بررسی تأثیرات ناشی از مصرف بیواتانول

بخش عمده‌ای از جدل‌هایی که در موضوع سوخت‌های agrofuel رایج است، درباره اثرات مثبت و منفی ناشی از مصرف آن‌‌ها است. در حالی‌ که به عنوان مثال در اتحادیه اروپا، سوخت‌های زیستی ممکن است به عنوان پاسخ به مشکلات مربوط به سوخت‌های فسیلی و تغییرات اقلیمی مطرح شود، اما واردات آن‌ها تأثیراتی بر محیط‌زیست و مردم خواهد داشت که غیرقابل پیش‌بینی است. در بعضی موارد نیز جامعه گسترده‌ای را از طریق تأثیر بر قیمت مواد غذایی تحت تأثیر قرار می‌دهد. اثرات تولید و مصرف سوخت‌های زیستی بر روی بسیاری از مسائل مختلف متمرکز شده است، اما مسائل زیست‌محیطی از جمله میزان کاهش گازهای گلخانه‌ای و هم‌چنین مسائل اجتماعی مربوط به افزایش رقابت برای زمین‌های کشاورزی و تأثیر آن بر امنیت غذایی، از این میان از اهمیت قابل توجهی برخوردارند.

تأثیرات زیست‌محیطی

بسیاری از مطالعات اولیه مربوط به میزان انتشار کربن خنثی در سوخت‌های زیستی، با استفاده از ارزیابی چرخه حیات، مقادیر انتشار گازهای گلخانه‌ای را در تمامی مراحل تولید سوخت‌های زیستی با معادل سوخت‌های فسیلی مقایسه می‌کنند. این مراحل شامل رشد یا استخراج منابع، روند تبدیل آن‌ها به سوخت، و سپس احتراق سوخت هستند. حتی اگر انتشار گازهای مرحله دوم و سوم در هر دو نوع سوخت برابر باشد، بحث این است که در مرحله اول، رشد گیاهان همراه با جذب کربن‌دی‌اکسید از جو می‌باشد، در حالی که استخراج نفت ‌خام باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود. بنابراین میزان انتشار خالص گازهای گلخانه‌ای طی فرایند تولید سوخت‌های زیستی کمتر از سوخت‌های فسیلی است.

مطالعاتی که با استفاده از این نوع ارزیابی صورت گرفته است، برخی از جنبه‌ها مانند کاهش کربن در رشد گیاه را شامل می‌شود ولی سایر هزینه‌های کربن در استفاده از زمین مانند ذخیره کربن که قربانی تغییر کاربری زمین‌ها شده است را شامل نمی‌شود. درنتیجه محققان شروع به انجام مطالعاتی کردند که این هزینه‌های منفی کربن را به خود اختصاص داده و نتایج بسیار متفاوتی را به دست آوردند. هنگام بحث در مورد تغییر کاربری زمین‌ها در ارتباط با افزایش تولید سوخت زیستی، لازم است به تحقیقات پیشگامان این عرصه مانند Farigone و Searchinger مراجعه نمود، زیرا آن‌ها از نخستین محققانی بودند که انتشار گازهای گلخانه‌ای را در اثر تغییر کاربری زمین بررسی کردند. به دلیل افزایش تقاضا برای سوخت‌های زیستی، زمین برای افزایش میزان تولید متناسب با تقاضا مورد نیاز است. بدین ترتیب زمین‌های پیشین و بدون کاربری، برای رشد مواد اولیه تولید سوخت زیستی باید از طریق سوختن یا تجزیه پاک‌سازی شوند. از طرفی کل ذخایر کربن موجود در خاک و زیست‌توده گیاهی بیشتر از ذخایر موجود در جو است، از این رو وقتی این کربن از زمین آزاد می‌شود، مشکل‌ساز است.

این مقدار کربن‌دی‌اکسید آزاد شده در هنگام تبدیل زمین، همان چیزی است که Farigone و همکارانش به عنوان بدهی کربن اعلام نمودند. ممکن است که در طول زمان، سوخت‌های زیستی تولید شده از این زمین‌ها بتوانند بدهی را پرداخت کنند، اما تنها در صورتی این امر شدنی است که میزان انتشار خالص گازهای گلخانه‌ای در مراحل تولید و سپس احتراق کمتر از سوخت‌های فسیلی جایگزین باشند. در مطالعه انجام شده، دریافتند که با تبدیل زیستگاه‌های بومی به زمین برای تولید سوخت‌های زیستی، بدهی‌های بزرگی از کربن ساخته می‌شود. برای مثال، بدهی کربن از تولید لوبیای سویا در آمازون برزیل برای سوخت زیستی، تقریباً 320 سال است که در مقایسه با انتشار گازهای گلخانه‌ای از دیزل نفت، باید پرداخت شود. از این رو، از نتایج تحقیقات مشخص است که وقتی سوخت‌های زیستی از این زمین‌ها تولید می‌شوند، این منابع به اصطلاح کربن خنثی و سازگار با محیط‌زیست می‌توانند میزان بیشتری از انتشار گازهای گلخانه‌ای را برای مدت زمان بسیار طولانی‌تر از سوخت‌های فسیلی جایگزین منتشر کنند. هم‌چنین در مطالعه دیگری، Beer و همکارانش دریافتند که اگر زمین جزو جنگل‌های بارانی مناطق گرم باشد و تغییر کاربری رخ دهد، نتایج محاسبات انتشار گازهای گلخانه‌ای از 80 درصد بهبود‌ می‌تواند تا بیش از منفی 800 درصد تغییر کند و  اگر بیشه‌زار و جنگل‌های پیت باشد تا منفی 2000 درصد تغییر می‌کند. این نتایج نشان می‌دهد که تغییر کاربری زمین می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر انتشار گازهای گلخانه‌ای داشته باشد. در ادامه تحقیقات  Farigoneو با هدف مشابه، Searchinger و همکارانش برای محاسبه انتشار گازهای گلخانه‌ای از تغییر کاربری زمین در تولید سوخت‌های زیستی در امریکا، مطالعاتی انجام دادند. نتایج و یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که تولید اتانول مبتنی بر ذرت باعث افزایش دو برابری میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای در بیش از 30 سال و افزایش انتشار آن‌ها به مدت 167 سال می‌شود. در هر دو این تحقیقات، ضمن برجسته کردن ارزش سوخت‌های زیستی، تنها راه مطمئن برای جلوگیری از افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای در نتیجه تغییر کاربری زمین، تولید سوخت زیستی از مواد زائد به عنوان نتیجه بیان شده‌است.

