Automotive Global Warming

8/9/2019 Automotive Global Warming

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E L S E V I E R

E C O L O G I C A L IM P A C T A S S E S S M E N TA U T O M O B I L E S A N D G L O B A L W A R M I N G :A L T E R N A T I V E F U E L S A N D O T H E R O P T I O N SF O R C A R B O N D I O X I D E E M I S S I O N SR E D U C T I O N

A r n b u j D . S a g a rM a s s a c h u s e t t s I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y

Automobiles are a source o f considerable pollu tion at the global level, includ-ing a significant fraction o f the total greenhouse gas emissions. Alternative fue lshave received some attention as potential options to curtail the carbon dioxideemissions from motor vehicles. This article discusses the feasibil ity and desir-ability (from a technical as well as a broader environmental perspective) o f thelarge-scale production and use o f alternative fuels as a strategy to mitigate au-tomotive carbon dioxide emissions. Other options such as improving vehicleefficiency and switching to more efficient modes o f passenger transportation arealso discussed. These latter options offer an effective and immediate way to tacklethe greenhouse and other pollutant emission from automobiles, especially asthe limitations o f currently available alternative fuels and the technological andother constraints for potentia l fu tur e alternatives are revealed.

1. IntroductionThe basic concept of automotive engines (i.e., reciprocating internal combus-tion (IC) engines) has not changed much since the earlier part of the century.The combustion of the fuels that have been traditionally utilized in such en-gines (i.e., petroleum-derived fuels) leads to the release of pollutants as inher-ent by-products of this combustion process. Of these, the major pollutantsare sulfur oxides (SOx), nitrogen oxides (NOx), hydrocarbons (HCs), lead,particulates, carbon monoxide (CO), and carbon dioxide (CO2). SOx are dueto the sulfur impurities in the gasoline, whereas the formation of NOx resultsfrom the large fraction of nitrogen that is present in ambient air used for the

Address requests for reprints to: A m b u j D . S a g a r , A -1 1, P u s h p a n j a r l i , V i k a s M a r g , D e l h i 1 10 09 2, I n d i a .

E N V I R O N I M P A C T A S S E S S R E V 1 99 5;1 5:2 ,1 1-2 74 1995 E l s e v i e r Sc i e nc e I nc .6 5 5 A v e n u e o f t h e A m e r i c a s , N e w Y o r k , N Y 1 00 10 0 1 9 5 - 9 2 5 5 / 9 5 / $ 9 . 5 0S S D I 0 1 9 5 - 9 2 5 5 ( 9 5 ) 0 0 0 8 - 3


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2 4 2 A M B U J D . S A G A R

c o m b u s t i o n . T h e s e tw o p o l l u t a n t s h a v e b e e n i m p l i c a t e d i n t h e a c i d r ai n is su e .H C s ( m a i n l y u n b u r n e d o r e v a p o r a t e d c o m p o n e n t s o f g as o li ne ) a n d N O x a r ek e y c o m p o n e n t s i n t h e s e q u e n ce o f re a c t io n s t h a t l e a d to t h e p r o d u c t i o n o fp h o t o c h e m i c a l s m o g a n d u r b a n o z o n e . L e a d e m i s s io n s ar e a c o n s e q u e n c e o fa d d i n g t e t r a -e t h y l l ea d ( T E L ) t o g a s o l in e a s a n a n t i - k n o c k a g e n t . A l t h o u g ht h e u s e o f T E L h a s b e e n s e v e r e ly c u r t a i l e d i n t h e U . S . a n d is b e g i n n i n g t ob e e l i m i n a t e d f r o m E u r o p e , i t i s s ti ll w i d e l y u s e d i n o t h e r c o u n t r i e s . L e a d e m i s -s i o n s a r e o f c o n c e r n , e s p e c i a l l y i n t h e u r b a n e n v i r o n m e n t , b e c a u s e e x p o s u r ec a n l e a d t o i n c r e a s e d b l o o d l e a d l ev e ls t h a t i n t er f e re s w i t h t h e m e n t a l d e v e l o p -m e n t o f y o u n g c h i ld r en . T h e o x i d e s o f c a r b o n ( C O a n d C O 2 ) a r e u n a v o i d a b l ei f t h e e n e r g y c o n v e r s i o n p ro c e s s is b a s e d o n t h e c o m b u s t i o n o f c a r b o n a c e o u sf u e l s ( s u c h a s g a s o l in e ) . C O is k n o w n t o h a v e a c u t e h e a l t h e ff ec ts , a l t h o u g hi t a c t s o n a l o c a l s c a l e . L a s t , b u t n o t l e a s t , C O 2 , w h i c h h a s b e e n t r a d i t i o n a l l yr e c o g n i z e d a s a g r e e n h o u s e g a s , is o f c o n c e r n i n t h e c o n t e x t o f g l o b a l w a r m i n g .

