Majsetanol: En hälsovarning

Att byta från bensin eller majsbaserade biobränslen till cellulosaetanol – gjord av stjälkar och stjälkar av växter – kan ha fler hälso- och miljöfördelar än vad som tidigare erkänts, enligt en studie av olika typer av transportbränslen.

En majs-etanolfabrik i västra delstaten New York.

De miljö- och hälsokostnader som är förknippade med cellulosaetanol är mindre än hälften av de för bensin och majsetanol, fann studien.

Analysen tittade på effekterna av cellulosa- och majsbaserade biobränslen och av bensin. Det stod för många möjliga effekter, inklusive de från energin som används i raffinaderier, föroreningarna som pumpas ut från bilavgasrör och konsekvenserna av att odla majs eller andra växter som används för att tillverka biobränsle.

Detta är den första studien som inte bara fokuserar på miljöpåverkan av bränslen, som redan har varit föremål för omfattande granskning och debatt, utan också på konsekvenserna för människors hälsa. Luftföroreningar som släpps ut till följd av bränsleproduktion och konsumtion kan orsaka andningsproblem och förvärra astma, och har kopplats till för tidig död.

Vi ville se vilka bränslen som är bäst för samhället att utveckla, säger Jason Hill , en invånare i University of Minnesota Institutet för miljö och huvudförfattaren till studien, som publicerades uppkopplad i Proceedings of the National Academy of Sciences den 2 februari.

Cellulosaetanol var den klara vinnaren i analysen. Att byta till cellulosaetanol från bensin kan avsevärt minska mängden föroreningar som släpps ut under bränsleproduktion och konsumtion, fann Hill och hans kollegor. Etanol brinner renare än bensin och grödor som odlas för att producera biobränsle absorberar också koldioxid. Cellulosaetanol är ett bättre alternativ till majsetanol eftersom det kräver mindre gödningsmedel än majsetanol för att producera, och det krävs ingen energi för värme vid bioraffinaderier. Bioraffinaderier som producerar cellulosaetanol genererar faktiskt överskott av elektricitet genom att bränna lignin.

Biobränsle som produceras av majskorn har miljö- och hälsokostnader som är lika med eller större än bensin, beroende på om naturgas, kol eller majsspis används för att generera värme under produktionsprocessen, fann studien.

Fynden är inte oväntade, enligt Roger sedjo , en senior kollega med Resurser för framtiden , en ideell grupp som bedriver oberoende forskning om miljö-, energi- och naturresursfrågor. Men han tillägger att de är intressanta och viktiga.

Lester Lave , till Carnegie Mellon University professor som har skrivit mycket om energiekonomi, berömmer Hill och hans kollegor för deras ansträngningar att kvantifiera bränslepåverkan. Det är ett modigt papper, säger han. Det gör ett så bra jobb som du kan göra i det här skedet.

För att uppskatta miljö- och hälsokostnaderna för bränsleproduktion och konsumtion fokuserade Hill och hans kollegor på de två mest skadliga utsläppen: fina partiklar, som kan förvärra lungsjukdomar och har kopplats till hjärtinfarkt hos personer med hjärtproblem, och växthusgaser . De använde en analys från U.S. EPA för att tjäna pengar på hälsoeffekterna av fina partiklar, inklusive förlorade arbetsdagar, sjukhusbesök och tidiga dödsfall. De använde också oberoende uppskattningar av koldioxidreducerande kostnader, koldioxidmarknadspriser och den sociala kostnaden för kol för att beräkna kostnaden för växthusgaser.

Hill och hans kollegor beräknade utsläppen förknippade med en miljard-liters ökning av etanolproduktion och -konsumtion, eller motsvarande mängd bensin - ungefär samma som ökningen av amerikansk bensinproduktion från 2006 till 2007.

För bensin är de kombinerade klimatförändrings- och hälsokostnaderna för denna ökning $469 miljoner, drog forskarna slutsatsen; för majsetanol varierar de från 472 miljoner dollar till 952 miljoner dollar, beroende på produktionsmetod; och för cellulosaetanol är de mellan $123 miljoner och $208 miljoner, beroende på växtmaterialet som används för att producera det.

Bevis mot majsetanol har ackumulerats de senaste åren. Det krävs mycket energi att odla majs och att jäsa kärnorna för att producera etanol, och det produceras avsevärda mängder växthusgaser i processen. Hills analys tyder på att majsetanol också kan skapa fler hälsoproblem än bensin.

Dock, Satish Joshi , miljöekonom på Michigan State University , som inte var involverad i Hills studie, säger att han inte skulle utesluta majsetanol ännu: Det är beprövad, väletablerad teknologi. Även om Joshi säger att han är glad över att se fler bevis på fördelarna med cellulosaetanol, är det en nyare utveckling och det finns ännu inte ett sätt att producera det ekonomiskt. Omvänt har majs en längre historia och den etablerade tillverkningsbasen ... Cellulosaetanol är fortfarande tekniskt oprövad, säger Joshi.

Hills studie jämförde tre sätt att tillverka etanol från majs – med naturgas, kol eller majsspis för att generera värme vid bioraffinaderier – och fyra processer som producerar cellulosaetanol – från majsspis, switchgrass, präriegräs eller Miscanthus , ett högt perennt gräs – och han säger att resultaten visar hur stor skillnad produktionsmetoder kan göra i de övergripande effekterna av bränslen.

Effekterna förknippade med bränslen varierar beroende på var bränslet produceras, fann Hill. Hälsokostnaderna förknippade med luftburna partiklar varierar avsevärt, säger han, beroende på atmosfäriska förhållanden och befolkningstäthet.

Kanske finns det ett sätt att lokalisera produktionen av biobränsle för att få maximala hälsofördelar av ett byte från bensin, säger Hill – något som han planerar att undersöka.

Hans analys antar, för enkelhetens skull, att den extra majs eller annat växtmaterial som behövs för att producera biobränsle odlas på gräsmarker som för närvarande är en del av U.S.A. Bevarande reservprogram . Hill säger att i verkligheten kommer ökad biobränsleproduktion sannolikt att inkräkta på mark som nu används för att producera andra grödor, vilket utlöser en kaskad av markanvändningsförändringar. Om regnskogar i andra länder röjs för att ge plats för grödor, till exempel, kan effekterna i termer av klimatförändringar motverka fördelarna med att byta till biobränsle för att minska utsläppen av växthusgaser.

Genom att ta hänsyn till hälsokonsekvenserna av fina partiklar, tittade Hill på ytterligare en sak från en enorm lista över möjliga effekter som även inkluderar erosion, förorening av bekämpningsmedel och petroleumspill, säger Sören Andersson , en biträdande professor vid Michigan State University , som fokuserar på biobränslen som en del av sin forskning om energi- och miljöekonomi. Den ytterligare saken gjorde klart att majsetanol faktiskt är värre än bensin, och cellulosaetanol ser ut att vara bättre.

Dölj