informações sobre biocombustíveis, gramíneas , carros de lixo e outros combustíveis alternativos, explore os links relacionados na próxima página.

Nota do autor: 5 maneiras de como os biocombustíveis produzidos com responsabilidade beneficiam a todos

Foi inspirador pesquisar este artigo e aprender sobre todas as tecnologias energéticas inovadoras que estão sendo implementadas em todo o mundo. É fácil ficar pessimista em relação aos combustíveis fósseis, às mudanças climáticas e aos preços da gasolina, mas é emocionante saber que existem mentes inteligentes trabalhando no desenvolvimento de tecnologias que podem transformar grama selvagem e lixo em combustível para o meu Ford. Espero que todos os benefícios potenciais de uma mudança global para os biocombustíveis sejam realizados em minha vida. Isso deixaria esse bebedor de gasolina orgulhoso.

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