「バイオ燃料」は、最近の運輸業界の主要な流行語であり、それには正当な理由があります。植物ベースの燃料は、ほとんどどこでも生産でき、再生可能な資源から得られ、石油ベースの燃料よりもクリーンな排出物を生み出すことがよくあります。国際的なトレンドが持続可能な輸送に向かっている中、トウモロコシベースのエタノールや大豆からのバイオディーゼル、スイッチグラス、パーム油などの燃料は、よりクリーンで環境に優しい高速道路への良い一歩のようです。
しかし、バイオ燃料は完全に無料ではありません。経済的および環境的観点から、燃料のコストには多くの要因が関係しており、バイオ燃料が常に最も持続可能な選択肢として出てくるとは限りません。確かに、植物ベースの燃料は再生可能な資源から供給されますが、化石燃料は最終的には使い果たされます。しかし、他の多くの複雑な側面を考慮に入れると、バイオ燃料はしばしば高額になります。
多くの一般的な作物は、世界の特定の地域でバイオ燃料を経済的に生産することができます。しかし、他の地域では、同じ植物を育てるのは不可能であるか、非常に費用がかかります。同様に、化石燃料の消費を大幅に削減するのに十分なバイオ燃料を生産するために必要な肥料、水、土地は、汚染の増加から食料へのアクセスの減少に至るまで、他の問題を引き起こす可能性があります。
バイオ燃料、およびそれらを私たちの燃料使用習慣に統合するプロセスは、費用がかかる可能性があります。バイオ燃料のいくつかの欠点を見て、将来さらに多く見られる可能性のある燃料について新しい視点を獲得しましょう。
これは、シードパケットの裏側にある小さな色とりどりの地図に関連しています。東から西に伸びる不規則な縞模様は成長ゾーンです：水供給、温度と日光が特定のタイプの植物にとってもてなしの気候を作る地域。たとえば、ゾーン5に住んでいる場合、ゾーン10の長い成長期と高熱を必要とする植物の成長に問題が発生する可能性があります[出典：バーピー]。
バイオ燃料作物は、この点でペチュニアやピーマンと何ら変わりはありません。特定の作物は特定の地域でより良く成長し、他の地域ではまったく成長しない可能性があります。そして、バイオ燃料生産に実行可能であると考えられる石油生産作物の範囲は、ほとんどの成長ゾーンに適合するのに十分広いですが、最も生産性の高い作物は、どこでも成長するわけではありません。低生産地域に住む消費者は、バイオ燃料をトラックまたはパイプで運ぶ必要があり、生産と輸送で発生するコストと排出量の両方が増加します[出典：ピメンテル]。
研究者たちは、耐候性作物からのバイオ燃料の収量を増やすために取り組んでいます[出典：Lau]。しかし、アラスカでオレンジが換金作物になることは決してないのとほぼ同じように、バイオ燃料が豊富な作物の大規模生産を単純にサポートできない地域が常に存在します。
小学生に植物を育てる必要があるものを尋ねると、彼または彼女はおそらく日光と水という2つのことを言うでしょう。前者はバイオ燃料生産者の制御を少し超えていますが、後者は植物ベースの燃料の潜在的に深刻な欠点の核心にあります。一部のバイオ燃料生産作物の水需要は、管理されない場合、地元の水資源に持続不可能な圧力をかける可能性があります賢明に。
2009年の調査によると、連邦政府の代替エネルギー要件を満たすのに十分なトウモロコシベースのエタノールを生産しようと急いでいる中で、バイオ燃料の需要はすでにグレートプレーンズと南西部中央部の淡水供給にストレスをかけています[出典：マッケナ]。問題の中心は、トウモロコシの比較的高い水必要量です。研究者たちは、喉の渇きの少ない作物を遺伝子操作する方法を調査しており、特定の地域に植えるバイオ燃料作物を注意深く計画することで、この問題を軽減することができます[出典：Lau]。しかし、特にトウモロコシを使用し、世界の乾燥地域で大規模なバイオ燃料を生産するには、限られた水資源を飲用や灌漑のニーズと共有する必要があります。
トウモロコシ、大豆、ソルガムなどの食用作物を使用したバイオ燃料生産は、手頃な価格の食品への世界のアクセスを劇的に変える可能性があります。バイオ燃料の単純な需給経済学（たとえば、トウモロコシの需要が増加し、トウモロコシがより高価になる）は、一部の地域の食料安全保障に脅威をもたらす可能性があります。 、または地域の人口のための手頃な栄養価の高い食品へのアクセス[出典：ネイラー]。
