바이오 연료 관련 문제
Issues relating to biofuels바이오 연료의 생산과 사용에는 다양한 사회적, 경제적, 환경적, 기술적 문제가 있으며, 이는 대중 매체 및 과학 저널에서 논의되어 왔다.여기에는 유가 완화의 영향, "식량 대 연료" 논쟁, 빈곤 감소 가능성, 탄소 배출 수준, 지속 가능한 바이오 연료 생산, 삼림 벌채와 토양 침식, 생물 다양성의 손실, 수자원에 대한 영향, 에너지 균형과 효율이 포함된다.다양한 자원 관련 주제에 대한 독립적인 과학적 평가와 전문가의 조언을 제공하는 국제자원 패널은 자원의 지속 가능한 생산과 사용을 위한 첫 번째 보고서에서 바이오 연료 사용과 관련된 문제를 평가했다. 바이오 [1]연료 평가한 바이오 연료를 다른 바이오 연료보다 추구하는 것의 상대적 장점을 결정할 때 고려해야 할 더 광범위하고 상호 연관성이 있는 요소들을 개략적으로 설명했다.그것은 모든 바이오 연료가 기후, 에너지 안보 및 생태계에 미치는 영향 측면에서 동등하게 수행되지는 않는다고 결론지었으며, 환경 및 사회적 영향은 전체 수명 주기 동안 평가되어야 한다고 제안했다.
사회적, 경제적 효과
유가 조정
국제에너지기구(IEA)의 2006년 세계에너지전망(World Energy Outlook)은 석유 수요 증가를 억제하지 않으면 소비국들의 심각한 공급 차질과 이에 따른 가격 충격에 대한 취약성을 부각시킬 것이라고 결론지었다.보고서는 바이오 연료는 언젠가 실행 가능한 대안을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 "세계 안보와 경제, 환경 및 공중 보건에 대한 바이오 연료의 사용의 영향을 더 평가할 필요가 있다"[2]고 제안했다.
메릴린치의 상품 전략가인 프란시스코 블랜치에 따르면 바이오 [3]연료가 없었다면 원유는 15퍼센트 상승했을 것이고 휘발유는 25퍼센트나 더 비쌀 것이라고 한다.캐나다 재생 연료 협회의 고든 콰이티니 회장은 대체 에너지원의 건전한 공급이 휘발유 가격 [4]폭등을 막는 데 도움이 될 것이라고 주장했다.
"식량 대 연료" 토론
식량 대 연료는 바이오 연료 생산을 위해 농지나 농작물을 전환하여 전 세계적으로 식량 공급을 저해하는 위험에 관한 논쟁이다.본질적으로 논의는 농부들이 종종 정부 보조금 인센티브를 통해 이러한 작물의 생산을 늘림으로써,[5] 그들의 시간과 땅이 생산 감소로 인해 비 바이오 연료 작물의 가격을 상승시키는 다른 유형의 비 바이오 연료 작물로부터 옮겨질 가능성을 언급하고 있다.따라서, 옥수수와 카사바와 같은 식량 주식에 대한 수요가 증가하고 있을 뿐만 아니라, 이것은 또한 이러한 사람들이 식단을 보충하기 위해 이용해야 할 남은 농작물의 가격을 올릴 수 있는 잠재력을 가지고 있다.국제무역지속가능개발센터(International Center for Trade and Sustainable Development)의 최근 연구에 따르면 미국에서는 시장 주도형 에탄올의 확대가 2004년 수준에서 [5]에탄올 생산이 동결되었을 때의 가격과 비교하여 2009년에 옥수수 가격을 21% 인상했다.2011년 11월 연구에 따르면 바이오 연료, 바이오 연료의 생산 및 보조금이 농산물 가격 [6]충격의 주요 원인이라고 한다.반론에는 바이오 연료에 사용되는 옥수수의 종류, 종종 인간이 소비하기에 적합하지 않은 밭 옥수수, 에탄올에 사용되는 옥수수의 부분, 녹말 부분, 그리고 옥수수와 곡물의 높은 가격이 이러한 제품에 대한 정부 복지에 미치는 부정적인 영향에 대한 고려가 포함된다."식량 대 연료" 또는 "식량 또는 연료" 논쟁은 국제적으로 논란이 되고 있으며, 이것이 얼마나 중요한지, 무엇이 원인인지, 그 효과는 무엇인지, 그리고 그것에 [7][8][9][10]대해 무엇을 할 수 있는지 또는 무엇을 해야 하는지에 대한 의견 불일치를 가지고 있다.세계는 에너지, 식량, 환경 등 세 가지 세계적 위기에 직면해 있다.레크리에이션의 경향이나 인구 증가의 경향의 변화는 이들 각각에 영향을 미칠 수 있다.세계 인구를 늘림으로써 에너지와 식량 수요의 비율도 증가할 것이다.따라서 이 두 가지 에너지 및 식품 산업이 공급을 완료할 수 있습니다.바이오 연료 생산, 특히 부족 지역에서 바이오 연료 생산을 위해 기술을 개발하고 식량 작물을 활용하는 것은 식품과 바이오 연료 [11]산업 간의 경쟁에 악영향을 미칠 수 있다.바이오 연료 작물을 대규모로 수확하고 생산하는 것은 토지와 [12]식품의 일부에 대한 접근 도전과 같은 지역 식품 공동체를 위험에 빠뜨릴 수 있다.식품경제가 안전하고 안정적이지 못하면 교토와 같은 의정서는 목적을 달성하지 못하고 배출량 [11]조절에 도움을 줄 수 없다.
