Bilans energii produkcji biopaliw

Ponieważ wiele osób pokazuje, że w dyskusjach o ekologii nie rozumie, czym jest bilans energii - zresztą zostałem w  jednej z nich poproszony o wyjaśnienie - zdecydowałem się wyjaśnić to pojęcie na przykładzie bilansu energii w procesie wytwarzania biopaliwa z roślin uprawianych w celu przetworzenia ich na biopaliwo. Wybrałem ten przykład ze względu na to, że produkcja biopaliwa kiedyś miała na celu oszczędzanie zasobów ropy naftowej. Można więc uznać, że jest to przykład najbliższy tematowi, gdyż nie chodzi tu o dobra konsumpcyjne innego rodzaju, które mają jakąś wartość użytkową dla człowieka i dlatego można poświęcić energię, żeby tę wartość wytworzyć. Biopaliwo służy tylko oszczędzaniu energii - chcemy wlać do baku biopaliwo zamiast paliwa, żeby oszczędzać energię. Aby ten cel osiągnąć, zużycie energii podczas wytwarzania biopaliwa musi być mniejsze, niż ilość energii uzyskiwanej ze spalania biopaliwa.

Aby rozumowanie było mniej abstrakcyjne, zastosuję uproszczenie polegające na przyjęciu następującego modelu. Istnieją tylko trzy źródła energii: Słońce, paliwo kopalne i biopaliwo. Dzięki temu założeniu, abstrakcyjne pojęcie "energii" możemy zastąpić słowem "paliwo". Zamiast mówić o zużyciu energii, będę mówić o zużyciu paliwa (kopalnego), gdyż w tym modelu energia Słońca nie podlega zużyciu - nie wlicza się do bilansu energii. Zamiast mówić o oszczędzaniu energii będę mówić o oszczędzaniu paliwa. Chodzi więc o to, żeby ilość wytworzonego biopaliwa była większa niż ilość zużytego paliwa kopalnego.

Wyobraźmy sobie łąkę, na której rosną rośliny, wytwarzające biopaliwo gotowe do użytku, trzeba tylko zebrać krople wydzielane przez rośliny. Zużycie paliwa, to ilość paliwa spalona w maszynach służących do zbierania i gromadzenia zebranego biopaliwa. Zauważmy, że w tym modelu zakładamy, że całą prace wykonują maszyny napędzane paliwem - człowiek nie pracuje, bo musielibyśmy założyć, że odżywia się paliwem, a nie jedzeniem. Nie chcemy komplikować prostego bilansu. Lepiej więc założyć, że zawsze pracują maszyny. Zresztą po to m.in. maszyny wymyślono, żeby pracowały wydajniej niż ludzie. Maszyny zamiast ludzi, to oszczędność energii. Wracamy więc do naszego przykładu - mamy maszyny, które kręcą się po łące, zbierają "rosę" biopaliwową, zawożą biopaliwo do zbiorników, wlewają ją i wracają na łąkę. Przyjmijmy, że taka maszyna spala 10 litrów paliwa podczas jednego cyklu, w którym zbierze 100 litrów biopaliwa. Czy to się opłaca? Wydaje się, że tak -  bilans jest dodatni: 100-10=90. inwestujemy 10 l., zarabiamy 90 l.? Nie.

Musimy policzyć jeszcze koszty wytworzenia maszyn i dowiezienia ich na miejsce, uwzględniając czas ich eksploatacji, zanim się nie zużyją. Załóżmy dla uproszczenia, że mamy w pełni samowystarczalną fabrykę maszyn - sama sobie wydobywa surowce i wytwarza własną elektryczność dzięki generatorom na paliwo. Teraz do paliwa zużytego na łące (10 l.) dodamy paliwo, zużyte przez fabrykę na wytworzenie maszyn i dowiezienie ich na łąkę,  w proporcji wynikającej z czasu cyklu i czasu eksploatacji maszyn, np. 1000 cykli. Przyjmijmy, że to dodatkowy koszt 10 l. paliwa na jeden cykl. Inwestujemy 20 l. i zarabiamy 80 l.? Nie od razu, bo za maszyny musieliśmy zapłacić na początku 10 000 l., ale już po upływie 110 cykli zaczynamy zarabiać (jeśli pominiemy koszty konserwacji i napraw i  inne drobne), a po upływie 1000 cykli mamy 100 000 l. biopaliwa wytworzonego kosztem 20 000 l. paliwa kopalnego. Teraz wydamy 10 000 l. na kolejną partię maszyn i interes się kręci. Ten interes jest taki dobry dlatego, że prawie całą prace wykonało za nas Słońce. My tylko wytworzyliśmy maszyny i zebraliśmy biopaliwo. Taki jest ideał biznesu biopaliwowego - jeden etap i trzy rodzaje kosztów głównych (inne mniejsze koszty dodatkowe pominąłem):

