क्यों जैव ईंधन एक जलवायु भुलक्कड़ होने के लिए बाहर मुड़ें

क्यों जैव ईंधन एक जलवायु भुलक्कड़ होने के लिए बाहर मुड़ें

कभी 1973 के बाद से तेल प्रतिबंध, अमेरिकी ऊर्जा नीति ने विकल्प के साथ पेट्रोलियम आधारित परिवहन ईंधन को बदलने की मांग की है। एक प्रमुख विकल्प जैव ईंधन का उपयोग कर रहा है, जैसे साधारण डीजल की बजाय पेट्रोल और बायोडीजल की जगह इथेनॉल।

परिवहन जनरेट करता है अमेरिकी ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का एक चौथाई, इसलिए जलवायु संरक्षण के लिए इस क्षेत्र के प्रभाव को संबोधित करना महत्वपूर्ण है

कई वैज्ञानिक जैव ईंधन के रूप में देखते हैं स्वाभाविक कार्बन-तटस्थ: वे मानते हैं कि कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) पौधों को हवा से अवशोषित होता है क्योंकि वे पूरी तरह से ऑफसेट बढ़ते हैं, या "निष्प्रभावी," CO2 उत्सर्जित होता है जब पौधों से बने ईंधन को जला दिया जाता है। इस धारणा के आधार पर कंप्यूटर मॉडलिंग के कई सालों में, जिनमें शामिल हैं अमेरिका के ऊर्जा विभाग द्वारा समर्थित कार्य, निष्कर्ष निकाला है कि गैसोलीन की जगह जैव ईंधन का उपयोग परिवहन से CO2 उत्सर्जन में काफी कम हो गया है।

हमारे नए अध्ययन इस प्रश्न पर एक ताजा रूप लेता है हमने फसल के आंकड़ों की जांच के लिए यह मूल्यांकन किया है कि क्या पर्याप्त CO2 को खेत के क्षेत्र में अवशोषित किया गया था, जब जैव ईंधन जला दिया जाता है तो उत्सर्जित CO2 को संतुलित करता है। यह पता चला है कि एक बार जब फीडस्टॉक की बढ़ती फसलों और जैव ईंधन के उत्पादन से जुड़े सभी उत्सर्जन घटित होते हैं, तो जैव ईंधन वास्तव में CO2 उत्सर्जन को कम करता है, बल्कि उन्हें कम करता है।

जैव ईंधन बूम, जलवायु गलती

संघीय और राज्य नीतियां 1970 से मकई इथेनॉल को सब्सिडी देती हैं, लेकिन जैव ईंधन ने ऊर्जा स्वतंत्रता को बढ़ावा देने और सितंबर 11, 2001 आक्रमण के बाद तेल के आयात को कम करने के लिए एक उपकरण के रूप में समर्थन प्राप्त किया। 2005 कांग्रेस में अधिनियमित नवीकरणीय ईंधन मानक, जिसके लिए 7.5 द्वारा गैसोलीन में 2012 अरब गैलन इथनॉल के मिश्रण के लिए ईंधन रिफाइनर की आवश्यकता थी। (तुलना के लिए, उस वर्ष अमेरिकियों ने इस्तेमाल किया गैसोलीन के 133 अरब गैलन)

2007 कांग्रेस ने कुछ लोगों के समर्थन के साथ आरएफएस कार्यक्रम का नाटकीय रूप से विस्तार किया प्रमुख पर्यावरण समूहों। नया मानक तीन गुना से अधिक वार्षिक यूएस अक्षय ईंधन की खपत, जो 4.1 में 2005 से 15.4 अरब गैलन में 2015 अरब गैलन से बढ़ी।

हमारा अध्ययन अक्षय ईंधन उपयोग में इस तेज वृद्धि के दौरान 2005-2013 से डेटा की जांच की। यह मानते हुए कि जैव ईंधन का उत्पादन और उपयोग कार्बन-तटस्थ था, हमने स्पष्ट रूप से जैव ईंधन उत्पादन और उपभोग के दौरान उत्सर्जित मात्रा में फसल के क्षेत्र में अवशोषित CO2 की मात्रा की तुलना की।

मौजूदा फसलों के विकास में पहले से ही वातावरण की अधिकांश मात्रा CO2 हो गई है। अनुभवजन्य प्रश्न यह है कि क्या जैव ईंधन का उत्पादन CO2 तेज की दर को बढ़ाता है, जो उत्पादन का पूर्ण रूप से ऑफसेट CO2 उत्सर्जन करता है जब मकई को इथेनॉल में मिलाया जाता है और जब जैव ईंधन जला दिया जाता है।

