Mit
Biodiesel z konopi może zastąpić standardowy olej napędowy.
Kontekst
Wszyscy wiemy czym jest olej napędowy, ale co dokładnie sprawia, że jest on tak wyjątkowy i różni się od benzyny?
Olej napędowy jest specjalnym rodzajem paliwa. Jest to mniej rafinowany produkt w porównaniu do benzyny i jest podstawowym paliwem dla dużych silników, w tym:
- Pojazdy klasy 8 (autobusy, półciężarówki, śmieciarki, itp.)
- Statki oceaniczne
- Lokomotywy
- Sprzęt budowlany (buldożery, koparki, wywrotki, itp.).)
W tych zastosowaniach, olej napędowy jest w stanie zaoferować różne korzyści w porównaniu do benzyny, w tym:
- Wyższy moment obrotowy
- Wyższy stopień sprężania
- Wyższa gęstość energii
Biodiesel jest paliwem, które pojawia się od wielu lat. Proces produkcji biodiesla nazywany jest transestryfikacją. Wiele różnych olejów roślinnych i zwierzęcych może być wykorzystywanych do produkcji biodiesla, ale najczęstsze z nich to (według EIA):
- Olej sojowy (52%)
- Pasze z recyklingu (13%)
- Olej kukurydziany (13%)
- Olej rzepakowy (12%)
- Tłuszcze zwierzęce (10%)
Więc, zamierzamy wskoczyć, przejrzeć dane, zrobić trochę matematyki i zobaczyć, jak prawdziwy jest ten mit konopi.
Dane
Dla tego mitu, skupimy się na kilku głównych punktach włączając:
- Ilość ziemi wymaganej dla biodiesla z konopi aby zastąpić standardowego diesla
- Różnice kosztów
- Wpływ na podaż żywności
- Komplikacje techniczne
Ile ziemi?
Jak zawsze, aby zastąpić źródło energii oparte na paliwach kopalnych źródłem opartym na roślinach, wymagane są duże ilości ziemi.
Według Ministerstwa Rolnictwa i Leśnictwa Rządu Alberty w Kanadzie, 1,074 funtów nasion konopi może być wyprodukowane na akr przy użyciu odmian ziarna konopi. Z naszego doświadczenia wynika, że w przypadku odmiany Katani z HGI, 21% całkowitej wagi nasion można wytłoczyć na olej z nasion konopi. Daje to wagę oleju 226 funtów na akr.
Według EIA (Energy Information Association, amerykańska agencja rządowa), 11,9 miliarda funtów oleju zostało wykorzystane do stworzenia biodiesla w Stanach Zjednoczonych w 2017 roku. Aby konopie tylko to zastąpiły, potrzebowalibyśmy 52 654 867 akrów ziemi lub 22,6% gruntów rolnych w USA w oparciu o Farm Service Agency, dane z 1 sierpnia 2019 r.
Now, to tylko dla biodiesla z konopi, aby zastąpić istniejącą produkcję biodiesla. Co trzeba by zrobić, aby biodiesel z konopi zastąpił standardowy olej napędowy?
EIA informuje nas, że USA zużyły 41,4 mld galonów „Destylowanego oleju napędowego na autostradzie” w 2017 roku. To tylko dłuższa nazwa dla oleju napędowego. Ile waży to paliwo?
Diesel waży około 6,9 funta na galon. Tak więc całkowita waga oleju napędowego zużytego w USA wynosi 285,7 miliardów funtów oleju napędowego. To bardzo dużo! Ale musimy przełożyć to na akry wymagane dla konopi, aby go zastąpić.
Jak obliczono powyżej, akr konopi może wyprodukować 226 funtów oleju. Jeśli zrobimy trochę matematyki, okazuje się, że w sumie 1,26 mld akrów ziemi jest potrzebne do produkcji wystarczającej ilości oleju z nasion konopi, aby wyrównać wagę standardowego oleju napędowego zużywanego. W USA jest tylko 2,4 mld akrów.
Aby biodiesel z konopi zastąpił standardowy olej napędowy, 50% WSZYSTKICH gruntów w USA byłoby potrzebne do spełnienia tego zamówienia.
Jeśli chcielibyśmy tylko zastąpić standardowy biodiesel zamiast tego, musielibyśmy użyć 22,6% wszystkich gruntów rolnych w USA.
Do tej pory wydaje się, że nie mamy wystarczającej powierzchni, aby uprawiać wystarczająco dużo konopi do produkcji oleju z nasion konopi, aby zastąpić standardowy olej napędowy.
Let’s explore the supply side, the willingness of farmers, from an economic standpoint, to produce a crop at the above price point. Będziemy obliczać wartość za funt oleju napędowego wymiany i zobaczyć tylko, ile rolnik będzie zarabiać na akr.
