Ethanol hat viele Verwendungsmöglichkeiten, unter anderem als Kraftstoff für Verbrennungsmotoren. Entsprechend Staatliche Universität von North Dakota, Ethanol wurde erstmals 1826 zum Antrieb eines Motors verwendet. Fünfzig Jahre später verwendete Nicolaus Otto, der Erfinder des modernen Viertaktmotors, Ethanol, um einen seiner ersten Prototypen mit Verbrennungsmotor anzutreiben. Es betankte auch das Ford Model T im Jahr 1908. Das erste mit Benzin gemischte Ethanol zur Verwendung als Oktan-Booster entstand in den 1920er und 1930er Jahren und war während des Zweiten Weltkriegs wegen Kraftstoffknappheit sehr gefragt.
Während der OPEC-Ölembargos in den 1970er Jahren wurde es wieder zu einem beliebten Ersatz für teures Benzin. Dann, im Jahr 2007, schuf der Kongress einen Standard für erneuerbare Kraftstoffe, der vorschrieb, Ethanol auf Maisbasis mit Benzin zu mischen, um die Auspuffemissionen von Autos zu reduzieren.
Ethanol verbrennt sauber
Als Kraftstoff verbrennt Ethanol sauberer als Benzin. Darüber gibt es keinen Streit. Aber es gibt einen Streit über die Kohlenstoffemissionen, die im Herstellungsprozess entstehen, der Ethanol aus Mais macht. Nach jüngsten Untersuchungen von Reutersproduzieren Ethanolanlagen in den USA pro Gallone Kraftstoffproduktionskapazität mehr als das Doppelte der schädlichen Emissionen als die Ölraffinerien des Landes.
Diese Forschung ergab, dass Ethanolanlagen im Jahr 2020 1.187 Tonnen CO2-Emissionen pro Million Gallonen Kraftstoffkapazität verursachten, die neuesten verfügbaren Jahresdaten. Im Gegensatz dazu produzierte die durchschnittliche Ölraffinerie nur 533 Tonnen Kohlenstoff.
Der Standard für erneuerbare Kraftstoffe
Das Gesetz verlangt von der Ethanolindustrie den Nachweis, dass ihr Kraftstoff im Vergleich zu Benzin eine 20-prozentige Reduzierung der CO2-Emissionen liefert. Der Prozentsatz basiert auf dem EPA-Modell zur Schätzung von Emissionen aus allen Phasen des Kraftstofflebenszyklus, einschließlich Landwirtschaft und Kraftstoffverbrauch. Und da beginnen die Dinge seitwärts zu gehen.
Die EPA hat mehr als 95 % aller US-Ethanolanlagen von der Anforderung ausgenommen, weil sie vor der Verabschiedung des Gesetzes gebaut oder im Bau waren. Heute produzieren diese Anlagen mehr als 80 % des landesweiten Ethanols. Laut EPA erfüllt etwa ein Drittel der Ethanolanlagen den gesetzlichen Umweltstandard, obwohl sie dazu nicht verpflichtet sind. Aber als Gruppe produzierten die von der Regulierung befreiten Anlagen im Durchschnitt 40 % mehr Umweltverschmutzung pro Gallone Kraftstoffkapazität als die Anlagen, die zur Einhaltung der Vorschriften verpflichtet waren Reuters Analyse gefunden.
Die altväterlichen Anlagen produzierten laut a 4,8 Millionen Tonnen mehr CO2-Emissionen, als sie hätten, wenn sie den Standard einhalten müssten Reuters Berechnung auf Basis der durchschnittlichen Emissionen aus regulierten und nicht regulierten Anlagen. Das entspricht den Emissionen von mehr als einer Million Autos.
Die Mandate des Kongresses für die Ausweitung von Biokraftstoffen laufen später in diesem Jahr aus und legen die Zukunft des RFS in das Ermessen der EPA. Die Agentur hat noch keine vorgeschlagenen Überarbeitungen öffentlich detailliert. Das Weiße Haus wollte sich dazu nicht äußern Reuters Ergebnisse. Die EPA sagte ihrerseits, sie sei der Absicht des Kongresses bei der Umsetzung des Biokraftstoffgesetzes gefolgt, einschließlich der behördlichen Ausnahmen. Die Agentur erkannte die höheren Produktionsemissionen von Ethanol im Vergleich zu Benzin an, behauptete jedoch, dass Ethanol insgesamt sauberer sei.