इस अवधि के दौरान जैव ईंधन में जाने वाले अधिकांश फसल पहले ही खेती की जा रही थीं; मुख्य परिवर्तन यह था कि किसानों ने अपने फसल को जैव ईंधन निर्माताओं को और अधिक भोजन और पशु चारा के लिए कम बेच दिया। कुछ किसानों ने मक्का और सोयाबीन उत्पादन का विस्तार किया है या बंद कर इन वस्तुओं को कम लाभकारी फसलों से

लेकिन जब तक बढ़ती परिस्थितियां स्थिर रहती हैं, मकई के पौधे एक ही दर पर वातावरण के बाहर CO2 लेते हैं, चाहे मकई का उपयोग कैसे किया जाता है। इसलिए, जैव ईंधन का ठीक से मूल्यांकन करने के लिए, सभी कृषि भूमि पर CO2 तेज का मूल्यांकन करना चाहिए। सब के बाद, फसल वृद्धि CO2 "स्पंज" है जो कार्बन को वायुमंडल से बाहर ले जाती है।

जब हमने इस तरह के मूल्यांकन को देखा, तो हमने पाया कि 2005 से 2013 तक, यूएस के खेत पर संचयी कार्बन तेज बढ़कर 49 टेराग्राम (एक भूगर्भ एक लाख मीट्रिक टन) की वृद्धि हुई है। इस अवधि में अधिकांश अन्य फसलों के लगाए गए क्षेत्रों में गिरावट आई है, इसलिए यह वृद्धि हुई कॉक्सएक्सएक्स एक्स्टेक को बड़े पैमाने पर जैव ईंधन के लिए उगाई गई फसलों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

इसी अवधि के दौरान, हालांकि, XIXX टेराग्राम द्वारा बायोफ्यूल्स को उबालने और जलाकर CO2 उत्सर्जन में वृद्धि हुई। इसलिए, फसल विकास से जुड़ा अधिक कार्बन उत्सर्जन 132 से 37 तक केवल जैव ईंधन से संबंधित CO2 उत्सर्जन के केवल 2005 प्रतिशत ऑफसेट करता है। दूसरे शब्दों में, जैव ईंधन अंतर्निहित कार्बन-तटस्थ से दूर हैं।

कार्बन प्रवाह और 'जलवायु बाथटब'

यह परिणाम जैव ईंधन पर सबसे स्थापित कार्य के विपरीत है। समझने के लिए, यह वातावरण के बारे में सोचने में सहायक है बाथटब कि पानी के बजाय CO2 से भर जाता है।

धरती पर कई गतिविधियां वायुमंडल में CO2 को जोड़ते हैं, जैसे कि नल से टब में बहने वाला पानी। सबसे बड़ा स्रोत श्वसन है: कार्बन जीवन का ईंधन है, और सभी जीवित चीजें "उनके कार्बेटिज्म को शक्ति देने के लिए कार्बल्स जलाते हैं" इथेनॉल, गैसोलीन या किसी अन्य कार्बन आधारित ईंधन को जलाने से CO2 "नल" आगे बढ़ जाता है और प्राकृतिक चयापचय प्रक्रियाओं की तुलना में वातावरण में कार्बन बढ़ जाता है।

अन्य गतिविधियां वायुमंडल से CO2 को हटाती हैं, जैसे एक टब से बहने वाला पानी। औद्योगिक युग से पहले, पौधों के विकास को CO2 ऑफसेट करने के लिए पर्याप्त CO2 से ज्यादा अवशोषित किया गया, जो पौधों और जानवरों को वातावरण में अवकाश दिया।

आज, हालांकि, जीवाश्म ईंधन के उपयोग के माध्यम से, हम प्रकृति से इसे दूर करने के लिए अधिक तेजी से वातावरण में CO2 जोड़ रहे हैं। नतीजतन, CO2 "वाटर लेवल" तेजी से जलवायु बाथटब में बढ़ रहा है।

जब जैव ईंधन जला दिया जाता है, तो वे पेट्रोलियम ईंधन के रूप में ऊर्जा की प्रति यूनिट CO2 की समान मात्रा का उत्सर्जन करते हैं। इसलिए, जीवाश्म ईंधन के बजाय जैव ईंधन का उपयोग करना, जलवायु परिवर्तन के क्षेत्र में CO2 प्रवाह को कितनी जल्दी बदलता है। वायुमंडलीय CO2 स्तर के निर्माण को कम करने के लिए, जैव ईंधन उत्पादन को CO2 नाली को खोलना होगा - अर्थात, इसे शुद्ध दर को तेज करना चाहिए जिस पर वातावरण से कार्बन निकाल दिया जाता है