C u r r e n t l y , m o t o r v e h ic l es a r e e s t i m a t e d t o c o n t r i b u t e a b o u t 14 e/0 o f t h e g l o b a lC O 2 e m i s s i o n s , 5 0-6 00 7o o f t h e C O , H C s , a n d l e a d , 3007o o f t h e N O x a n d a b o u t1 0-2 0/0 o f t h e p a r t i c u l a t e e m i s s i o n s ( F a i z 1 99 3). A i r - c o n d i t i o n i n g i n m o t o rv e h ic l es is re s p o n s i b l e f o r 25o7o o f t h e g l o b a l c h l o r o f l u o r o c a r b o n ( C F C ) c o n -s u m p t i o n ; n o t o n l y d o e s a i r - c o n d i t i o n i n g s i g n i fi c a n t ly r e d u c e t h e f u e l ef f ic ie n c yo f t h e v e h ic le , b u t t h e r e le a s e o f C F C s u s e d i n t h e se s y s t e m s c o n t r i b u t e s as i za b l e f r a c t i o n ( 5 % ) o f th e t o t a l g l o b a l g r e e n h o u s e e f fe c t ( d u e t o t h e i r ex -t r e m e l y h i g h g r e e n h o u s e p o t e n t i a l) , a s w e ll a s to t h e s t r a to s p h e r i c o z o n e d e p l e -t i o n p r o b l e m ( F a iz 1 99 3). T h e g l o b a l v e h i c u l a r e m i s s i o n s a r e e s t im a t e d t o b er e s p o n s i b l e f o r a b o u t 15o70 o f t h e g r e e n h o u s e e f fe c t ( F a iz 1 99 3) a s w e ll a s a b o u t507o o f t h e p h o t o c h e m i c a l a i r p o l l u t i o n a n d 2 5-4 07 o o f t h e a c i d e m i s s i o n s( B o y l e 1 99 0). S u c h s t a t is t i c s c l e a r l y h i g h l i g h t t h e f a c t t h a t t h e c o n t r i b u t i o nt o t h e g l o b a l e n v i r o n m e n t a l c ri si s b y m o t o r v e h ic le s is a lr e a d y s u b s t a n t i a l; t h e yc a u s e m o r e a i r p o l l u t i o n t h a n a n y o t h e r s i n g le h u m a n a c t i v i ty ( F a iz e t a l. 1 99 0).

T h e p e r v a s i v e n es s o f t h e a u t o m o b i l e ( li ke m a n y o t h e r t e c h n o l o g i c a l m a r -v e ls o f t h e 2 0 t h c e n t u r y ) is c lo s e l y l i n k e d t o g l o b a l " d e v e l o p m e n t . " A s a r e s u lt ,e v e n t h o u g h c a r o w n e r s h i p i n t h e i n d u s t r ia l iz e d n a t i o n s i s a p p r o a c h i n g s a t u -r a t i o n l ev e ls , t h e r e la t iv e n u m b e r s o f c a r s a r e m u c h l o w e r in m o s t o f t h e l e s s eri n d u s t r i a l iz e d c o u n t r i e s ( L I C s ) o r n e w l y i n d u s t r i a l iz e d c o u n t r i e s ( N I C s ) . F o re x a m p l e , t h e l ev e l o f c a r o w n e r s h i p i n t h e U n i t e d S t a t e s is 10 00 t i m e s t h a to f C h i n a a n d 2 5 0 ti m e s t h a t o f I n d i a ; i n f a c t , a t p r e s e n t , o n l y 16 0/0 o f t h ew o r l d ' s p o p u l a t i o n o w n s 8 170 o f a l l a u t o m o b i l e s ( B o y l e 1 99 0). S t il l, i n m o s ti n d u s tr ia l iz in g c o u n t r ie s , t h e r e h a v e b e e n r a p i d a u t o m o b i l e p o p u l a t i o n e x p lo -s i on s , a s th e n e w l y a f f lu e n t c la s se s m o v e t o a c q u i r e o n e o f t h e m o s t d e s i r a b leo f a ll s t a tu s s y m b o l s - - t h e c ar . T h e r e is n o d o u b t t h a t t h e n e x t f e w d e c a d e sa r e li k el y t o s ee a n e n o r m o u s i n cr e a se i n t h e n u m b e r s o f a u t o m o b i l e s w o r l d -w i d e , e sp e c i a l ly g i v e n t h e f a c t t h a t t h e g l o b a l e c o n o m y i s d e s p e r a t e l y i n n e e do f i n d u c t i n g p o t e n t i a l l y g i g a n t i c c o n s u m e r s l ik e I n d i a a n d C h i n a i n t o th e g l o b a l


