Att ta en klunk från en modern bils bränsletank är en dålig idé. De bensin- och petroleumbaserade dieselbränslena som driver de flesta av världens bilar är ganska långt borta från allt näringsrikt, eller till och med säkert, att dricka.
Men det håller på att förändras. En växande industri har undersökt alternativ för fossila bränslen i årtionden, och mycket av deras forskning fokuserar på biobränslen - petroleumsubstitut gjorda av naturliga växtoljor [källa:Demirbas]. I vissa fall kan ren, oförändrad vegetabilisk olja driva standarddieselmotorer; trots allt designade Rudolph Diesel ursprungligen motorn som bär hans namn i ett försök att ge bönderna möjligheten att använda utrustning med lokalt odlat bränsle. Men ren vegetabilisk olja, även om det verkligen är ett biobränsle, har begränsningar. Glycerinet i naturliga oljor ökar deras viskositet, vilket gör att de stelnar i kalla temperaturer; tänk på vad som händer med baconfettet om det lämnas i kylen. Detta kan vara dåliga nyheter för bränsleledningar, filter och insprutare på en motor i till exempel Alaska.
Kemister har ett par lösningar på detta problem. Vissa växter, som majs, innehåller sockerarter som, när de jäses som öl och sprit, producerar etanol, en alkohol som kan användas som bränsle. Etanol används ofta som en smogreducerande tillsats i bensin; det är E i E85 [källa:Chu].
Andra växter, som sojabönor, används bättre för att producera biodiesel. I denna process blandas en katalysator in i oljan, separerar glycerin från oljans fettsyraalkylestrar [källa:Pimentel]. När glycerinet är borta kan biodiesel driva de flesta dieselmotorer med mindre nedsmutsning och problem med kallt väder.
Infrastruktur för biobränsle är fortfarande under utveckling i många delar av världen, och processerna för att producera vissa typer av biobränsle är ännu inte tillräckligt effektiva för att motivera storskalig produktion [källa:Pimentel]. Men behovet av att hitta ett mer miljövänligt alternativ till fossila bränslen gör att bränslet i din bensintank förr eller senare kommer att ha mycket gemensamt med det som finns på din tallrik. För att få en uppfattning om vart framtiden för biobränslen kan vara på väg, läs vidare för att lära dig om 10 biobränslen som lika gärna kan mata dig som din bil.
InnehållTillsammans med att vara en stapelvara i den västerländska kosten, har majs visat sig vara ett mycket populärt biobränsle. Tack vare lättillgänglighet och dess höga innehåll av etanolproducerande sockerarter är detta biobränsle bekant för många förare – det är ofta källan till etanolen i E85-bensinblandningar.
Etanolproducenter förvandlar majs från mat till bränsle med hjälp av ett system som först bryter ner majsen till dess baskomponenter:lignin, ett ämne som bildar och stärker växtens cellväggar, och cellulosa, som innehåller växtens sockerarter. Tillverkarna jäser cellulosan för att producera etanol, i huvudsak en högtestversion av de typer av alkohol som produceras från majsmos [källa:Shakashiri]. Det raffinerade bränslet etanol blandas ofta in i bensin som ett smogreducerande medel, men det kan användas ensamt som bränsle.
I USA är majsbaserad etanol verkligen ett inhemskt alternativ till en del av landets utländska fossilbränsleanvändning. Men det är inte utan nackdelar. Forskning tyder på att energin som går till att producera majsetanol - från gasen i traktorn på gården till gödselmedlet som används för att hålla majsen frisk - bränner mer fossilt bränsle än vad etanolen ersätter [källa:Pimentel]. Utöver denna ekvation med negativa summor har bevattningsbehoven för att odla majs på torrare platser potential att klämma vattentillgången, särskilt när bönder vänder sig till etanolproduktion som inkomstkälla [källa:McKenna].
Och så är det den ekonomiska faktorn. Mellan livsmedelsproduktion, djurfoder och dess andra industriella användningsområden är majs i hög efterfrågan. Att lägga till etanolproducenter för att konkurrera om världens majsförråd innebär att priserna på grödan – och dess efterföljande produkter – kan öka med ökad efterfrågan på etanol. Kombinera faktorerna och även om det är ett användbart biobränsle, är majs sannolikt inte det enda biobränslet som dämpar världens beroende av fossila bränslen.
Detta kan vara det mest mångsidiga biobränslet på listan. Tillsammans med att vara en baslivsmedelsprodukt från Asien till Amerika, har sojabönan förvandlats till allt från bläck och kritor till bränsleprodukter [källa:Scharlemann]. Även om majs är det populäraste basmaterialet för den etanol som blandas med bensin för att bekämpa smog, är sojabönor den huvudsakliga källan för den olja som används för att producera biodiesel.
För att producera biodiesel med soja pressar tillverkarna först oljan från bönorna. Sojas höga oljeinnehåll - cirka 20 procent av bönan är användbar olja - gör den till en idealisk kandidat för denna process. När oljan har extraherats och filtrerats, blandas den med en katalysator som tar bort dess glycerin. Den återstående oljan kan hällas direkt i en dieselmotors bensintank.
