فيديو: كيف فشل برنامج حكومي للحصول على الإيثانول من النباتات
كان برنامج الحزبين الذي استمر عقدًا من الزمن يهدف إلى تقليل الاعتماد على الإيثانول من المحاصيل الغذائية.
لقد فشل البرنامج الأكثر طموحًا في البلاد للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من البنزين على الرغم من جهود الحزبين التي استمرت 11 عامًا والتي كلفت دافعي الضرائب والشركات المليارات.
في حين أن الجهود المبذولة لإنتاج الإيثانول السليلوزي من نفايات الأخشاب والنباتات كانت تهدف إلى تقليل اعتماد الولايات المتحدة على الإيثانول المصنوع من الذرة ومصادر الغذاء الأخرى ، فقد أدى ذلك بالفعل إلى زيادته.
كانت تلك النتائج التي قدمتها وكالة حماية البيئة بهدوء إلى الكونجرس في وقت سابق من هذا الشهر وسط اضطراب رحيل المدير السابق سكوت برويت.
يشكو بعض خبراء الصناعة من أن القرارات التنظيمية المعيبة لوكالة حماية البيئة في ظل برويت لعبت دورًا رئيسيًا في الفشل ، لكن مشاكل الإيثانول السليولوزي تبلورت خلال إدارتين سابقتين حيث واجهت الشركات التحديات العلمية والاقتصاديات المتغيرة التي جعلت الوقود مكلفًا للغاية لإنتاج الحجم.
لقد بدأ كهدف في إدارة جورج دبليو بوش لإنتاج ما يصل إلى 16 مليار جالون من الإيثانول السليلوزي بحلول عام 2017. وكان من المفترض أن يخفض الغازات المسببة للاحتباس الحراري بنسبة تصل إلى 90 في المائة ، مقارنة بالبنزين "المعاد صياغته" ، والذي يحتوي عادةً على 10 في المائة من الإيثانول. ما خرج من خطوط الأنابيب العام الماضي ، وفقًا لبيان صادر عن ديريك مورغان ، نائب الرئيس الأول لشركة American Fuel & Petrochemical Manufacturers ، كان مجرد هزيلة: 10 ملايين جالون.
وأشار مورجان إلى أنه "من منظور المنظور ، كان هذا وقودًا كافيًا لتلبية ما يقرب من 40 دقيقة من استهلاك الوقود في الولايات المتحدة العام الماضي" ، مؤكدًا أن "شروط استخدام الوقود الحيوي السليلوزي" التي حددتها وكالة حماية البيئة بموجب قانون عام 2007 "لا يمكن تحقيقها". وألقى باللوم على "مجموعة من تحديات السوق والتكنولوجيا والتكلفة واللوجستيات". تستخدم الولايات المتحدة ما يقرب من 200 مليار جالون من وقود النقل كل عام.
خلص تقرير وكالة حماية البيئة إلى الكونجرس إلى أن "حبوب الذرة وفول الصويا لا تزال إلى حد بعيد المواد الأولية السائدة لإنتاج الوقود الحيوي" ، مشيرًا إلى أن هذه المحاصيل لها "تأثيرات بيئية ضارة والحفاظ على المصادر".
وصف تقرير وكالة حماية البيئة ، الذي تم تكليفه من قبل الكونجرس ، المشكلات التي تم تمرير قانون 2007 ، المسمى قانون استقلال وأمن الطاقة ، لتجنبها. لكن في العقد الذي تلا تمرير القانون ، ارتفعت المساحات المزروعة بفول الصويا والذرة ، مدفوعة جزئيًا بالمتطلبات المنصوص عليها بموجب القانون لإنتاج المزيد من الإيثانول ، وفقًا لوكالة حماية البيئة.
في عام 2006 ، أصبح الإيثانول السليلوزي كلمة رنانة بين المجموعات البيئية الأمريكية. كانوا قلقين بشأن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من مرافق الإيثانول التقليدية والضغط المتزايد على الأرض لزراعة المنتجات الغذائية للوقود. في أبريل من ذلك العام ، وجد حل محتمل طريقه إلى رسالة الرئيس بوش عن حالة الاتحاد: "نحن نعمل على بحث قوي لاكتشاف الإيثانول السليلوزي الذي يمكن صنعه من رقائق الخشب أو سيقان الذرة أو التبديل نجيل.".