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AUTOMOBILES AND GLOBAL WARMING 243

m a r k e t p l a c e . P r o j e c t i o n s i n d i c a t e t h a t t h e w o r l d w i d e n u m b e r o f v e h ic le s ise x p e c t e d to d o u b l e b y 2 0 2 0 (F a iz 1 99 3). E v e n m o r e , t h e n u m b e r o f r o a d m i le st r a v e le d i n c re a s e s d i s p r o p o r t i o n a t e l y a s th e r i s i n g le v e ls o f a f f l u e n c e o f a c o u n t r yl e a d t o i m p r o v e m e n t s i n it s b a s i c i n f r a s t r u c t u r e . E v e n i n t h e U . S ., t h e n u m b e ro f r o a d m i l es t ra v e l e d h a s b e e n c o n s i s t e n t l y i n c r ea s i n g i n t h e p a s t f ew d e c a d e s( R o ss 1 9 8 9 ) .

A m o n g t h e e n v i r o n m e n t a l is s ue s t h a t t h e t r a n s p o r t a t i o n s e c t o r is i n v o lv e di n, a n i m p o r t a n t o n e , e s p e c ia l ly fo r th e l o n g - t e r m , is t h a t o f g l o b a l w a r m i n g .E v e n t h o u g h t h e c l i m a t i c im p l i c a ti o n s o f t h e g r e e n h o u s e e ff ec t a r e s ti l l n o tf u l ly u n d e r s t o o d a n d s c ie n ti fi c c o n s e n s u s h a s n o t b e e n r e a c h e d o n t h e e x a c tm a g n i t u d e o f t h e g l o b a l w a r m i n g p r o b l e m , t h e r e s e em s t o b e a n i n c r e as i n ga g r e e m e n t o n i ts p o t e n t i a l l y c a t a s t r o p h i c n a t u r e . F o r th i s r e a s o n , g l o b a l w a r m -i n g h a s c a p t u r e d t h e a t t e n t i o n o f t h e g e n e r a l p u b l ic , m o s t e n v i r o n m e n t a l is t s ,a n d m a n y p o l i c y -m a k e r s . G i v e n t h e s i g n if ic a n t f r a c t i o n o f t h e g l o b a l g r e e n -h o u s e e m i s s io n s t h a t a r e a t t r i b u t a b l e t o r o a d t r a n s p o r t , i t is s u r p ri s in g t h a ti n t h e g l o b a l w a r m i n g d e b a t e , g r e a t e r e m p h a s i s h a s n o t b e e n l a id o n t h e c o n -t r i b u t i o n o f t h e t r a n s p o r t s e c t o r . I n f a c t , e v e n i n i n d u s t r i a l iz e d c o u n t r i e s , a u -t o m o t i v e e m i s s i o n i n v e n t o r ie s g e n e r a l l y d o n o t i n c l u d e g r e e n h o u s e g a se s ( F ai z1993) .A c o m m o n l y d is c u s s e d a p p r o a c h t o s e v e re l y c u r t a il o r e l im i n a t e th e e m i s -s io n s o f c a r b o n d i o x i d e ( th e p r i m a r y g r e e n h o u s e g a s ) is t o s w i t ch t o a l t e r n a -t iv e s o u r c e s o f f u e l ( o r e n e r g y ) f o r p o w e r i n g a u t o m o b i l e s o n a l a r g e s ca le . T h i sa r t i c le s e e k s to e x a m i n e t h e f e a s i b i l i t y a n d e f f ec t iv e n e s s o f s u c h a n a p p r o a c h ,e s p e c i a l l y i n t e r m s o f i ts la r g e - s c a le im p l e m e n t a t i o n . S u c c e s s f u l w i d e s p r e a du s e o f a l te r n a ti v e f u e ls is c o n t i n g e n t u p o n t h e d e v e l o p m e n t o f a u t o m o t i v et e c h n o l o g y t h a t a ll o w s t h e ir u se , as w e l l a s th e d e v e l o p m e n t o f e c o n o m i c a l l yf e a s ib l e f u e l p r o d u c t i o n t e c h n o l o g i e s . T o w a r d t h is e n d , t h e p o s s i b le a u t o m o -t iv e t e c h n o l o g i e s b a s e d o n n o n c o n v e n t i o n a l f u e ls o r e n e r g y s o u rc e s th a t c o u l dm i t ig a t e g r e e n h o u s e e m i s s io n s , a s w e l l a s th e p o s s i b l e s o u r c e s f o r th e s e a l t er -n a t iv e f u e ls , a re d is c u s se d . T h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o f t h e v a r i o u so p t i o n s , b o t h f r o m a t e c h n i c a l f e as i b i li t y a n d a g r e e n h o u s e e m i s s i o n s p e r s p e c -t iv e a r e c o n s i d e re d . F o r t h e t o t a l g r e e n h o u s e g a s e m i s s io n s f r o m t h e u s e o ft h e s e a l t e r n a t i v e s , t h e t a i l p i p e e m i s s i o n s f r o m t h e a u t o m o b i l e , a s w e l l a s t h ee m i s si o ns g e n e r a t e d d u r i n g t h e p r o d u c t i o n o f t h e f u e l ar e ta k e n i n to a c c o u n ti n t h e d is c u s s io n . I n a d d i t i o n , a s s o m e o t h e r p o l l u t a n t s f r o m a u t o m o b i l e s c a na l s o h a v e s ig n i fi c a n t h e a l t h a n d e n v i r o n m e n t a l i m p a c t s , t h e e f fe c ts o n s u c he m i s s i o n s f r o m t h e u s e o f th e s e a l t e r n a t i v e s a r e a l so c o n s i d e r e d b r ie f ly . A l s od i s c u s se d a r e s o m e o f t h e e n v i r o n m e n t a l , s o c ia l , a n d e c o n o m i c i ss u es t h a t b e -c o m e r e l e v a n t a s t h e l a r g e - s c a l e u s e o f a l t e r n a t i v e f u e l s is c o n s i d e r e d . F i n a ll y ,a d o p t i n g a b r o a d e r p e r s p ec ti v e, o t h e r o p t i o n s a n d p o l i c y i n s t r u m e n t s t h a t m i g h tb e u s e f u l in m i t i g a t in g t h e g r e e n h o u s e i m p a c t o f t h e t r a n s p o r t s e c t o r ar e al s od i s c u s s e d i n s o m e d e t a i l .


