I løpet av de siste to tiårene har den globale produksjonen av biobrensel opplevd en markant vekst. Denne veksten står imidlertid i kontrast til matproduksjon, da essensielle komponenter som vegetabilske oljer og sukker også er avgjørende innenfor matvareproduksjon. Samtidig blir omtrent en tredjedel av den samlede produserte maten for oss mennesker kastet årlig. Sammen med kollegaer fra Argentina og Portugal, utforsker Jorge Marchetti fra NMBU og GreenSmart, løsninger som kan bidra med begge problemene.
I løpet av det siste tiåret har internasjonale organisasjoner advart om innvirkningen av biobrenselproduksjon på matvarepriser, da mange av disse kulturene konkurrerer med matavlinger. Allerede i 2013 understreket FNs komité for matvaresikkerhet at "progressiv realisering av retten til tilstrekkelig mat for alle" må være en høy prioritet i utviklingen av biobrensel. Videre oppfordret de forskere innen dette feltet til å forbedre effektiviteten i ressursbruk og utforme løsninger som tilfredsstiller behovene til alle parter, inkludert de mindre utviklede landene, kvinner og småbønder.
"Verdens produksjon av bioetanol, biogass og biodiesel har økt de siste 20 årene, støttet av blandingsspesifikasjoner, gunstige skatteregler og subsidier, samt en økende global etterspørsel. Likevel kolliderer denne produksjonen noen ganger med matproduksjonen, da hovedinnsatsen er vegetabilske oljer eller sukker," forklarer Dr. Alfredo Juan fra fysikkavdelingen ved det Nasjonale Universitetet i Sør, i Argentina. Med finansiering fra Den europeiske union deltar forskere fra dette universitetet i et prosjekt sammen med forskere fra Norge og Portugal som søker nye måter å produsere biobrensel ved hjelp av ulike brukte oljer og annet avfall.
"Vi jobber med brukte oljer - både industrielle og matlagningsoljer - og bruker materialer som kalkoksid, fra vanlige kilder som eggskall. Målet er å skape en biobrenselmateriale fra to kilder av avfall," forklarer Dr. Alfredo Juan, som også er en del av Southern Institute of Physics (UNS-CONICET).
Verdsettelse av avfall som grunnlag for bærekraft
Ifølge Juan er verdsettelse av avfall en av hjørnesteinene i bærekraften i den såkalte sirkulære økonomien. FNs organisasjon for mat og landbruk (FAO) anslår at en tredjedel av maten som produseres for menneskelig konsum, kastes hvert år. Dermed går betydelige ressurser tapt, og avfallsproduksjonen er også betydelig.
"Likevel har disse katalysatorene ennå ikke nådd optimale forhold for bruk og har problemer med stabilitet eller levetid i deres effektive bruk. Det er ennå ikke en fullstendig forklaring på dette fenomenet, og det er viktig å finne svar på dette spørsmålet. Derfor har prosjektet som mål å bruke fysiske og kjemiske teknikker for å karakterisere katalysatoren ved å forstå strukturen mikroskopisk på en gunstig måte. Med dataene som er oppnådd i Norge med Jorge M. Marchetti og NMBU, er det mulig å designe modeller av reaktive overflater av kalkoksid og andre alternativer som kaliumoksid," la han til.
Bærekraftig fremtid gjennom forskning og samarbeid
"Datamaskinsimulering gjør det mulig å forutsi reaktiviteten til disse katalysatorene og forstå på molekylært nivå hvordan kjemiske reaksjoner oppstår uten å faktisk utføre dem. Dette sparer tid ved å redusere prøve-og-feil-metoden. Til slutt testes de beste formuleringene i reaktorer ved ISEL (Portugal) for å se hvor effektivt prediksjonene og tilpasningene som er basert på eksperiment-teoribakgrunn, fungerer i praksis," avsluttet Dr. Juan.
Mens mange store landbruksfirmaer søker etter alternativer til mais og andre matavlinger for produksjon av biodiesel, må også miljøpåvirkningen av avfall håndteres. "Det mest unike ved prosjektet er denne tverrfaglige tilnærmingen som inkluderer bidrag fra ulike kunnskapsområder som vanligvis jobber hver for seg. De søker å løse to problemer: produksjon av biobrensel og gjenbruk av avfall," forklarte forskeren. På denne måten forsøker de å generere kunnskap for å takle en situasjon som sannsynligvis vil kreve nye (og spesielt bærekraftige) løsninger på kort sikt.