빈곤 감소
해외개발연구소의 연구원들은 바이오연료가 고용 증가, 더 넓은 경제 성장률, 그리고 유가의 안정화를 통해 개발도상국의 빈곤을 줄이는데 도움을 줄 수 있다고 주장해왔다.[13]그러나 이 잠재력은 '취약성'으로 설명되며, 공급원료 생산이 대규모인 경향이 있거나 제한된 농업 자원(자본 투자, 토지, 물, 빈곤층의 식량 순 비용)에 대한 압박을 야기하는 경우에는 감소한다.
빈곤 감소 또는 악화의 잠재성과 관련하여, 바이오 연료는 빈곤 감소의 경로로서 농업을 방해하는 동일한 정책, 규제 또는 투자 결함에 많이 의존한다.이러한 단점 중 다수는 세계적인 단점이 아닌 국가 수준에서 정책 개선이 필요하기 때문에, 바이오 연료의 잠재적 빈곤 영향에 대한 국가별 분석을 주장한다.이는 무엇보다도 토지 관리 시스템, 시장 조정 및 바이오디젤에 대한 투자의 우선순위 부여를 고려할 것이다. 이는 '더 많은 노동력을 창출하고 운송 비용을 낮추며 더 단순한 기술을 사용하기 [14]때문'이다.특히 브라질 [13]등의 바이오연료 생산 효율이 높아짐에 따라 원산지를 불문하고 바이오연료 수입관세 인하도 필요하다.
지속 가능한 바이오 연료 생산
책임 있는 정책과 경제 수단은 새로운 셀룰로오스 기술 개발을 포함한 바이오 연료 상용화를 지속 가능하게 하는 데 도움이 될 것이다.바이오 연료의 책임 있는 상용화는 아프리카, 중남미 및 빈곤한 [4]아시아의 지속 가능한 경제 전망을 강화할 수 있는 기회를 나타낸다.
환경에 미치는 영향
토양 침식 및 삼림 벌채
성숙한 나무들의 대규모 삼림 벌채는 토양 침식, 지속 불가능한 지구 온난화 대기 중의 온실 가스 수준, 서식지의 손실, 그리고 귀중한 생물 다양성의 감소에 기여한다(양쪽 모두[15] [16]광합성을 통해 이산화탄소를 제거하는2 데 도움이 된다.바이오 연료에 대한 수요는 팜 오일 [17]재배지의 개간지로 이어졌다.인도네시아에서만 1996년 이후 9400,000에이커(38,000km2) 이상의 숲이 농장으로 전환되었다.[18]
바이오매스의 일부는 토양자원을 지원하기 위해 온사이트에 보관해야 한다.통상, 이것은 생바이오매스의 형태이지만, 가공 바이오매스도 옵션입니다.수출된 바이오매스를 이용해 신가스를 생산하면 토양개량으로 사용되는 저온탄인 바이오카르의 공동생산을 할 수 있어 토양유기물을 덜 저항적인 형태의 유기탄으로 실용적이지 않은 수준으로 증가시킬 수 있다.바이오카르의 공동생산이 널리 채택되려면 공동생산된 숯의 토양개량 및 탄소분리값이 [19]에너지원으로서의 순가치를 초과해야 한다.
일부 논객들은 바이오 연료 생산을 위한 셀룰로오스 바이오매스의 추가 제거가 [20]토양을 더욱 고갈시킬 것이라고 주장한다.
수자원에 미치는 영향
바이오 연료의 사용 증가는 적어도 두 가지 방법으로 수자원에 대한 압력을 증가시킨다. 즉, 바이오디젤 생산을 위한 원료로 사용되는 곡물의 관개를 위한 물 사용과 대부분 끓이고 냉각을 위한 정유소의 바이오 연료 생산에서의 물 사용이다.
세계의 많은 지역에서 사료 원료를 재배하기 위해 보충적 또는 완전한 관개가 필요합니다.예를 들어, 옥수수 생산에서 농작물의 물 수요의 절반이 관개를 통해 충족되고 나머지 절반은 비를 통해 충족된다면, 1리터의 [21]에탄올을 생산하기 위해 약 860리터의 물이 필요합니다.그러나 미국에서는 옥수수에 필요한 물의 5~15%만이 관개로부터 나오는 반면, 나머지 85~95%는 자연 강우로부터 온다.
미국에서는 에탄올 공장의 수가 2000년 50개에서 2008년 140개로 거의 3배 증가했다.60개 정도가 더 건설 중이며, 더 많은 것이 계획되어 있다.프로젝트는 미주리주(오자크 대수층에서 물을 끌어오는 곳), 아이오와주, 네브래스카주, 캔자스주(모두 재생 불가능한 오갈랄라 대수층에서 물을 끌어오는 곳), 일리노이주 중부(마호메트 대수층에서 물을 끌어오는 곳) [22]및 미네소타의 법원에서 주민들의 도전을 받고 있다.