1. Zbiór - dla każdego cyklu

1a. Maszyny do zbioru (kupno plus transport) - jeden raz dla nadcyklu maszynowego

1aa. Konserwacja i naprawy (zapłata plus transport) - sumujemy raz dla nadcyklu maszynowego

Rzeczywistość tego biznesu jest inna. Biopaliwo samo nie rośnie na łące, więc trzeba je wyhodować przy użyciu rolnictwa. Nie znamy też roślin płaczących biopaliwem, więc zebrany surowiec musimy przetworzyć w wytworni biopaliwa. Takie są realia biznesu biopaliwowego - siedem etapów zamiast jednego:

1. Wykarczowanie lasu - jeden raz dla supernadcyklu

2. Przygotowanie pola i zasianie roślin - jeden raz na sezon

3. Nawożenie, pielenie, zwalczanie szkodników itp.

4. Oczyszczanie ścieków i pozbywanie się odpadów (minimum wymagane przez prawo - bez kosztów rekultywacji - środowisko jest niszczone, tylko nieco wolniej)

5. Zbiór surowca (z zasianych roślin i transport do fabryki biopaliwa)

6. Produkcja i zmagazynowanie biopaliwa

7. Oczyszczanie ścieków i pozbywanie się odpadów

Oczywiście dochodzą koszty maszyn, transportu, konserwacji i napraw dla każdego etapu. Dochodzą koszty dodatkowe - reklama, podatki, administracja firm...

Pewnie zauważyliście (ci którzy znacie wyniki badań fizycznych i ekonomicznych tego biznesu), jak sprytnie dobrałem liczby. Naukowcy policzyli bilans energii - jest on ujemny - aby wytworzyć 100 l. biopaliwa średnio zużywamy 140 l. paliwa kopalnego (w zależności od surowca,  np. palma olejowa - 120, kukurydza 140, rzepak - 160), czyli 7 etapów razy 20 l. Efekt jest więc taki, że w naszym nadcyklu maszynowym po upływie 1000 cykli mamy 100 000 l. biopaliwa wytworzonego kosztem 140 000 l. paliwa kopalnego - to jest to, co nazywamy ujemnym bilansem energii.

Pierwotny cel produkowania biopaliwa już nie istnieje - nie oszczędzamy energii ale przeciwnie, marnujemy ją. Dla kogo to robimy? Zaczęło się od tego, że rolnicy w UE się nudzili i za mało zarabiali, więc narody Europy zgodziły się zrobić dodatkową zrzutkę dla rolników, ale żeby nie obrazić ich jałmużną, nakłamano im, że uprawianie roślin na biopaliwo to pożyteczna praca, bo oszczędza energię. USA podchwyciły tę ideę. Ale teraz już prawie nikt nie wierzy w te kłamstwa, a jednak nadal marnujemy energię i niszczymy środowisko. Nasza partia zlikwiduje dotacje, ulgi, subwencje itp. dla biopaliw - niech naturalnie zbankrutują.

A na koniec, aby domknąć temat, dodam, że istnieją biznesy biopaliwowe o dodatnim bilansie energii - to przetwarzanie odpadów na biopaliwo i przetwarzanie roślin bez pomocy rolnictwa (odnawialne wytwory przyrody niepielęgnowanej - nieposiane a zbierane):

5. Zbiór surowca  i transport do fabryki biopaliwa

6. Produkcja i zmagazynowanie biopaliwa

7. Oczyszczanie ścieków i pozbywanie się odpadów