وأكد بوش: "من المنطقي أن تنفق هذه الحكومة الأموال على التنمية لإيجاد مصادر بديلة للطاقة".
كانت النتيجة قانونًا ، تديره وكالة حماية البيئة ، مع زيادة التفويضات السنوية للإيثانول السليلوزي. لكنها احتوت على مزيج من التعريفات المربكة والتنازلات والإجراءات الأخرى الممكنة. يقول اثنان من المديرين التنفيذيين لاتحادات تجارية إن المنظمين في ظل برويت استخدموهما لإبطاء البرنامج.
قال مايكل ماك آدامز ، رئيس اتحاد الوقود الحيوي المتقدم: "برويت هو أسوأ شيء حدث لي خلال 12 عامًا كنت أدير هذه الجمعية". "في وقت من الأوقات ، قمت بتمثيل 65 من أروع الشركات في العالم التي صنعت الوقود الحيوي المتقدم ، ومعظمها الآن عاطل عن العمل. أنا أقل من خمسة منهم ".
يقوم ثلاثة من الناجين ببناء مصانع لإنتاج الإيثانول السليلوزي في الولايات المتحدة. اختار اثنان آخران بناء مصانع في الصين والسويد لتجنب ما اعتبروه مثبطات في الولايات المتحدة. لا يزال البعض الآخر يكافح من أجل البقاء من خلال بيع المنتجات الثانوية غير الوقودية التي تم اكتشافها أثناء أبحاثهم ، مثل إضافات التربة أو مستحضرات التجميل.
عانت العديد من الشركات من حالات إفلاس مؤلمة. كان جزء من مشكلتهم هو طفرة الولايات المتحدة في إنتاج النفط بسبب تقنية التكسير الهيدروليكي التي أدت إلى انخفاض سعر النفط التقليدي. قال ماك آدامز في مقابلة إن طفرة النفط كانت "قصة هائلة للولايات المتحدة ، لكن ما لم تتناوله تلك القصة هو تغير المناخ".
كانت الفكرة وراء قانون الطاقة الفيدرالي هي توفير ائتمانات تسمى أرقام التعريف المتجددة (RINs) للشركات التي تنتج الإيثانول السليلوزي بموجب التفويضات. يتعين على الشركات التي لم تنتج المنتج الجديد شراء RINs. لكن في ظل برويت ، ضاعفت وكالة حماية البيئة ثلاث مرات عدد الإعفاءات "المشقة" التي تعفي المصافي من القانون ، في عملية سرية كانت "تعسفية ومتقلبة" ، وفقًا لدعوى رفعتها مجموعة ماك آدامز ضد وكالة حماية البيئة.
حدد موظفو وكالة حماية البيئة الإيثانول المصنوع من أعواد الذرة كوقود حيوي واعد من السليلوز ، وقدر تقرير من مختبرات سانديا الوطنية أن الولايات المتحدة يمكن أن تنتج 75 مليار جالون من الوقود الحيوي السليلوزي سنويًا بما يكفي لتلبية أكثر من نصف الطلب على البنزين في البلاد.
لكن طلبات الحصول على RINs كانت "تتأخر بسبب الروتين" في وكالة حماية البيئة ، كما اشتكى بروك كولمان ، المدير التنفيذي لاتحاد تجاري آخر ، مجلس الأعمال المتقدم للوقود الحيوي. وأدلى بشهادته أمام لجنة فرعية للطاقة والتجارة في مجلس النواب الشهر الماضي.
وقال إن النتيجة كانت "نبوءة تتحقق من تلقاء نفسها" أعاقت دخول الإيثانول السليلوزي إلى سوق البنزين في وقت يقترب فيه الطلب على البنزين من مستويات قياسية. وردا على سؤال حول شهادة كولمان ودعوى ماك آدامز ، رفض متحدث باسم وكالة حماية البيئة التعليق.
يتكون الإيثانول السليلوزي من اللجنين ، وهو جزء من الهيكل الخلوي الصلب الذي يمنح النباتات والأشجار صلابة. هناك طرق واعدة لاستخدام الكائنات الحية التي تنتج الإنزيمات لتحطيم هذا الهيكل الخلوي واستخراج السكر لصنع وقود منخفض الكربون. وفقًا لقواعد وكالة حماية البيئة ، يمكن فقط للكائنات الحية المشتقة من الطحالب وليس البكتيريا الحصول على أرصدة RIN ، وفقًا لما ذكره ماك آدامز.
