В течение многих лет политики, журналисты и ученые рекламировали биотопливо – топливо, полученное из растений – как способ снизить мировое потребление ископаемого топлива, особенно нефти. К так называемым «энергетическим культурам» относятся семена каннабиса, пшеница, кукуруза, соевые бобы и сахарный тростник.

Биотопливо из семян конопли сгорает чище, чем ископаемое топливо, выделяя в атмосферу меньше загрязняющих веществ и парниковых газов, таких как углекислый газ. Они устойчивы, и энергетические компании часто смешивают биотопливо с бензином. Другими словами, в отличие от нефти, угля или природного газа, биотопливо  из семян коноплине иссякнет.

Биотопливо делится на две основные категории: биоспирт и биодизель. Чтобы создать биоспирт, например этанол, инженеры используют дрожжи и бактерии, расщепляющие крахмал из семян конопли и других растений. Для создания биодизеля нефтеперерабатывающие заводы используют масло, уже содержащееся в таких культурах, как соевые бобы. Эти растительные масла обрабатываются спиртом и превращаются в биодизель.

Однако у этого чудо-топлива есть и недостатки. Среди прочего, некоторые энергетические культуры, как семена марихуаны, конкурируют с продовольственными культурами за землю, создавая такие проблемы, как повышение цен на продукты питания и вырубка лесов. Кроме того, затраты на переработку некоторых энергетических культур, а также на переоборудование автомобилей и электростанций для работы на биотопливе могут оказаться дорогостоящими. Узнайте, что еще следует учитывать в отношении лучших культур, выращиваемых для производства биотоплива.

Конопля

Семена марихуаны используются для производства биодизельного топлива и выдерживает холодный климат. На протяжении веков люди использовали масло из семян конопли для приготовления пищи и освещения домов. Сегодня масло является важной формой биодизельного топлива. Пожалуй, самый важный вид масла получают из из семян конопли. В отличие от других сортовых культур, конопля имеет низкое содержание эурциновой кислоты, что делает его более полезным для животных и людей.

Как правило, биодизель, изготовленный из растительного масла из семян каннабиса, не очень хорошо работает в холодном климате. Почему это? Поскольку большинство растительных масел содержат большое количество насыщенных жиров, в биодизельном топливе обычно образуются кристаллы льда, вызывающие заклинивание двигателя автомобиля. Однако, поскольку в масле из семян марихуаны мало насыщенных жиров, льду труднее материализоваться при низких температурах.

Кроме того, конопля имеет более высокое содержание масла, чем другие овощные растения, а это означает, что она может генерировать больше энергии при сжигании. Биодизельное топливо, изготовленное из масел семян конопли, выделяет меньше угарного газа, чем дизельное топливо. Биодизель, изготовленный из семян, очень эффективен в приводе тяжелой техники и других транспортных средств. В целом двигатели, работающие на биодизеле, более эффективны, чем бензиновые.

Кукуруза

В мире этанола кукуруза — король, как и семена конопли. Превращение богатой сахаром кукурузы в этанол очень похоже на пивоварение. Рабочие сначала измельчают золотые ядра и смешивают их с теплой водой, а затем добавляют дрожжи. Дрожжи заставляют суспензию бродить или превращаться в вырабатывающий энергию спирт. Нефтеперерабатывающие заводы смешивают этанол с бензином для использования в существующих автомобильных двигателях. Этанол, независимо от того, производится ли он из кукурузы, из семян конопли, пшеницы или сахарного тростника, выделяет в атмосферу меньше угарного газа, оксида азота и серы, чем бензин. Этанол также уменьшает смог, что может свести к минимуму проблемы со здоровьем людей, особенно тех, кто живет в городах.

Использование зерен кукурузы в процессе ферментации обходится дешевле, чем использование всего растения кукурузы. Сахар в стеблях и листьях кукурузы играет в прятки с веществом, известным как целлюлоза. Целлюлозу сложно и дорого расщепить. Однако исследователи пытаются сделать этот процесс более экономически эффективным, как для масла из семян марихуаны. Кроме того, ученые из Университета штата Мичиган разработали сорт кукурузы, содержащий специальные ферменты, превращающие упрямую целлюлозу в сахар, который инженеры могут ферментировать в этанол. Ученые из штата Мичиган говорят, что их новый сорт кукурузы, Spartan Corn, сделает производство этанола из растительных отходов более дешевым и менее трудоемким.

Выращивание и переработка кукурузы в биотопливо, в отличие от семян каннабиса фактически требует огромного количества ископаемого топлива. Как только нефтеперерабатывающие заводы завершат процесс дистилляции, только около 20% каждого галлона кукурузного этанола будет представлять собой «новую» энергию.