食品バイオ燃料作物の需要の増加は、農産物の価格の上昇という形で、作物生産者にプラスの効果をもたらす可能性があります。しかし、その価格はすぐに消費者に伝わります。たとえば、養豚業者は、家畜を養うためにトウモロコシを購入するために、ブッシェルごとに数ドルの追加料金を支払わなければならない場合があります。これは、食料品店でより高価なベーコンとハムに直接変換されます[出典：Carey]。 1日わずか数ドルで生活する何十億もの人々にとって、食料価格のわずかな上昇でさえ、適切な栄養へのアクセスを危険にさらす可能性があります。
これに対抗する1つの方法は、単純な外交にあります。世界の商取引のグローバル化は、需要の増加に応じて食料供給を世界のある地域から別の地域に移動することがこれまでになく簡単になったことを意味します。しかし、食品の輸入への容易なアクセスと輸出の容易さは、幅広い政治的および社会的要因にかかっています。飢えた国を養うために世界の半分からの農産物に依存することは、世界のエネルギー供給への広範なバイオ燃料の統合に支払うための危険な代償です。
それは双方にとって好都合な考えのように思われました：バイオ燃料に対するヨーロッパの需要は、温室効果ガス排出量を削減することを目的とした規制によって部分的に推進されて急上昇するように設定されました。業界の研究者は、比較的生産が容易なバイオ燃料源であるパーム油に答えを見つけました。プランテーションの所有者は、需要を満たすために事業を準備しました…
…そして環境の混乱が続いた。いくつかの推定によれば、インドネシアのパーム油プランテーションによる拡大は、80年代後半から90年代にかけてその国の森林破壊の大部分を引き起こしました。また、消費量の多い生産慣行（石油を動力源とするトラックでパーム油を移動し、泥炭の沼地を排水して燃やして農地を準備する慣行）により、南東アジアの国は世界有数の温室効果ガス排出国の1つになりました[出典：Rosenthal]。
インドネシアのパーム油問題は、実際にはバイオ燃料の欠点の組み合わせです。パーム油などの高生産植物の地域的な性質は、世界の特定の地域が農業用金鉱山であることを意味します。バイオ燃料の需要により、プランテーションは急速に拡大します。しかし、資源を節約し、植物ベースの燃料による排出量を削減する精神を維持することを目的として行われなければ、この生産量の増加は、解決しようとしている問題よりも大きな環境問題につながる可能性があります。
これは、バイオ燃料作物が世界中の食用作物、庭、芝生と共有する問題です。これらの植物はすべて、肥料を与えるとより良く成長します。しかし、これらの肥料は周囲の環境に有害な影響を与える可能性があり、バイオ燃料生産の拡大は淡水源への大きな汚染の脅威を意味する可能性があります。
多くの肥料には窒素とリンが含まれています。これらの添加剤は両方とも多くの作物で急速で心のこもった成長を促進しますが、欠点があります。使いすぎや不適切な施用は、土壌に過剰な肥料を残す可能性があり、それが地域の流域を通って小川、川、湖、地下帯水層に流れ込みます。そして、化学物質が水道に入ると、悪いことが起こる可能性があります。
リンは、局所的な藻類の開花の引き金とされてきました。小さな水生植物はそれを食べて急速に繁殖し、水中の酸素量を減らしたり、有毒な化学物質を放出したりして、他の植物や水生動物を殺します。飲料水中の窒素は、メトヘモグロビン血症を含む多くの健康問題を引き起こす可能性があります 、乳児が血液中の酸素を利用できない状態[出典：Rosen andHorgan]。注意深い肥料の施用は、広範囲にわたる汚染問題の防止に役立ちますが、世界の需要を満たすためにバイオ燃料の生産を拡大することは、この分野でのより多くの間違いへの扉を開きます。
最初は直感に反するように思えるかもしれませんが、一部の科学者は、バイオ燃料の広範な生産はマイナスの合計のゲームであると主張しています。1ガロンの石油燃料を置き換えるのに十分なバイオディーゼルまたはエタノールを生産するには、数ガロン相当の石油燃料に相当するエネルギーが必要です。 [出典：ピメンテル]。