예를 들어, 네 가지 에탄올 작물: 옥수수, 사탕수수, 달콤한 수수, 그리고 소나무는 순 에너지를 생산합니다.그러나 2022년까지 재생 가능 연료에 대한 미국 에너지 독립 및 보안법의 규정을 충족하기 위해 생산량을 늘리는 것은 플로리다 주와 조지아 주에서 큰 타격을 줄 것이다.4개 주 중 가장 뛰어난 성능을 발휘한 사탕수수는 두 주에서의 담수 유출량을 [23]거의 25% 증가시켰다.
오염
알코올이 산화되면 포름알데히드, 아세트알데히드 및 기타 알데히드가 생성됩니다.휘발유에 에탄올 혼합물을 10%만 첨가하면(미국 E10 가스홀 및 기타 지역에서 흔히 볼 수 있듯이) 알데히드 배출량이 40%[citation needed] 증가합니다.그러나 일부 연구 결과는 상반되고 있어 바이오 연료 혼합물의 황 함량을 낮추면 아세트알데히드 수치가 [24]낮아진다.바이오디젤을 태우면 알데히드 및 기타 잠재적으로 유해한 방향족 화합물도 배출됩니다.[25]이 화합물은 배출법에서 규제되지 않습니다.
많은 알데히드는 살아있는 세포에 독성이 있다.포름알데히드는 단백질 아미노산을 불가역적으로 가교시켜 방부처리된 몸의 단단한 살을 만듭니다.밀폐된 공간에서 높은 농도로 포름알데히드는 코피, 호흡곤란, 폐질환 및 지속적인 [26]두통을 일으키는 중요한 호흡 자극제가 될 수 있습니다.알코올 중독자에 의해 체내에서 생성되고 흡연자나 구강 위생 상태가 좋지 않은 사람의 입에서 발견되는 아세트알데히드는 발암성이며 돌연변이 [27]유발성이 있다.
유럽연합(EU)은 포름알데히드가 함유된 제품의 발암성을 이유로 금지하고 있다.미국 환경보호국은 포름알데히드를 사람에게 암을 일으킬 수 있는 원인으로 지목했다.
브라질은 상당한 양의 에탄올 바이오 연료를 태운다.가스 크로마토그래프 연구는 브라질 상파울루에서 수행되었으며 에탄올 연료를 태우지 않는 일본 오사카와 비교되었다.브라질은 대기 중 포름알데히드가 160%, 아세트알데히드가 260%[28] 높았다.
기술적인 문제
에너지 효율과 에너지 균형
"친환경" 연료로 가끔 발표되기는 하지만, 1세대 바이오 연료, 주로 에탄올은 자체 GHG 배출이 없는 것은 아니다.에탄올은 휘발유보다 전체적인 GHG 배출량이 적지만, 에탄올의 생산은 여전히 2차적인 영향을 미치는 에너지 집약적인 프로세스입니다.휘발유는 일반적으로 갤런당 8.91kg의 CO2를 배출하는데 비해, E10 에탄올의 경우 갤런당 8.02kg의 CO2와 E85 에탄올의 경우 갤런당 1.34kg의 CO2를 배출합니다.Dias de Oliveira 등의 연구에 기초한다.(2005) 옥수수 기반 에탄올은 헥타르(ha)당 65.02기가 줄(GJ)의 에너지를 필요로 하며, 이산화탄소(CO2)를 ha당 약 1236.72kg을 생산하며, 사탕수수 기반 에탄올은 42.43GJ/ha를 필요로 하며, 비탄소 중성 에너지 생산을 가정하여 2268.26kg/ha를 생산한다.이러한 배출은 농업 생산, 작물 재배, 에탄올 가공에서 발생한다.에탄올을 가솔린과 혼합하면 소비 갤런당 약 0.89kg의 CO2를 절약할 수 있습니다(U.S. D.O.E., 2011a).[29]
경제적 실현 가능성
생산의 관점에서 볼 때, miscanthus는 1에이커당 742갤런의 에탄올을 생산할 수 있는데, 이는 옥수수(일반적인 옥수수-콩 회전 시 1에이커당 평균 생산량 145부셸을 가정했을 때)의 거의 두 배이고 옥수수 스토버(165갤런/acre)와 스위치그래스(214갤런/acre)의 거의 세 배입니다.생산 비용은 2세대 바이오 연료의 대규모 구현에 큰 걸림돌이며, 시장 수요는 주로 옥수수 에탄올과 휘발유에 대한 가격 경쟁력에 달려 있다.당시 셀룰로오스 연료의 전환 비용은 갤런당 1.46달러로 옥수수 기반 에탄올의 약 두 배였다.옥수수 스투버와 캔터스의 셀룰로오스계 바이오 연료는 옥수수 에탄올보다 각각 24%, 29% 비쌌고 스위치그래스 바이오 연료는 옥수수 에탄올보다 2배 이상 비쌌다.
설명 (CASE) ('000 US |