Majsethanol: En sundhedsadvarsel

Skift fra benzin eller majsbaserede biobrændstoffer til celluloseholdig ethanol - lavet af stilke og stængler af planter - kunne have flere sundheds- og miljømæssige fordele end tidligere anerkendt, ifølge en undersøgelse af forskellige typer transportbrændstoffer.

En majs-ethanolfabrik i det vestlige New York State.

De miljø- og sundhedsomkostninger, der er forbundet med celluloseholdig ethanol, er mindre end halvdelen af ​​omkostningerne ved benzin og majsethanol, fandt undersøgelsen.

Analysen så på virkningerne af cellulose- og majsbaserede biobrændstoffer og benzin. Det tegnede sig for mange mulige påvirkninger, herunder dem fra den energi, der bruges i raffinaderier, de forurenende stoffer, der pumpes ud af bilers udstødningsrør, og konsekvenserne af at dyrke majs eller andre planter, der bruges til at fremstille biobrændstof.

Dette er den første undersøgelse, der ikke kun fokuserer på miljøpåvirkningerne af brændstoffer, som allerede har været genstand for betydelig undersøgelse og debat, men også på konsekvenserne for menneskers sundhed. Luftforurenende stoffer, der udledes som følge af brændstofproduktion og -forbrug, kan forårsage vejrtrækningsproblemer og forværre astma, og er blevet sat i forbindelse med for tidlig død.

Vi ville se, hvilke brændstoffer der er i samfundets interesse at udvikle, siger Jason Hill , bosiddende stipendiat ved University of Minnesota's Institut for Miljø og hovedforfatteren af ​​undersøgelsen, som blev offentliggjort online i Proceedings of the National Academy of Sciences den 2. februar.

Celluloseholdig ethanol var den klare vinder i analysen. At skifte til celluloseholdig ethanol fra benzin kunne reducere mængden af ​​forurenende stoffer, der udledes under brændstofproduktion og -forbrug, betydeligt, fandt Hill og hans kolleger. Ethanol brænder mere rent end benzin, og afgrøder, der dyrkes til at producere biobrændstof, optager også kuldioxid. Celluloseethanol er et bedre alternativ til majsethanol, fordi det kræver mindre gødning end majsethanol at producere, og der kræves ingen energi til varme på bioraffinaderier. Bioraffinaderier, der producerer celluloseholdig ethanol, genererer faktisk overskydende elektricitet ved at brænde lignin.

Biobrændstof produceret af majs har miljø- og sundhedsomkostninger, der er lig med eller større end benzin, afhængigt af om naturgas, kul eller majsovn bruges til at generere varme under produktionsprocessen, fandt undersøgelsen.

Resultaterne er ikke uventede, ifølge Roger sedjo , en senior stipendiat med Ressourcer til fremtiden , en nonprofit-gruppe, der udfører uafhængig forskning i miljø-, energi- og naturressourcespørgsmål. Men han tilføjer, at de er interessante og vigtige.

Lester Lave , til Carnegie Mellon University professor, der har skrevet meget om energiøkonomi, roser Hill og hans kolleger for deres indsats for at kvantificere brændstofpåvirkninger. Det er et modigt papir, siger han. Det gør et så godt stykke arbejde, som du kan gøre på dette tidspunkt.

For at estimere miljø- og sundhedsomkostningerne ved brændstofproduktion og -forbrug fokuserede Hill og hans kolleger på de to mest skadelige emissioner: fine partikler, som kan forværre lungesygdomme og har været forbundet med hjerteanfald hos mennesker med hjerteproblemer og drivhusgasser. . De brugte en analyse fra U.S. EPA til at tjene penge på sundhedsvirkningerne af fine partikler, herunder tabte arbejdsdage, hospitalsbesøg og tidlige dødsfald. De brugte også uafhængige estimater af CO2-reduktionsomkostninger, CO2-markedspriser og de sociale omkostninger ved kulstof til at beregne omkostningerne ved drivhusgasser.

Hill og hans kolleger beregnede emissionerne forbundet med en milliard-gallon stigning i ethanolproduktion og -forbrug eller den tilsvarende mængde benzin - omtrent det samme som stigningen i amerikansk benzinproduktion fra 2006 til 2007.

For benzin er de kombinerede klimaforandringer og sundhedsomkostninger ved denne stigning $469 millioner, konkluderede forskerne; for majsethanol varierer de fra $472 millioner til $952 millioner, afhængigt af produktionsmetoden; og for celluloseholdig ethanol er de mellem $123 millioner og $208 millioner, afhængigt af det plantemateriale, der bruges til at producere det.

Beviser mod majsethanol er blevet akkumuleret i de seneste år. Det kræver meget energi at dyrke majs og fermentere kernerne for at producere ethanol, og der produceres betydelige mængder drivhusgasser i processen. Hills analyse tyder på, at majsethanol også kan skabe flere sundhedsproblemer end benzin.

Imidlertid, Satish Joshi , miljøøkonom ved Michigan State University , der ikke var involveret i Hills undersøgelse, siger, at han endnu ikke ville udelukke majsethanol: Det er gennemprøvet, veletableret teknologi. Selvom Joshi siger, at han er glad for at se flere beviser for fordelene ved celluloseholdig ethanol, er det en nyere udvikling, og der er endnu ikke en måde at producere det økonomisk på. Omvendt har majs den længere historie og den etablerede produktionsbase ... Celluloseholdig ethanol er stadig teknologisk ubevist, siger Joshi.

Hills undersøgelse sammenlignede tre måder at fremstille ethanol på fra majs – ved hjælp af naturgas, kul eller majsovn til at generere varme på bioraffinaderier – og fire processer, der producerer celluloseholdig ethanol – fra majskomfur, switchgrass, præriegræsser eller Miscanthus , et højt flerårigt græs – og han siger, at resultaterne viser, hvor stor forskel produktionsmetoder kan gøre i de overordnede påvirkninger forbundet med brændstoffer.

Påvirkningerne forbundet med brændstoffer varierer afhængigt af, hvor brændstoffet produceres, fandt Hill. De sundhedsmæssige omkostninger forbundet med luftbårne partikler varierer betydeligt, siger han, afhængigt af atmosfæriske forhold og befolkningstæthed.

Måske er der en måde at rumligt lokalisere produktionen af ​​biobrændstof for at få maksimale sundhedsmæssige fordele ud af et skift fra benzin, siger Hill - noget, som han planlægger at undersøge.

Hans analyse antager for overskuelighedens skyld, at den ekstra majs eller andet plantemateriale, der er nødvendigt for at producere biobrændstof, dyrkes på græsarealer, der i øjeblikket er en del af U.S.A. Bevaringsreservationsprogram . Hill siger, at i virkeligheden vil øget biobrændstofproduktion sandsynligvis gribe ind i jord, der nu bruges til at producere andre afgrøder, hvilket udløser en kaskade af ændringer i arealanvendelsen. Hvis regnskove i andre lande ryddes for at gøre plads til afgrøder, for eksempel, kan virkningerne i form af klimaændringer ophæve fordelene ved at skifte til biobrændstof for at reducere udledningen af ​​drivhusgasser.

Ved at tage højde for sundhedskonsekvenserne af fine partikler, så Hill på en ekstra ting fra en enorm liste over mulige effekter, der også inkluderer erosion, pesticidforurening og olieudslip, siger Søren Andersen , en adjunkt ved Michigan State University , der fokuserer på biobrændstoffer som en del af sin forskning i energi- og miljøøkonomi. Den ekstra ting gjorde det klart, at majsethanol faktisk er værre end benzin, og celluloseholdig ethanol ser ud til at være bedre.

skjule