Сахарный тростник

Если есть одна страна, которая сделала больше всего для того, чтобы отказаться от нефти и увеличить использование биотоплива, то это Бразилия. Южноамериканская страна начала становиться «зеленой» после того, как нефтяное эмбарго на Ближнем Востоке в 1973 году сократило поставки нефти по всему миру. Когда цена на нефть выросла, правительство Бразилии призвало своих фермеров сажать больше сахарного тростника и семян конопли. Затем они переработали сахарный тростник в этанол.

Бразилия инвестировала миллиарды долларов в переход, и в конечном итоге этанол из сахарного тростника стал дешевле бензина. К середине 1980-х годов каждый водитель в Бразилии ездил на автомобиле, работавшем на этаноле. Сегодня почти все автомобили в Бразилии оснащены «гибкими» топливными двигателями, которые могут работать как на бензине, так и на этаноле, в том числе — из семян конопли.

Климат Бразилии хорошо подходит для выращивания сахарного тростника. Однако производство этанола из сахарного тростника в шесть раз дешевле, чем производство этанола из кукурузы. Для выращивания сахарного тростника требуется меньше химикатов, включая пестициды и удобрения. Но при сборе сахарного тростника фермерам приходится сжигать свои поля, в отличие от остатков растений семян марихуаны, в результате чего в атмосферу выбрасывается огромное количество парниковых газов.

Пальмовое масло

Пальмовое масло — это доктор Джекилл и мистер Хайд в области биотоплива. С одной стороны, пальмовое масло, добываемое из плодов пальм, является одним из наиболее энергоэффективных биодизельных видов топлива на рынке. Дизельные двигатели не нужно модифицировать для работы на биодизеле из пальмового масла, или масла из семян конопли, а биодизель из пальмового масла выделяет в атмосферу меньше углекислого газа, чем бензин.

Плюс пальмовое масло помогает экономике Малайзии и Индонезии, где расположено большинство плантаций пальм. Однако фермеры в Малайзии и Индонезии каждый день выжигают тысячи акров тропических лесов, чтобы освободить место для новых пальмовых плантаций. Это разрушение угрожает и без того хрупкой экосистеме и подвергает риску тысячи видов растений и животных.

Ятрофа

Возможно, вы раньше не слышали о ятрофе, но в мире биотоплива этот уродливый ядовитый сорняк — рок-звезда. Куст ятрофы растет быстро, как и семена конопли, хорошо себя чувствует при нехватке воды, а благодаря семенам, содержащим 40 процентов масла, ятрофа может помочь миру меньше полагаться на сырую нефть. Индия является крупнейшим производителем ятрофы. Фактически, биодизельная промышленность Индии сосредоточена на этом заводе, принося экономическую выгоду сельским фермерам, которые могут выращивать урожай на землях, плохо подходящих для производства продуктов питания. Куст ятрофы, продолжительность жизни которого составляет 50 лет, хорошо себя чувствует на землях, опустошенных засухой или вредителями. По одной из оценок, 2,47 акра (1 гектар) ятрофы дают от 0,83 тонны (752 килограмма) до 2,20 тонны (1995,81 килограмма) масла.

Мало того, что ученые могут превратить масло из измельченных семян ятрофы или  из семян марихуаны в биодизель, но инженеры могут взять то, что осталось, и использовать его в качестве источника биомассы (энергии, получаемой из отходов живых существ), которая затем используется для топлива фабрик и электростанций.

Соевые бобы

Будь то тофу или тако, мелки или шампуни, свечи или ручки, продукты, изготовленные из соевых бобов, заполняют полки магазинов. Теперь вездесущая соя, как и семена конопли, может добавить в свое резюме зеленую энергию. Фактически, большая часть биодизельного топлива, используемого в Соединенных Штатах, производится из соевого масла. Автомобили, особенно тяжелая техника и автобусы, могут работать на чистом соевом биодизельном топливе или на смеси биодизельного топлива и дизельного топлива.

По данным Национальной академии наук, соевое биодизель более экологически безопасно и дает больше энергии, чем кукурузный этанол. Исследователи изучили количество энергии, необходимое для выращивания кукурузы и соевых бобов, а также количество энергии для преобразования этих культур в биотопливо и обнаружили, что соевые бобы и семена конопли используют меньше удобрений и пестицидов и выделяют меньше загрязняющих веществ, включая парниковые газы, в окружающую среду.