अधिक मकई और सोयाबीन बढ़ते हुए कॉक्सएक्सएक्सएक्स एक्टक को "ड्रेन" थोड़ा और अधिक खोला गया है, ज्यादातर अन्य फसलों को विस्थापित करके। यह मकई के लिए विशेष रूप से सच है, जिनकी उच्च पैदावार वातावरण से कार्बन को दो टन प्रति एकड़ की दर से हटा देती है, जो अन्य फसलों की तुलना में तेज़ होती है।

इसके बावजूद जैव ईंधन के लिए मक्का और सोयाबीन के उत्पादन का विस्तार, सीओएक्सएक्सएक्सएक्स की बढ़ोतरी में केवल बायोफ्यूएल के उपयोग से जुड़े सीओएक्सएक्सएक्सएक्स के एक्सएएनएक्सएक्स प्रतिशत को ऑफसेट करने के लिए पर्याप्त मात्रा में वृद्धि हुई। इसके अलावा, उर्वरक उपयोग, खेत संचालन और ईंधन रिफाइनिंग सहित स्रोतों से जैव ईंधन के उत्पादन के दौरान अन्य जीएचजी उत्सर्जन को दूर करने के लिए पर्याप्त मात्रा में था। इसके अतिरिक्त, जब किसान घास के मैदानों, झीलों और अन्य आवासों को बड़े पैमाने पर कार्बन में फसल के क्षेत्र में संग्रहीत करते हैं, तो बहुत बड़े CO2 रिलीज़ होते हैं।

गलत मॉडलिंग

हमारे नए अध्ययन में है विवादित विवाद क्योंकि यह कई पूर्व विश्लेषणों के विपरीत है। इन अध्ययनों में एक दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है जीवनचक्र विश्लेषण, या एलसीए, जिसमें विश्लेषक उत्पाद के उत्पादन और उत्पाद के उपयोग से जुड़े सभी जीएचजी उत्सर्जन जोड़ते हैं। नतीजा लोकप्रिय रूप से उत्पाद के "कार्बन पदचिह्न".

अक्षय ऊर्जा नीतियों का मूल्यांकन और प्रशासन करने के लिए एलसीए अध्ययन केवल उत्सर्जन का मूल्यांकन करता है - अर्थात, CO2 हवा में बह रहा है - और यह तय करने में विफल है कि क्या जैव ईंधन उत्पादन उस दर को बढ़ाता है जिस पर फसल क्षेत्र वातावरण से CO2 को हटा देते हैं। इसके बजाय, एलसीए बस मानता है कि क्योंकि मकई और सोयाबीन जैसे ऊर्जा फसलों को एक वर्ष से अगले वर्ष तक पुनर्जीवित किया जा सकता है, वे अपने वातावरण से ज्यादा कार्बन निकाल देते हैं क्योंकि ये जैव ईंधन दहन के दौरान जारी होते हैं। इस महत्वपूर्ण धारणा को एलसीए कंप्यूटर मॉडल में कड़ी मेहनत से किया गया है।

दुर्भाग्य से, एलसीए आरएफएस के साथ ही कैलिफोर्निया के लिए आधार है कम कार्बन ईंधन मानक, उस राज्य की महत्वाकांक्षी जलवायु कार्य योजना का मुख्य तत्व यह परिवहन एजेंसियों में रुचि के साथ अन्य एजेंसियों, अनुसंधान संस्थानों और व्यवसायों द्वारा भी उपयोग किया जाता है।

मैंने एक बार यह विचार स्वीकार किया कि जैव ईंधन स्वाभाविक रूप से कार्बन-तटस्थ था। बीस साल पहले मैं अग्रणी लेखक था पहला पेपर ईंधन नीति के लिए एलसीए का उपयोग करने का प्रस्ताव। ऐसे कई अध्ययन किए गए, और एक व्यापक रूप से उद्धृत मेटा-विश्लेषण 2006 में विज्ञान में प्रकाशित पाया गया कि मकई इथेनॉल का उपयोग पेट्रोलियम पेट्रोल की तुलना में जीएचजी उत्सर्जन में काफी कम हो गया है।