Mais, Ethanol und Politik
Die EPA wirbt für die Vorteile von Ethanol für die ländliche Wirtschaft und die nationale Sicherheit. „Erneuerbare Brennstoffe tragen dazu bei, die Energieversorgung unseres Landes zu diversifizieren und die Energieunabhängigkeit und -sicherheit zu verbessern“, hieß es Reutersund fügte hinzu, dass Biokraftstoffe „gut bezahlte Arbeitsplätze und Einkommen für landwirtschaftliche Gemeinschaften“ bieten.
Für diejenigen unter Ihnen, die an der Küste leben, wissen Sie vielleicht nicht viel über die Landwirtschaft im Kernland Amerikas, aber wehe jedem Politiker, der es wagt, in einem Überführungsstaat zu kämpfen, der nicht fotografiert wird, wie er eine Ähre, einen Maishund oder so etwas isst Schüssel Maissuppe. Mais ist eine Religion in landwirtschaftlichen Gemeinschaften und Joe Biden weiß es. Vor den nächsten Kongresswahlen im November wird die EPA keine Maßnahmen ergreifen, die die ländlichen Wähler verwirren.
Der Wunsch, diese Wähler anzusprechen, hat eine zentrale Rolle in den von der EPA ausgearbeiteten RFS-Vorschriften gespielt. Die Agentur stützt ihre Behauptung, dass Ethanol dem Klima zugute kommt, auf Berechnungen, die vor fast 15 Jahren mit einer Handvoll wissenschaftlicher Modelle durchgeführt wurden. Zu den Modellen gehört eines, das der Agentur von der Renewable Fuels Association empfohlen wurde, wie Dokumente der Agentur zeigen.
Als der Kongress den RFS verabschiedete, forderte er die EPA auf, das Emissionsprofil von Ethanol zu modellieren, um zu überprüfen, ob es den Emissionsminderungsstandard erfüllen könnte. Der erste Durchgang der EPA bei der Berechnung im Jahr 2009 ergab jedoch, dass Ethanol zu einer 5%igen Erhöhung der Treibhausgasemissionen gegenüber Benzin führen würde, was den Kraftstoff von den Beimischungsvorschriften ausgeschlossen hätte.
Industriegruppen, einschließlich der RFA, sträubten sich gegen die Berechnung und forderten die Agentur auf, die Formel zu ändern. Zu den Branchenempfehlungen gehörte die Annahme eines Modells, das vom Global Trade Analysis Project (GTAP) an der Purdue University gepflegt wird, um die Umweltverschmutzung abzuschätzen, die durch den Anbau von Mais für Ethanol entsteht, wie EPA-Aufzeichnungen der Debatte zeigen.
Laut einem Bericht des Congressional Research Service aus dem Jahr 2010 hat die EPA ihre Modellierung überarbeitet und GTAP verwendet, um ihre Ergebnisse zu testen. Es kam zu dem Schluss, dass die Emissionen von Ethanol um 21 % niedriger waren als die von Benzin, wodurch der Biokraftstoff knapp über der 20-%-Schwelle für die RFS-Konformität liegt. Das teilte die Agentur mit Reuters dass es die Modellierungsänderung nicht nur auf Wunsch der Industrie vorgenommen hat, sondern vielmehr Beiträge von „Regierung, Wissenschaft, Industrie und gemeinnützigen Institutionen“ einbezog.
Das Purdue-Modell wird von Dr. Farzad Taheripour, einem Forscher und Professor für Agrarökonomie, geleitet. Er sagte, das Modell sei im Laufe der Zeit modifiziert worden, um reale Beobachtungen darüber widerzuspiegeln, wie sich die Biokraftstoffproduktion auf die Landnutzung ausgewirkt hat. Beispielsweise deuteten frühe Studien zur Ethanolregulierung darauf hin, dass der RFS zu einer Entwaldung führen würde, die nicht eintrat.