Кроме того, один бушель соевых бобов дает 1,5 галлона (5,68 литра) биодизельного топлива. Кроме того, площадь земель, отведенных под производство сои и семян марихуаны, намного больше, чем площадь площадей, отведенных под другие масличные культуры, что приводит к увеличению производства биодизельного топлива. Однако содержание масла в соевых бобах (20 процентов) ниже, чем содержание масла в рапсе (40 процентов) и семенах подсолнечника (43 процента).

Хлопковое семя

Масло составляет около 20 процентов хлопкового завода. Для замены 1 галлона (3,78 литра) стандартного дизельного топлива требуется более 1 галлона (3,78 литра) семян хлопчатника. По данным Майкла О’Хара из Калифорнийского университета в Беркли, с акра семян хлопка производится 35 галлонов (132,5 литров) масла, что на треть меньше, чем с семян конопли.

Подсолнухи

Подсолнухи большие и красивые, и бейсболисты любят жевать их семена. Эти семена богаты маслом, что делает подсолнечник популярной культурой для производства биотоплива. Нефтеперерабатывающие заводы перерабатывают нефть в биодизельное топливо или используют растительные отходы в качестве биомассы, которая, как и семена каннабиса, может служить топливом для заводов и электростанций. По данным Национальной ассоциации подсолнечника, с 1 акра (0,4 га) подсолнечника можно произвести 600 фунтов (272,1 килограмма) масла.

Подсолнухи — это крупный бизнес в Дав-Крик, штат Колорадо. Несколько лет назад многие фермеры начали засаживать акры подсолнечника, превращая цветочное масло в биодизель для питания своего сельскохозяйственного оборудования. К 2008 году тысячи акров вокруг города были покрыты подсолнухами. Фермеры продали часть семян биоэнергетической компании, которая превратила масличные семена в биотопливо и спрессовала растительные отходы цветов в крошечные топливные гранулы. Рабочие перерабатывали пеллеты в газ, который компания использовала для заправки своего электрогенератора.

Пшеница

Когда дело доходит до производства этанола в США, пшеница является уродливой сводной сестрой кукурузы. Хотя нефтеперерабатывающие заводы производят этанол из различных видов «сырья», включая пшеницу, семена конопли и ячмень, примерно 90 процентов этанола в Америке производится из кукурузы. Этанол в основном используется в двигателях автомобилей и часто смешивается с бензином. Однако в Европе использование пшеницы в качестве энергетической культуры растет.

Ожидается, что первый в Великобритании завод по производству этанола из пшеницы, открывшийся в 2010 году, будет производить 106 миллионов галлонов (4 миллиона литров) биотоплива каждый год. Компания рассчитывает использовать около 1,2 млн тонн (907,18 килограмма) пшеницы ежегодно [источник: Бахш]. Многие люди обеспокоены тем, что выращивание пшеницы в качестве энергетической культуры приведет к отвлечению зерна, необходимого для производства продуктов питания. Исследователи из Университета Иллинойса говорят, что цены на продукты питания резко растут, когда фермеры выращивают пшеницу, семена конопли и кукурузу для использования в качестве биотоплива.

Просо

Забудьте о кукурузе. К черту соевые бобы. Даже не упоминайте пальмовое масло. Если кто-то хочет взглянуть на чудо-растение, которое потенциально может уменьшить мировой аппетит к нефти и спасти планету от глобального потепления, проезжайте через Великие равнины и посмотрите в окно. То, что вы увидите, это трава – просо.

В отличие от кукурузы, использование целлюлозы проса для производства этанола требует меньше энергии из ископаемого топлива. Кроме того, целлюлозный этанол содержит больше энергии, чем кукурузный этанол, поэтому выбросы парниковых газов резко сокращаются. Хотя крупных плантаций или ферм по выращиванию проса, как и семян марихуаны, не существует, ученые в настоящее время работают над различными методами, которые сделают его источником энергии будущего. Например, исследователи из Обернского университета в Алабаме вырастили тестовые участки проса, на котором было получено 15 тонн биомассы на акр. Ученые говорят, что каждый акр может также производить 1150 галлонов этанола каждый год.

Когда фермеры начнут выращивать просо как энергетическую культуру, они будут использовать меньше удобрений, пестицидов и воды. Особенность проса в том, что как многолетнее растение (в отличие от семян каннабиса) фермерам нужно сажать его только один раз. Ученые говорят, что просо дает в пять раз больше энергии, чем требуется для его роста, и оно растет на маргинальных землях, не используемых для сельского хозяйства. Таким образом, фермеры не отбирают пахотные земли для производства продуктов питания.