हालांकि, अन्य विद्वानों ने चिंताओं को उठाया कि ऊर्जा फसलों के साथ विशाल क्षेत्रों को रोपण कैसे किया जा सकता है, जो भूमि उपयोग में बदलाव ला सकता है। शुरुआती 2008 विज्ञान में दो उल्लेखनीय लेख प्रकाशित किए गए एक ने बताया कि कैसे जैव ईंधन फसलों सीधे विस्थापित कार्बन-समृद्ध निवास स्थान, जैसे घास के मैदान दूसरे ने दिखाया कि जैव ईंधन के लिए बढ़ती फसलों ने नुकसान पहुंचाया है अप्रत्यक्ष प्रभाव, जैसे कि वनों की कटाई, क्योंकि उत्पादक भूमि के लिए किसानों ने प्रतिस्पर्धा की।

एलसीए अनुयायियों ने ईंधन उत्पादन के इन परिणामों के लिए खाते को अधिक जटिल बनाया। लेकिन परिणामस्वरूप अनिश्चितता इतनी बड़ी हुई कि यह तय करना असंभव हो गया कि जैव ईंधन जलवायु की मदद कर रहा था या नहीं। 2011 में एक राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद आरएफएस पर रिपोर्ट निष्कर्ष निकाला है कि फसल आधारित जैव ईंधन जैसे मकई इथेनॉल "जीएचजी उत्सर्जन को कम करने के लिए स्पष्ट रूप से नहीं दिखाया गया है और वास्तव में उन्हें बढ़ा सकता है।"

इन अनिश्चितताओं ने मुझे एलसीए को डीकोडस्ट्रक्ट करने के लिए प्रेरित किया। 2013 में, मैंने क्लाइमैटिक चेंज में एक पेपर प्रकाशित किया है जिसमें दिखाया गया है कि जैव ईंधन उत्पादन के तहत CO2 ऑफसेट हो सकता है सामान्यतः ग्रहण की तुलना में अधिक सीमित थे। में बाद में समीक्षा पेपर जैव ईंधन का मूल्यांकन करने के लिए एलसीए का इस्तेमाल करते समय मैंने गलतियों का विवरण दिया था। इन अध्ययनों ने हमारी नई खोज के लिए मार्ग प्रशस्त किया है कि संयुक्त राज्य अमेरिका में, आज तक, अक्षय ईंधन वास्तव में गैसोलीन की तुलना में जलवायु के लिए अधिक हानिकारक हैं।

तेल से CO2 को कम करने के लिए अभी भी जरूरी है, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में मानववंशीय सीएक्सएनएक्सएक्स उत्सर्जन का सबसे बड़ा स्रोत है और विश्व स्तर पर दूसरा सबसे बड़ा कोयले के बाद लेकिन हमारा विश्लेषण यह पुष्टि करता है कि, जलवायु परिवर्तन के इलाज के रूप में, जैव ईंधन हैं "बीमारी से भी बदतर।"

कम करें और निकालें

विज्ञान जैव ईंधन की तुलना में अधिक प्रभावी और कम लागत वाली जलवायु संरक्षण तंत्र के तरीके को बताता है वहां दो व्यापक रणनीतियों परिवहन ईंधन से CO2 उत्सर्जन को कम करने के लिए सबसे पहले, हम वाहन दक्षता में सुधार करके, मील की दूरी तय करके या वास्तव में कार्बन मुक्त ईंधन जैसे बिजली या हाइड्रोजन को बदलकर उत्सर्जन को कम कर सकते हैं।

दूसरा, हम वातावरण से अधिक तेजी से CO2 को निकाल सकते हैं क्योंकि पारिस्थितिक तंत्र इसे अब अवशोषित कर रहे हैं। के लिए रणनीतियाँ "बायोस्फीयर का पुनरावर्तन" शामिल पुनर्जन्म और वनीकरण, मृदा कार्बन के पुनर्निर्माण और अन्य कार्बन-समृद्ध पारिस्थितिक तंत्र जैसे कि झीलों और घास के मैदानों को बहाल करना।

ये दृष्टिकोण जैव विविधता की रक्षा करने में मदद करेंगे - एक और वैश्विक स्थिरता चुनौती - इसे धमकी देने के बजाय जैव ईंधन उत्पादन करता है। हमारा विश्लेषण भी एक अन्य अंतर्दृष्टि प्रदान करता है: एक बार कार्बन को हवा से हटा दिया गया है, यह कार्बन जलाने के लिए केवल इसे जैव ईंधन में संसाधित करने के लिए ऊर्जा और उत्सर्जन खर्च करने के लिए शायद ही कभी समझ में आता है और इसे वातावरण में पुनः जारी करता है।

के बारे में लेखक

जॉन डीसीस्को, रिसर्च प्रोफेसर, यूनिवर्सिटी ऑफ मिशिगन

यह आलेख मूलतः पर प्रकाशित हुआ था वार्तालाप। को पढ़िए मूल लेख.\

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