Taheripour hat laut a Reuters Überprüfung seiner Angaben zur Forschungsfinanzierung.
Reuters war nicht in der Lage, den Gesamtbetrag der von Taheripour gesammelten Industriezuschüsse oder den Betrag, den er möglicherweise aus anderen Quellen erhalten hat, zu ermitteln. Taheripour sagte, seine Finanzierungsquellen hätten keinen Einfluss auf seine Forschungsmethoden oder -ergebnisse.
Folgen Sie der Wissenschaft, aber welcher Wissenschaft?
Der Ansatz des Purdue-Modells zur Schätzung landwirtschaftlicher Emissionen wurde von Wissenschaftlern bestritten. Ein wachsender Konsens unter ihnen hat festgestellt, dass Ethanol unter Berücksichtigung aller Phasen des Lebenszyklus des Kraftstoffs mehr Kohlenstoff produziert als Benzin – nicht weniger. Eine Studie des Nationale Akademie der Wissenschaften im Februar zum Beispiel geschätzt, dass Ethanol 24 % mehr Kohlenstoff produziert, Reuters Berichte.
Diese Studie wurde teilweise von der National Wildlife Federation und dem Energieministerium finanziert. Ist es nicht interessant, wie zwei Regierungsbehörden zu so weit auseinander gehenden Ansichten kommen können? Das Ethanol-Mandat war „nur ein Fehler“, sagte Timothy Searchinger, ein leitender Forscher am Princeton Center for Policy Research on Energy and the Environment Reuters. „Wir haben ein schreckliches Modell geschaffen.“
Geoff Cooper, Präsident der Renewable Fuels Association, ist anderer Meinung und sagte, dass Ethanol sauberer als Benzin sei. „Ethanol bietet erhebliche und sofortige CO2-Einsparungen“, sagte er Reuters. Andere Branchenbeobachter sagten, dass der RFS seine erklärten Umweltziele völlig verfehlt hat und dass die EPA eine umstrittene Methode zur Schätzung der Lebenszyklusemissionen der Ethanolindustrie verwendet hat, die die kontinuierliche Einhaltung der Vorschriften durch die Branche effektiv sichergestellt hat. Dieses Modell unterschätzt die Verschmutzung der Industrie durch den Maisanbau stark, sagten vier akademische Ethanolforscher Reuters.
Forscher können sich nicht einmal auf die Menge an Kohlenstoff einigen, die von landwirtschaftlichen Flächen gebunden wird. Der Großteil der Ethanolemissionen entsteht, wenn neues Land für die Maisproduktion bestellt wird, wodurch Kohlenstoff freigesetzt wird, der im Boden und in den Wurzeln gespeichert ist. Zwei Biokraftstoffexperten erzählten Reuters dass das Team, das am Purdue-Modell arbeitet, seine Schätzung, wie viel Kohlenstoff im Laufe der Jahre aus Ackerland freigesetzt wird, stetig reduziert hat, wodurch Ethanol klimafreundlicher erscheint.
Laut einer im Jahr 2020 veröffentlichten Studie wurde das Modell beispielsweise in den letzten zehn Jahren angepasst, um die Steigerung der Maiserträge zu überbewerten, was zu einer Unterschätzung der Emissionen aus dem Anbau führte Zeitschrift für sauberere Produktion, eine wissenschaftliche Publikation zum Thema Nachhaltigkeit. Die Änderungen werfen Bedenken hinsichtlich der Glaubwürdigkeit des Modells auf und führen zu einer „wirklich niedrigen Schätzung“ für landwirtschaftliche Emissionen aus Ethanol, sagte Stephanie Searle, Direktorin des Kraftstoffprogramms beim International Council on Clean Transportation, einer gemeinnützigen Forschungsorganisation.
Während der ersten RFS-Regelung erlaubte die EPA den Anbau von neuem Mais für Ethanol auf Land, das im Conservation Reserve Program des US-Landwirtschaftsministeriums registriert ist, das Landwirten eine monatliche Miete zahlt, um zerbrechliches Land ungenutzt zu lassen.