Biodiesel har ett antal fördelar jämfört med petroleumdiesel utöver att det är en förnybar resurs. Det brinner renare, vilket innebär att biodieseldrivna motorer producerar mindre av partiklarna som kan orsaka smog och hälsoproblem.
Palmer är bra för mer än tropiska landskap och kokosnötter. Deras frukts högkolhaltiga skal kan förvandlas till vattenreningsfilter, trädens löv och vedartade delar har använts för struktur och skydd i årtusenden, och frönas olja övervägs nu som ett potentiellt massförsäljningsbart biobränsle.
Men palmolja är möjligen det mest uppenbara exemplet på ett stort problem som står i vägen för en utbredd biobränsleproduktion. Utrymmet, energin och de ekonomiska resurserna som behövs för att producera råvaran uppväger vida fördelarna med slutresultatet.
Palmolja är en viktig gröda i Sydostasien. När efterfrågan ökar på palmolja för att producera biodiesel, röjer plantager i länder som Malaysia och Indonesien stora stränder av regnskog för att göra plats för fler oljeproducerande palmer. Och lastbilarna, fartygen och produktionsanläggningarna som används för att flytta palmolja från dessa länder till det bil- och lastbilstunga västvärlden ökar bränslet som förbränns – och utsläppen som produceras – för att få ut detta gröna bränsle på marknaden. Palmolja är inte det enda biobränslet som står inför detta dilemma, men dess popularitet och låga kostnad betyder att det har stött på problemet i en bredare och mer offentlig skala än många av de ätbara bränslena som följer [källa:Rosenthal].
Om du har ätit pommes frites, lökringar eller fish and chips på sistone kan du ha bidragit till ett annat populärt ätbart biobränsle:använd matolja.
Matolja som har använts för att fritera mat innehåller fortfarande fettsyraalkylestrarna som gör det till ett livskraftigt bränsle i vissa dieselmotorer. Genom att sila oljan för att ta bort mat och panera mjöl kan uppfinningsrika biobränsletillverkare producera biodiesel, eller helt enkelt köra oljan rakt in i dieselmotorer med hjälp av så kallad "greasecar"-teknik.
Med snabbmatsrestauranger på till synes varje hörn, och friterad mat en vanlig del av många nationers dieter, verkar det som om frityrolja kan vara det mest lättillgängliga av alla biobränslen. Men det har nackdelar.
För det första innehåller använd frityrolja mycket av maten som stektes i den. Att sila ut detta - särskilt i fall där mycket mjöl användes - är en tids- och arbetskrävande process. Att filtrera stora mängder av oljan kan ta för lång tid för massproduktion. Dessutom kan slutresultatet bli en blandad påse; stekolja kan komma från jordnötter, majs eller andra växtblandningar, vilket betyder att det är svårt att säga hur potent bränslet kommer att vara från batch till batch.
Men många förespråkare för fettbilar och biodiesel är villiga att stå ut med dessa problem. Och eftersom yngelolja inte kräver dyr pressutrustning för att dra ut dess användbara delar ur frön eller spannmål, är det ett bränsle för uppfinnare, experimentörer och garageforskare som vill bli fri från petroleum på en budget.
Ah, den ständigt mångsidiga jordnöten. Även om den anses vara en baljväxt snarare än en riktig nöt, är jordnöten utan tvekan en av de mest populära livsmedel av sin typ i den västerländska kosten. Mellan ett hav av blandade nötter, jordnötsgodis och jordnötssmörmackor som fyller miljontals matlådor varje skoldag, är vi djupt fästa vid den ödmjuka jordnöten.
Jordnöten har ett antal användningsområden utöver mat, varav många främjades av den berömda afroamerikanska botanikern Dr. George Washington Carver. Hans arkiv innehåller listor över mer än 300 användningsområden för jordnötter, allt från färgämne och plast till oljan som potentiellt kan användas som biobränsle [källa:Fishbein].
Men jordnötter är offer för sin egen popularitet när det kommer till biobränsle. Eftersom jordnötsolja kan användas för ett antal livsmedel, medicinska och industriella ändamål, är den helt enkelt för värdefull för att konvertera till biobränsle billigt. I ett fall av enkel ekonomi håller efterfrågan priset för högt för att göra jordnötsolja till ett praktiskt, ätbart biobränsle för nu.
Bomull är inte många som tänker på som livsmedel. Den huvudsakliga användningen av bomull i den moderna världen är trots allt som en fiber för tyg. Men oljan från bomullsfrö är en lätt, neutral smaksatt vegetabilisk olja som har använts för matlagning i Amerika sedan 1860-talet [källa:NCPA]. Bomullsfrö har också använts som djurfoder, även om för mycket av det kan leda till näringsproblem med boskap [källa:Osborne].
Att använda bomullsfröolja som biobränsle är vettigt:Enligt vissa analytiker finns det mer olja tillgängligt per tunnland från bomull än från majs eller soja, två av de mest populära biobränslekällorna [källa:Journey]. Men bomullsfröolja har en nackdel som, precis som med många andra biobränslen, utgör en tjatande ingenjörsutmaning.
