En ny EU-förordning syftar till att minska biobränslenas miljöavtryck från och med 2021. Men en EPFL-forskare tycker att vi bör gå ett steg längre och ta hänsyn till alla föreningar som produceras vid bioraffinaderier, inte bara biobränsle. Och han har utvecklat en modell för att göra just det.

"I min studie, Jag ville visa att beräkningen av växthusgasutsläppen från biobränslen bara berättar hälften av historien. Vad vi verkligen behöver göra är att kvantifiera utsläppen av varje produkt som kommer från bioraffinaderier, säger Edgard Gnansounou, professor vid EPFL och chef för skolans forskningsgrupp för bioenergi och energiplanering. För detta ändamål, Gnansounou har utvecklat en sofistikerad datormodell som beskrivs i en artikel som dyker upp i Bioresursteknologi .

Biobränslen och andra produkter från biomassa har blivit livskraftiga alternativ för att ersätta fossila bränslen. Men de måste uppfylla vissa miljökrav om de verkligen ska bidra till att minska koldioxidutsläppen. Enligt ett nytt EU-direktiv bioetanolbaserade bränslen – som tillverkas genom jäsning av biomassa – måste spara 70 % växthusgasutsläpp jämfört med sina motsvarigheter från fossila bränslen från och med 2021. I Schweiz, regeringen antog en lag som kräver att från den 1 augusti 2016, biobränslen måste minska utsläppen av växthusgaser med minst 40 % i förhållande till fossila bränslen. Dock, att beräkna de totala utsläppen av växthusgaser från biobränslen är ingen enkel bedrift. Hela förädlingskedjan – inte bara produktionen av själva biobränslet – måste beaktas. För sockerrör, som skulle inkludera utsläpp från odling och skörd av växten, transportera den till ett bioraffinaderi, förvandla det till biobränsle, och att producera de andra föreningarna och djurfodertillskott som i allmänhet görs som biprodukter. Problemet är att fram till nu, Det fanns ingen datormodell för att analysera hela livscykeln för varje produkt och komma fram till en enda utsläppssiffra som omfattas av miljökrav.

En stor utmaning är de många olika variablerna som ingår i beräkningen av utsläppen av biobränslen och deras olika biprodukter. Men efter fem års forskning, Gnansounou har kommit med en modell som innehåller alla olika data. "Jag tog itu med problemet med att fördela växthusgasutsläpp mellan de olika samprodukterna genom att ange ett miljökrav för var och en. Det gör att anläggningsingenjörer kan jämföra dessa utsläpp med sina fossila bränsleekvivalenter och skapa rätt incitament för att göra deras bioraffinaderier ekonomiskt lönsamma."

Gnansounous modell är avsedd för andra generationens bioraffinaderier, som fortfarande är relativt nya – bara fem finns för närvarande runt om i världen. Fördelen med dessa bioraffinaderier är att istället för att bearbeta grödor som också används som mat, de använder skräp från jordbruk (som vetehalm) och skogsbruk. Vetehalm är grödan som Gnansounou tittade på specifikt, med hänsyn till veteöronen, som används till mat, och stjälkarna, som används av bioraffinaderier för att producera bioetanol för bränsle, biogas för värme och el samt fenol för den kemiska industrin. Han räknade också med utsläppen från gödselmedel och jordbruksmaskiner som användes för att odla och skörda vetet, och om fältet tidigare hade använts för andra grödor. När han väl beräknat en total siffra för växthusgasutsläpp, han använde sin modell för att dela upp summan mellan de olika biprodukterna.

Med sin forskning, Gnansounou hoppas kunna ge ett vetenskapligt perspektiv till den politiska och ekonomiska debatten om biobränslen. "Andra generationens bioraffinaderier borde ersätta vissa oljeraffinaderier, men ingenjörer har fortfarande ingen tydlig metod för att beräkna utsläpp över ett biobränsles livscykel, " säger han. "Och vad mer, bioraffinaderier har problem med att konkurrera med låga oljepriser" – eftersom biobränslen är två till tre gånger dyrare än fossila bränslen. Han avslutar:"Policymakerna har fortfarande inte helt förstått utsläppsutmaningen, Det är därför det är ett bra område för forskning." Gnansounou anser att industrin för förnybar energi är alltför fokuserad på växthusgasutsläppen enbart från biobränslen, Den bör titta närmare på utsläppen från varje biprodukt från bioraffinaderier. omfattas av klimatpolitiska begränsningar. Det skulle också ge konsumenterna mer information om hållbarheten för produkter från biomassa. Gnansounou planerar att fortsätta sin forskning om andra typer av grödor och publicera sina resultat i en andra artikel.