Ponownie, że galon oleju napędowego waży 6,9 funtów. Biorąc to pod uwagę, wartość za funt jest 0,425 dolarów za funt. Wszystkie rzeczy są równe, powiedzmy, że rolnik otrzyma pełną wartość detaliczną na pompie. Przy plonie z akra wynoszącym 226 funtów oleju pomnożonym przez wartość funta wynoszącą 0,425 USD, widzimy, że rolnik, w tym scenariuszu, zarobiłby 96,05 USD na akrze. Wracając do cen HGI i szybkość siewu, gospodarstwo będzie pod wodą o 8,95 dolarów za akr tylko kupić nasiona, nie mówiąc już umieścić go w ziemi, uprawiać i zbierać.
Teraz inna rzecz z tego scenariusza jest to, że rolnik nie dostanie wartość detaliczną pompy. EIA stwierdza, że hurtowa, niska cena oleju napędowego siarki jest $ 1,96 za galon (przy użyciu najdroższych obszaru, Los Angeles). Stanowi to 66,8% wartości średniej krajowej ceny detalicznej. Biorąc to pod uwagę, jeśli rolnik miałby sprzedawać hurtowo (zakładając, że ich olej jest w stanie być paliwem bez rafinacji, co nie jest), tylko brutto 64,16 dolarów za akr. Jedynym sposobem rolnik może zmaksymalizować wartość oleju, jako źródło oleju napędowego, byłoby go sadzić, zbierać, rafinować go do biodiesla, transportować go i sprzedawać go na poziomie detalicznym na stacji benzynowej, którą posiadają. Ale znowu, nadal będzie stracić co najmniej 8,95 dolarów za akr, tylko biorąc pod uwagę koszt nasion.
Do tej pory możemy zobaczyć, że żaden rolnik nie chce uprawiać konopie tylko do zbioru oleju, aby biodiesel.
Dla zabawy, rzućmy okiem na stronę popytu, prawda? Będzie to, ile rafinerie musiałyby zapłacić, aby biodiesel.
Według danych Alternative Fuels Data Center biodiesel jest wykonane przez reakcję jakiegoś rodzaju oleju roślinnego (lub tłuszczu zwierzęcego) z krótkim łańcuchu alkoholu i katalizatora. Oni dalej twierdzą, że 100 funtów oleju roślinnego w przyniesie 100 funtów biodiesla się. To sprawia, że konwersja łatwe. Następnym pytaniem jest, ile jest olej z nasion konopi?
Najniższa cena, którą mogłem znaleźć była z luzem Apothecary z ceną $ 3.63 za funt. Pamiętaj, że galon oleju napędowego waży 6,9 funta i każdy funt w równa się funt na zewnątrz. Więc nasza cena za galon tylko kupić olej jest 25,05 dolarów. Nie obejmuje to wysyłki oleju, rafinacji, wysyłki produktu rafinowanego lub kosztów detalicznych. Spójrzmy na wykres, aby zobaczyć porównanie:
Możemy zobaczyć, że biodiesel z oleju z nasion konopi byłby niezwykle drogi. Wyobraź sobie, że napełniasz bak (powiedzmy, że jest to 10 galonów) i płacisz 250,50 dolarów na pompie. W porównaniu do oleju sojowego (który jest używany jako surowiec dla większości biodiesla, według EIA), olej z nasion konopi jest prawie 13 razy droższe.
Dla oleju z nasion konopi, aby być konkurencyjne, cena musiałaby spaść o 92,2%. That is to be a replacement for Soybean oil in biodiesel, for standard diesel, it is more.
With that, it is quite apparent that hemp biodiesel will not be able to replace standard diesel fuel from the supply side or the demand side. Rolnicy straciliby pieniądze na każdym uprawianym akrze, a konsumenci zobaczyliby ekstremalne wzrosty cen przy pompie.
Zmniejszenie podaży żywności
Ta sekcja będzie wracać do całkowitego zapotrzebowania na ziemię, ponieważ podaż żywności jest funkcją dostępnej ziemi.
Aby wyprodukować wystarczająco dużo oleju z nasion konopi do produkcji biodiesla konopnego, aby zastąpić standardowy olej napędowy, będziemy potrzebować dużo areału. Dokładnie 1,26 mld akrów, ponad 50% WSZYSTKICH gruntów USA.
Więc nie możemy uprawiać wystarczająco dużo konopi w USA, aby zastąpić standardowy olej napędowy USA. Ale odłóżmy to na bok i powiedzmy, że możemy. Musimy zobaczyć, jaki wpływ może to mieć na dostawy żywności.