Bomullsfröolja börjar stelna i kalla temperaturer. Ett fordon som körs på ren bomullsfröolja skulle vara oanvändbart på vintern om det inte innehöll någon typ av oljeuppvärmningssystem som höll biobränslet över sin gelpunkt. Mer populära biobränslen, som sojabiodiesel, stöter också på detta problem. Men medan sojabiodiesel gelar vid cirka -16 grader Celsius, gelar bomullsfröolja vid endast -1 grad Celsius. En stor del av världen möter kallare temperaturer på regelbunden basis, vilket gör ren bomullsfröolja mindre än optimal för utbredd användning som biobränsle.
Safflor är en växt med en lång historia av användning, kanske med början när de gula blommorna och oljehaltiga fröna användes för att färga tygförpackningen som användes i forntida mumifieringsprocesser. Mer moderna tillämpningar av safflor inkluderar utbredd användning som naturmedicin i både österländska och västerländska kulturer. Likaså används oljan från safflorfrön som en mer hjärthälsosam ersättning för andra matoljor.
Safflorolja har en låg gelpunkt, vilket gör den till en intressant olja att överväga för produktion av biodiesel. Men utbredd användning av safflor som bränslekälla kan begränsas av dess popularitet - eller avsaknad av sådan - i jordbruksvärlden. De 604 000 ton safflor som producerades över hela världen 2004 är små jämfört med majs- eller sojaproduktion, och det är en kraftig minskning från de 800 000 till 900 000 ton som vanligtvis produceras per år i mitten av 90-talet. Att anpassa safflorskörden för att möta efterfrågan på biobränsle skulle innebära att man vänder denna trend och producerar betydligt mer av denna uråldriga, mångsidiga växt [källa:Jimmerson].
Linfröolja, eller linfröolja, är ett bra exempel på mångsidigheten hos många vegetabiliska oljor med biobränslepotential. Träarbetare blandar denna olja med ett förtunningsmedel, som terpentin, och använder den inomhus för att konditionera möbler, inventarier och trägolv. Oljan tränger in i träet och förhindrar att det blir för torrt och spricker eller slits. Utomhus förhindrar en liknande behandling trä från att absorbera för mycket vatten, vilket skulle påskynda vittring och ruttna [källa:DIY].
Linolja utan förtunningsmedel har också visat sig vara ett värdefullt konserveringsmedel för människors hälsa. Liksom ett antal andra vegetabiliska oljor som nämns i den här artikeln verkar linolja sänka kolesterolet och främja hjärthälsa [källa:Ridges].
Växtfibrerna i lin används för att göra linne, vilket innebär att denna biobränslegröda kan användas för både fröns olja och stjälkarnas fibrer. Denna mångsidiga natur skulle kunna göra linolja till ett mer attraktivt biobränsle än andra grödor vars icke-frödelar saknar värdet av lin [källa:Shirke].
Sorghum är en av världens viktigaste spannmålsgrödor och en stor jordbruksexport för USA [källa:rådet]. Det används i livsmedel som sträcker sig från drycker till kakor och kakor, och den höga antioxidanthalten, glutenfria karaktären hos vissa sorter gör den till ett uppskattat spannmål för hälsomedvetna bagare.
Sorghum har också potential att bli en knockout av ett biobränsle. Olika stammar av spannmålen kan växa i en mängd olika klimat, och dess biokemiska sammansättning innebär att den kan bytas ut mot majs i etanolproduktionsprocesser. Forskare utvecklar hybridstammar av sorghum specifikt för produktion av biobränsle, så det är möjligt att E85:an du stoppar i din bensindrivna bils tank snart kan ha något gemensamt med melasskakan du köper i närbutiken [källa:Lau ].
OK, vatten är tekniskt sett inte ett biobränsle. Det är en livsviktig naturresurs utan vilken livet inte skulle existera. Men tack vare en bedrägligt enkel teknik kan vatten en dag bli en tänkbar källa till bränsle.
Den enkla elektrolysprocessen, där elektrisk ström passerar genom vatten, bryter vätskan i dess baselement:väte och syre [källa:Nave]. Väte är ett utmärkt bränsle - det bär tre gånger så mycket energi per pund bensin och förbränns utan de skadliga utsläppen av petroleumbränslen [källa:Stanford].
Men väteproduktion och lagring är problematisk. Att flytta stora mängder superlätt, mycket brännbar gas runt om i världen kan innebära stora säkerhetsproblem, och mängden väte som behövs för att driva en bil under en lång resa skulle kräva en opraktisk tung bränsletank för att hålla tillräckligt med bränsle ombord på ett säkert sätt [källa:Planet].
Vätgas är dock långt ifrån en förlorad sak. En teknik, som gjorts känd av den mystiska Garrett Water Carburetor, innebär att man monterar en väteproducerande cell på fordonet och kör den med elektricitet från motorns generator. Moderna versioner av denna idé sprutar in väte i bensindrivna motorer, vilket genererar renare utsläpp och bättre körsträcka. Tekniken har vissa kostnader, tillförlitlighet och utvecklingshinder att övervinna, men det är möjligt att en del av din bils närmaste framtida bränsle kommer från ditt hems tapp [källa:Brooks].