別の言い方をすれば、エタノール用に栽培されているトウモロコシ畑について考えてみてください。 1シーズンの作物から100ガロンの燃料を生産する可能性があります。しかし、フィールドの傾向があるトラクターがシーズン中に75ガロンの燃料を燃焼する場合、トウモロコシを加工業者に輸送するトラックは旅行中に20ガロンを燃焼し、加工業者は40ガロンの燃料のエネルギーを使用して蒸留装置を稼働させます。生産されたエタノールは本当に環境にやさしい、低排出燃料ですか？植物を育てるのに必要な淡水のガロンや、植物を健康に保つために必要な肥料の量など、他の資源コストを方程式に追加すると、バイオ燃料を実際のエネルギーや炭素排出量の節約と同等にすることがさらに難しくなります。
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2005年の調査によると、現在の農業および生産技術を使用すると、1ガロンのバイオディーゼルを生産するのに含まれるエネルギーよりも27〜118パーセント多くのエネルギーが必要です[出典：ピメンテル]。技術は最終的にこれらの比率を狭める可能性がありますが、現代のバイオ燃料生産の入出力エネルギー比率は、その広範な使用に対する大きな欠点です。
多くのバイオ燃料作物がバイオディーゼルの製造に使用されています。種子に含まれる油は、化学プロセスを使用して押し出され、ろ過され、燃料に変換されます。しかし、同じプロセスでさまざまな作物がバイオディーゼルになる可能性がありますが、結果として得られる燃料は、発電能力が大きく異なる可能性があります。言い換えれば、すべてのバイオ燃料作物が同じように作られているわけではありません。
まず、歩留まりの問題があります。 1エーカーの作物で利用できる植物油の量は、トウモロコシの1エーカーあたり18ガロンから、アブラヤシの635ガロンまで、大きく異なります[出典：Journey toForever]。また、すべての気候地域が、経済的に実行可能なバイオディーゼルを生産できる高収量作物に適しているわけではありません[出典：バーピー]。
第二に、これらの植物が生産する油は等しくありません。キッチンの油について考えてみましょう。食器棚のオリーブオイルは簡単に注ぐことができますが、ラードと野菜のショートニングはペーストのような一貫性があります。特定の温度でのこれらの状態の違いは、オイルの分子構成に起因します。飽和脂肪が少なく、低温で液体のままである油の分子結合は、平均温度範囲で固体を形成することが多い飽和脂肪が多い油とは異なります。
この違いは、燃料としてのオイルの生存率に影響を及ぼします。明らかな考慮事項の1つは、ゲルまたは曇りのポイントです。水の凝固点をはるかに超えて固体になる燃料は、寒い場所ではあまり役に立ちません。したがって、バイオ燃料源として不飽和油を探すことは理にかなっています。
しかし、この選択で発生する別の問題があります。多くの不飽和油には望ましくない燃焼特性があります。燃料として使用すると、エンジンに粘着性の残留物が残ります。 水素化 、またはオイルを水素で処理すると、この問題を軽減できますが、処理が増えるとコストが増えることになります[出典：Journey toForever]。
世界の多くの地域での農業の成功の象徴は、トウモロコシ、大豆、小麦の果てしない畑であり、同じ作物が目に見える範囲まで伸びています。残念ながら、そのイメージは単一栽培の兆候でもあり、バイオ燃料のためにさらに悪化する可能性のある農業問題です。
モノカルチャー 時間の経過とともに農民の畑でさまざまな作物を輪作するのではなく、1つの高濃度の作物を栽培する慣行を指します。これは経済的に魅力的な慣行であり、規模の経済を利用して作物を農民にとってより収益性の高いものにする一方で、深刻な環境上の欠点をもたらす可能性があります。 1つの作物の数百エーカー（数千エーカー）も、植物の害虫にとって魅力的な標的となります。害虫の個体数は、そのような魅力的な環境では制御できないほど爆発する可能性があります。同様に、輪作によって土壌に戻され、畑を休耕させる栄養素は、激しい単一文化農業の下では消えます。長年の単一栽培農場は、より持続可能な同業他社よりもはるかに多くの人工肥料を使用する必要があり、水質汚染を増加させています。そして、単一栽培作物の特異な性質は、農民にとって完全な損失のリスクを高めます。深刻なトウモロコシ枯病株がエタノール生産トウモロコシ農場を襲った場合の被害を想像してみてください[出典：Altieri]。