Użyjmy trochę więcej statystyk, aby dowiedzieć się, ilu ludzi byłoby dotkniętych:
- 7,5 miliarda – populacja Ziemi
- 4.62 miliardy – akrów uprawnych na Ziemi (USGS Survey)
Biorąc pod uwagę te wartości, można bezpiecznie powiedzieć, że każdy akr na Ziemi obsługuje 1,62 osoby (jest 62% więcej ludzi niż akrów uprawnych). Te 1,26 miliarda akrów, które musielibyśmy uprawiać (zabawny fakt: wymagałoby to 27,3% wszystkich nadających się do uprawy akrów na Ziemi), spowodowałoby, że około 2,04 miliarda ludzi straciłoby dostęp do żywności. To jest tak oburzające, że rozważmy biodiesel z konopi zastępujący standardowy biodiesel zamiast tego.
Do tego potrzebowalibyśmy 52,654,867 akrów ziemi, co przełożyłoby się na 85,3 mln ludzi tracących dostęp do żywności.
Teraz nasiona konopi mogą produkować białko wraz z olejem. Oilseedcrops.org informuje nas, że konopie mogą wyprodukować od 5 do 45 buszli na akr (44 funty na buszel). Biorąc pod uwagę, że jeden akr konopi może wyprodukować od 220 funtów mączki do 1,980 funtów mączki. To może być stosowane na rynku żywności.
Jednakże, buszel kukurydzy waży 56 funtów i jeden akr może przynieść 178 buszli według Farm Bureau (fb.org). To jest równe 9,968 funtów kukurydzy na akr, łuskane i z kolby. Aby zastąpić standardowy biodiesel, spójrzmy na to, co by się stało, gdyby akry konopi zastąpiły akry kukurydzy. Z olejem idzie do paliwa i białko idzie do rynku spożywczego, aby zastąpić utracone kukurydzy, możemy obliczyć, że tylko 68.24 mln ludzi będzie bez jedzenia (jest to spowodowane konopi, w najlepszym razie, może produkować tylko 20% ziarna, że kukurydza może).
Teraz widzimy, że nawet jeśli mieliśmy ziemię i ekonomia były korzystne, utracone produkcji roślin prawdopodobnie spowoduje utratę dostaw żywności, które wpłyną dziesiątki milionów ludzi. That is just the replace standard biodiesel, let alone standard diesel. If we really look at the myth and the amount of land required, billionions would go without the food they need.
The technical issues
Now for any biodiesel to replace standard diesel, regardless of hemp use or not, there will be a number of technical issues including:
- Reduced energy content (117,000 BTUs for biodiesel to 131,000 BTU petroleum diesel). Prowadzi to do niższej mocy i mniejszej ogólnej oszczędności paliwa i zasięgu. (PennState Extension)
- Wysoka temperatura chmury (30-50 stopni temperatury chmury). Prowadzi do zatykania przewodów paliwowych, zatykania filtrów i problemów z rozruchem na zimno. Ponadto, różne surowce utrzymują różne punkty skupienia, co może prowadzić do problemów ze spójnością jakości. (Bell Performance)
- Wchłanianie wody. Biodiesel jest w stanie wchłonąć i zatrzymać wodę. Woda ta może ograniczyć samozapłon, ponieważ woda jest niepalna, a także prowadzić do tworzenia się lodu w układzie paliwowym w zimniejszym klimacie. Ponadto biodiesel może być źródłem pożywienia dla bakterii i innych mikroorganizmów, które mogą rozwijać się w zaabsorbowanej wodzie i prowadzić do zatkania filtrów paliwa oraz szybszej degradacji biodiesla. (Bell Performance)
Kwestie te zostały udokumentowane dla biodiesla z istniejących źródeł. Jednak proces produkcji jest taki sam, niezależnie od źródła. Możemy się spodziewać, że podobne problemy z wydajnością mogą wystąpić w przypadku biodiesla z konopi.
Mit – BUSTED
With all of this data, the myth „hemp biodiesel can replace standard diesel” is BUSTED.
There are significant problems with this myth. Pierwszym i najważniejszym, naszym zdaniem, jest różnica w kosztach biodiesla z konopi w stosunku do istniejących mieszanek biodiesla, nie mówiąc już o oleju napędowym. Further, the amount of land required is extreme and if that land was used to cultivate an energy crop, large populations could face food shortages. To overcome this, the amount of oil produced per acre would need to increase significantly and the opportunity cost of hemp seed oil in the food industry would have to become saturated in order for price compression to ensue.
Lastly, the technical issue around biodiesel makes the fuel much less attractive through the „drop-in” lens. It is possible that it can be utilized with little engine modification but the fuel consistency would have to be closely monitored, chemicals added to overcome the issues are have the fuel blended with significant levels of standard diesel fuel.
.