در ادامه این تحقیقات ابتدایی، مطالعات زیادی در سال‌های بعد به بررسی تأثیر گسترش بازار سوخت‌های زیستی در تغییر کاربری مستقیم و غیرمستقیم زمین‌ها در سطح ملی و بین‌المللی و چگونگی اندازه‌گیری و ارزیابی آن‌ها پرداختند. در چنین مطالعاتی، اهمیت تغییر کاربری غیرمستقیم زمین (ILUC) آشکار شد. زمین‌های اضافی مانند جنگل‌ها یا علفزارها به طور مستقیم و یا به طور غیرمستقیم و از طریق اختصاص مجدد سایر زمین‌های زراعی موجود مانند زمین‌های کشت پنبه، برنج، میوه یا سبزیجات؛ برای تولید مواد اولیه سوخت زیستی به زمین‌های زراعی تبدیل می‌شوند. این به آن معنا است که تولید محصول اصلی کاهش می‌یابد و برای حفظ امنیت غذایی باید در جاهای دیگری کمبود آن جبران شود. این تقسیم مجدد باعث ایجاد ILUC می‌شود. بنابراین تأثیرات زیست‌محیطی ILUC در حقیقت مانند پاک‌سازی مستقیم زمین‌ها برای رشد مواد اولیه سوخت زیستی است. یک نمونه دیگر از مطالعات که در سال 2011 توسط Laborde صورت گرفته است، بیان می‌کند که ILUC در حقیقت بیش از 60 درصد از صرفه‌جویی انتشار مستقیم گازهای گلخانه‌ای را که در سیاست اتحادیه اروپا تا سال 2020 تخمین زده شده است، از بین می‎‌برد. بنابراین اگر ILUC در بررسی‌ها در نظر گرفته شود منجر به نتایج بسیار متفاوتی می‌شود.

اثرات اجتماعی

مباحث مربوط به تأثیرات اجتماعی مصرف agrofuel بر روی مسئله غذا در مقابل سوخت متمرکز است. همان‌گونه که ذکر شد، افزایش تقاضا برای سوخت‌های agrofuel مانند بیودیزل و بیواتانول بیشترین توجه را به خود جلب کرده است و در سال 2008 بحث‌های زیادی در مورد این منابع به وجود آورد. در آن زمان افزایش قیمت محصولات کشاورزی به عنوان یک بحران غذایی جهانی تعریف شد. بسیاری از کشاورزان به عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل این بحران بیان کردند که تقاضای جهانی به سرعت در حال افزایش است و مقدار زیادی از زمین‌هایی که قبلاً برای رشد محصولات غذایی استفاده شده بود به تولید مواد اولیه سوخت اختصاص داده شدند که نتیجه آن افزایش قیمت محصولاتی بود که تا قبل از سال 2008 ثابت بود. اکثر سوخت‌هایی که در سال‌های اخیر مصرف می‌شوند، از محصولاتی به دست می‌آیند که جزو مواد غذایی نیز محسوب می‌شوند. بنابراین نه تنها رقابت برای زمین وجود دارد، بلکه رقابت مستقیم برای استفاده نهایی از محصول به عنوان غذا یا سوخت نیز وجود دارد. محبوب‌ترین محصولات کشاورزی که به عنوان مواد اولیه برای تولید سوخت‌های زیستی استفاده می‌شود محصولاتی هستند که بخش بزرگی از رژیم‌های فقیر جهان را تشکیل می‌دهند.

در سال 2008 سازمان غذا و کشاورزی FAO)) نیز در مورد مسائل مربوط به رقابت زمین برای محصولات کشاورزی تمرکز نمود و اظهار داشت که در نتیجه افزایش رقابت کاربری زمین، قیمت مواد غذایی نیز تحت تأثیر قرار گرفته است. بر اساس گزارش Grethe و همکارانش در سال 2013، سیاست agrofuel اتحادیه اروپا مستقیماً مسئول افزایش قیمت‌ها به میزان 16 درصد در روغن‌های گیاهی، 10 درصد در دانه‌های روغنی و به طور متوسط افزایش 2.6 درصدی قیمت محصولات کشاورزی در جهان است.

با این حال، با توجه به نتایج پژوهش Hochman و همکارانش در سال 2014، باید توجه کرد که افزایش قیمت مواد غذایی اساسی تنها به دلیل افزایش تقاضا برای سوخت‌های زیستی نبوده است و سایر عوامل مانند رشد اقتصادی، نوسانات نرخ ارز و تغییرات قیمت انرژی نیز تأثیر داشته‌اند.

با توجه به فرضیات سیاست‌های اتخاذ شده، ظهور نسل دوم بیواتانول که رقابتی با محصولات غذایی ندارد و هم‌چنین تحقیقات فراوانی که بر روی آن‌ها صورت می‌گیرد، می‌توان نتیجه گرفت که سیاست‌های تولید و استفاده از سوخت‌های زیستی، تا حد مطلوبی موفق خواهند شد.