モノカルチャーは、バイオ燃料の生産に限定された問題ではありません。これは、大規模な食用作物の生産に関連して長年研究されてきた問題です。しかし、トウモロコシや大豆などの多くの人気のあるバイオ燃料作物も世界の多くで人気のある食料源であるため、消費者がより多くのバイオ燃料を要求するにつれて、モノカルチャーに関連する問題がさらに悪化する可能性があるのは当然です。
トウモロコシ、大豆、綿花の農家（すべての潜在的なバイオ燃料源）は、これらの植物の遺伝子改変バージョンをますます植えています[出典：米国農務省]。これは、農家が何年にもわたって実践してきた品種改良ではありません。遺伝子組み換え作物は、除草剤への耐性を高めたり、害虫を撃退したり、収穫量を増やしたりするために、実験室で改変されています。
理論的には、これはバイオ燃料作物の需要に追いつくための素晴らしい方法のように聞こえます。結局のところ、より良い収穫は価格を下げ、世界に食料を供給し、燃料を供給するのに十分なトウモロコシや大豆が手元にあることを保証するでしょう？しかし、科学的事実と同じくらい多くの空想科学小説のように見える場合、遺伝子組み換え作物は誤って意図しない、時には危険な特性を発達させました。
この典型的な例は2000年代初頭に発生しました。トウモロコシの改変株の初期試験中に、研究者は、トウモロコシを捕食することが知られている蛾を撃退するように設計された作物が、オオカバマダラの幼虫を殺す可能性のある花粉を生成することを発見しました。科学者たちは警鐘を鳴らし、学術および業界の研究者によるさらなるテストにより、トウモロコシの花粉が君主に脅威を与えることが確認されました。その時までに、とうもろこしは一シーズン市場に出ていました。ありがたいことに、売れ行きが悪かったので、植えられた畑はほとんどありませんでした。今シーズンの人気のあるトウモロコシ株だったとしたら、君主がトウモロコシの多いアメリカ中西部を移動したときに、生態学的災害が発生した可能性があります[出典：メロンとリスラー]。
おそらく、バイオ燃料の最も簡単な欠点は最も明白です。それは石油ベースの燃料ではないため、石油ベースの燃料用に設計されたエンジンでは動作が異なります。
たとえば、トウモロコシベースのエタノールはガソリンよりも密度が高くなります。エタノールのみのエンジンでは、同等のガソリンエンジンの燃料流量に合わせるために、燃料噴射装置を大きくする必要があります。また、アルコール燃料（エタノールを含む）は、ガソリンエンジンで使用される金属製およびゴム製の継手の一部を腐食または損傷させる可能性があります。ある燃料から別の燃料への変換には、場合によっては、一連の新しいインジェクター、ガスケット、および燃料ラインが必要です。そして、エンジンが作動すると、ガソリンとエタノールの燃焼特性の違いは、エタノール変換エンジンが適切に動作するように点火時期を調整する必要があることを意味します[出典：常石]。
バイオディーゼルはそれほどうまくいきません。多くのバイオディーゼル生産油のゲルポイントが石油よりも高いため、バイオディーゼルエンジンは、不可能ではないにしても、寒い気候で始動するのが難しい場合があります。いわゆる「グリースカー」の燃料として使用される純粋な植物油の場合、問題はさらに悪化します。これらの燃料を使用する車両の運転手は、燃料タンクとラインをゲル化燃料から保護するために加熱ユニットを設置するか、始動時と停止時にエンジンを石油ディーゼルで洗い流すデュアル燃料システムを設置することがよくあります。多くのメーカーがバイオディーゼルおよびグリースカー変換用のコンポーネントを販売しており、勇敢ないじくり回しはしばしばゲル化の問題を克服する方法を見つけます。しかし、転換はバイオ燃料の方程式に時間とお金を追加します。これは、潜在的なバイオ燃料ユーザーにとって不快なものになる可能性があります。
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