وقال إن قواعد وكالة حماية البيئة متوترة أيضًا بشأن توفير ائتمانات لعمليات تستخدم نفايات الخشب. تتطلب القواعد من المنتجين تتبع وتحديد مصدر نفايات الأخشاب ورفض دعم النفايات المشتقة من لب الخشب. وقال إن ذلك أدى إلى ثني أحد أعضاء ماك آدامز عن بناء مصنع في ولاية ماين.
بدلاً من ذلك ، ذهبت إلى السويد ، حيث كان هناك المزيد من الدعم وكانت هناك قيود أقل. قدم ماك آدامز ، الذي أعاد تزويد منظمته بأعضاء يصنعون أنواعًا أخرى من الوقود الحيوي ، مثل زيت الديزل المتجدد ، الكونجرس قائمة تضم 21 تعديلاً مقترحًا على قانون الولايات المتحدة لجعل الإيثانول السليلوزي أسهل.
أعلن اثنان من الديمقراطيين ، السناتور توم أودال من ولاية نيو مكسيكو والنائب بيتر ويلش من ولاية فيرمونت ، بعد ظهور تقرير وكالة حماية البيئة إلى الكونجرس أنه ينبغي توضيح القانون الحالي لأنه أدى إلى "مجموعة من الآثار البيئية الضارة".
للحفاظ على تفويضات الإيثانول السليلوزي من انتهاء الصلاحية في عام 2022 ، "يجب على أعضاء الكونجرس وأصحاب المصلحة من جميع جوانب هذه القضية أن يجتمعوا لضمان أن يكون للوقود المحلي مستقبل قوي في الاقتصاد الأمريكي" ، على حد قولهم.
بدون اتخاذ إجراء من الكونجرس ، قد يعتمد مستقبل الإيثانول السليلوزي على إيجاد طرق أرخص وأسرع لصنعه. في الآونة الأخيرة ، أعلن العلماء في المعمل الوطني للطاقة المتجددة (NREL) التابع لوزارة الطاقة في غولدن ، كولورادو ، عن إنجازين.
يستخدم أحدهم التلاعب الجيني للبكتيريا لإنتاج سلالات مختلفة تستطيع إنزيماتها تكسير خلايا اللجنين بسرعة أكبر. آخر هو اكتشاف عائلة جديدة من الإنزيمات التي تبشر باستخراج المواد الخام من أنواع مختلفة من اللجنين لصنع منتجات قيمة مثل النايلون والبلاستيك وأنواع مختلفة من الوقود وألياف الكربون - المواد المشتقة حاليًا من البترول.
اللجنين متوفر بكثرة ورخيصة ولديه القدرة على صنع منتجات تنبعث منها كميات صغيرة نسبيًا من غازات الاحتباس الحراري. وفقًا لإحدى الدراسات التي أجرتها وزارة الطاقة ، يمكن لبعض أنواع الإيثانول المصنوعة من الذرة أو فول الصويا أن تقلل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بنسبة تصل إلى 40 بالمائة ، لكن الوقود الذي يعتمد على السليلوز يمكن أن يدفع التخفيض إلى أكثر من 90 بالمائة.
يتمثل التحدي الكيميائي الأكبر في تنوع بنية اللجنين بين النباتات المختلفة ، حتى في نفس النوع. أوضح جريج بيكهام ، وهو أحد أعضاء فريق العلماء الذين يعملون على هذه المشكلة في NREL ، في مقابلة أن الميكروبات والإنزيمات التي تصنعها الطبيعة الأم تكسر اللجنين ، لكن العملية تستغرق شهورًا أو سنوات. يحاول العلماء تسريع العملية باستخدام ما يسمى بالمفاعلات الحيوية التي تستخدم الضغط ودرجات الحرارة المرتفعة. يبحث الفريق أيضًا عن الكائنات الحية التي يمكنها تحطيم اللجنين.
في الوقت الحالي ، يجب فتح قفل المواد الخام لكل منتج بشكل مختلف. الولايات المتحدة ليست وحدها في مواجهة هذا اللغز ، الذي يسميه بيكهام "عدم التجانس الهائل".
تركز المختبرات في أوروبا وآسيا أيضًا على ذلك. وتوقع بيكهام: "لدينا هذه المجموعة الهائلة من اللجنين المتنوع بشكل متبادل والذي لا نفهمه تمامًا ، ولكن هناك ذهب في تلالهم".