Seitdem haben Landwirte laut der Studie der National Academy of Sciences etwa 5 Millionen Morgen konserviertes Land mit Mais für Ethanol bepflanzt. All diese Anpflanzungen sind mit „CO2-Kosten“ verbunden, sagte Tyler Lark, Wissenschaftler am Center for Sustainability and the Global Environment der University of Wisconsin-Madison.
Taheripour wies die Idee zurück, dass die neuen Maispflanzungen der Ethanolindustrie viel Umweltverschmutzung produzierten. „CRP-Land ist nichts anderes als ungenutztes Ackerland“, sagte er. „Ungenutztes Land hat nicht die Fähigkeit, viel Kohlenstoff zu binden.“
Das USDA behauptet seit Jahren etwas anderes. Es hat gesagt, dass ungenutztes Ackerland in seinem CRP-Programm enorme Mengen an Kohlenstoff aufgenommen hat. Das Ministerium bewarb das Programm als eine wichtige Lösung für den Klimawandel und schätzte zwischen 2006 und 2017, dass solche Ländereien im Durchschnitt etwa 1,4 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar enthielten. Auf die Frage nach den Klimavorteilen von CRP-Land sagte das USDA jedoch Reuters Es hatte kürzlich seine Schätzung des Kohlenstoffs in solchen Gebieten um fast die Hälfte auf 0,8 Tonnen pro Morgen gesenkt, nachdem es aktualisierte Daten überprüft hatte.
Angesichts der wissenschaftlichen Auseinandersetzungen um Ethanol seien die Behauptungen der Industrie und der Regierung über einen großen Nutzen für das Klima zweifelhaft, sagte Rich Plevin, ein Umweltberater und ehemaliger Forscher an der University of California-Berkeley, der die Emissionen von Biokraftstoffen untersucht hat. „Hat die Politik etwas erreicht? Ich denke, es ist wirklich schwer zu behaupten, dass es für die Umwelt getan hat. Das Beste, was wir sagen können, ist, niemand weiß es wirklich.“
Das wegnehmen
Groß. Jetzt haben wir die EPA, das DOE und das USDA, die alle anderer Meinung sind. Können wir aus all diesen Kontroversen etwas lernen? Ja da ist. Biokraftstoffe sind eine Scharade, eine Möglichkeit, den Verbrennungsmotor trotz seiner schrecklichen Auswirkungen auf die Umwelt noch einige Jahrzehnte am Leben zu erhalten.
Das Problem ist nicht, dass ein Kraftstoff sauberer ist als ein anderer. Das Problem ist, dass das Verbrennen von Sachen – egal welcher Art – zur Energieversorgung unserer Gesellschaften ein Negativsummenspiel ist, das jeden heute lebenden Menschen und alle, die in ihre Fußstapfen treten werden, gefährdet.
Wächter Der Kolumnist George Monbiot schrieb kürzlich: „Die Anreize und Regeln zur Förderung von Biokraftstoffen auf beiden Seiten des Atlantiks hatten von Anfang an wenig mit der Rettung des Planeten zu tun, sondern alles mit politischer Zweckmäßigkeit.“
In einer Zeit, in der katastrophale Überschwemmungen und Dürren Millionen mit Hunger bedrohen, wie klug ist es, produktives Land zum Anbau von Mais für Ethanol zu nutzen, um ein paar CO2-Emissionen einzusparen, wenn Elektroautos überhaupt keine Auspuffemissionen verursachen?
Big Ag hat eindeutig eine wichtige Rolle bei der Ausarbeitung des Standards für erneuerbare Energien und dem Drängen auf mehr Ethanol auf Maisbasis gespielt. Der größte Produzent von Ethanol für Treibstoff in den USA ist der Agrargigant Archer Daniels Midland. Bei Ethanol aus Mais geht es mehr darum, Stimmen im Farmgürtel zu kaufen, und weniger darum, gute Verwalter der Erde zu sein. Die Biden-Administration sollte sich vom RFS entfernen, aber wahrscheinlich fehlt ihr der politische Wille dazu.
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