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2 . A l t e r n a t iv e s F u e l s f o r V e h i c u l a r C O s E m i s s i o n R e d u c t i o n :T e c h n ic a l A s s e s s m e n t2 . 1 . C a r b o n - B a s e d F u e l s2 .1 .1 . ALC OHOLS. T h e t w o m a i n f u e l s t h a t c o m e u n d e r t h is c a t e g o r y a r e t h el ow e r a lc o h o ls , n a m e l y m e t h a n o l a n d e t h a n o l . T h e c o m m e r c i a l us e o f s u c hf u e l s is n o t a n e w c o n c e p t ; B r a z il , f o r e x a m p l e , h a s h a d a n e x t e n s iv e e t h a n o l -b a s e d p e t r o l e u m s u b s t i t u t io n p r o g r a m ( P R O A L C O O L ) i n p la c e s in c e t h e e ar ly1 97 0s ( G e l l e r 1 98 5). S i m i l a r ly , in t h e U .S . , c o r n i s u s e d a s a f e r m e n t a t i o n f e e d -s t o c k f o r e t h a n o l , w h i c h is s u b s e q u e n t l y u s e d i n 9 0 / 1 0 g a s o l i n e - e t h a n o l f u e lb l e n d s .

F o r l ig h t d u t y v e h ic le s ( s u c h as c a rs a n d p i c k u p t r u c k s ), m e t h a n o l a n d e t h -a n o l c a n b o t h b e u s e d a s f u e l s , e i t h e r n e a t o r i n b l e n d s w i t h g a s o l i n e . T h ec o m p o s i t i o n o f s u c h f u e ls is d e s c r ib e d t h r o u g h a n o m e n c l a t u r e s u c h a s M 8 5o r E l 0 0 f o r e x a m p l e , w h e r e t h e p r e fi x M o r E d e n o t e s m e t h a n o l o r e t h a n o lr e sp e c ti ve ly , a n d t h e n u m b e r s f o l lo w i n g i n d i c a te t h e p e r c e n t a g e o f t h e a l c o h o li n a b l e n d w i t h g a s o l in e . G e n e r a l l y , i t is fe l t t h a t t h e M 8 5 , M 1 0 0 , E 8 5 , o r E l 0 0f u e l s a r e th e m o s t s e r i o u s c o n t e n d e r s f o r a l t e r n a ti v e a l c o h o l - b a s e d f u e ls (O T A1990) .T h o u g h s o m e r e s e a rc h h a s b e e n c a r r ie d o u t o n I C e n g i n es u s a b l e w i th a l co -h o l s , t h e d e s i g n o f I C e n g i n e s o p e r a t i n g w i t h p u r e a l c o h o l o r a l c o h o l - g a s o l in eb l e n d s i s s ti l l fa r f r o m b e i n g o p t i m i z e d i n t e r m s o f b a l a n c i n g p e r f o r m a n c e ,e c o n o m y , a n d e m i s s i o n s . T h e p h y s i c a l a n d c h e m i c a l p r o p e r t i e s o f a l c o h o l s ,a n d c o n s e q u e n t l y th e i r c o m b u s t i o n c h a r a c te r is t ic s a r e s u b s t a n t i a ll y d i ff e re n tf r o m t h o s e o f g a s o li n e. A s a r es u lt , d e r i v i n g t h e m a x i m u m o p e r a t i o n a l b e n e f i tt h a t a l c o h o l s c a n o f f e r n e c e s s i t a t e s t h e i r u t i l i z a t i o n i n I C e n g i n e s d e s i g n e ds p e c i f ic a l ly f o r t h e m , a s o p p o s e d t o r e t r o f i t te d g a s o l i n e e n g i n e s o r f le x ib l e -f u e l ve h ic le s . I n a d d i t i o n , t h e u s e o f p u r e a l c o h o l f u e ls ( M 1 0 0 o r E l 0 0 ) l e a d st o p r o b l e m s s u c h a s d i f fi c u lt y i n c o l d s t a r t in g t h a t h a v e n o t b e e n c o m p l e t e l yw o r k e d o u t y e t ( M i l l s a n d E c k l u n d 1 9 8 7 ) .T h e e n e r g y d e n s i ty p e r u n i t v o l u m e o f m e t h a n o l is a b o u t h a l f, a n d o f e t h a -n o l a b o u t t w o - t h ir d s , t h a t o f g a s o li n e. H o w e v e r , f a c t o r s s u c h a s c h a r g e co o l -i n g d u e t o t h e h i g h h e a t o f v a p o r i z a t i o n o f th e s e a l c o h o l s , a n d t h e p o s s i b il it yo f o p e r a t i o n w i t h h i g h e r p o s s i b l e c o m p r e s s i o n r a t i o s a n d l e a n e r m i x t u r e s( h i g h e r a i r- f u e l ra t io s ) l e a d t o a n i m p r o v e d t h e r m a l e f fi ci en c y o f t h e c o m b u s -t i o n c y c l e ( G e l l e r 1 98 5; M i l ls a n d E c k l u n d 1 9 87 ; O T A 1 99 0) . I n f a c t , t h e th e r -m a l e f f ic i e n c y o f a n e n g i n e d e s i g n e d f o r e t h a n o l u s e is a b o u t 1 7-2 57 0 g r e a t e rt h a n a g a s o l i n e e n g in e , w h e r e a s m e t h a n o l e n g i n e s h a v e t h e r m a l e f f ic i en c y g a i n so f a b o u t 2 5-4 60 7o o v e r g a s o l i n e e n g i n e s ( L y n d 1 99 0). T h u s , i n v e r y r o u g h t e rm s ,t h e u s e o f a l c o h o l s m a k e s t h e e n g i n e o p e r a t i o n ( i n a n e n g i n e d e s ig n e d f o r u sew i t h t h e s p e ci fi c a l c o h o l ) m u c h m o r e e f fi ci en t , b u t g r e a t e r v o l u m e s o f a l co -h o l s a r e r e q u i r e d t o p r o v i d e th e s a m e e n e r g y o u t p u t f r o m t h e e n g in e .A l c o h o l f u el s c a n b e c o m m e r ci a ll y p r o d u c e d b y tw o m a j o r s ets o f f e e d s t o c k s -f o ss i l f u e ls a n d b i o m a s s . I n t h e f o r m e r c a t e g o r y , f u e l m e t h a n o l i s c u r r e n t l y


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A U T O M O B I L E S A N D G L O B A L W A R M I N G 245

produced from natural gas, and gasification of coal has also been proposedas a potential route to methanol production. If the alcohols are fossil fuel-derived, not much of an advantage (if any) is gained over gasoline in termsof CO2 emissions. On the other hand, biomass-based alcohols have a significantpotential to reduce CO2 emissions from automobiles, and it is this route toalcohol product ion that merits detailed discussion.

Biomass-derived alcohols. The photosynthetic process in plants results in anet uptake of atmospheric carbon dioxide that is fixed as the carbon in bio-mass. If biomass-derived alcohols are used as energy sources, it is this carbonthat is eventually released back to the atmosphere. This carbon reycling takesplace during the eventual combustion of these alcohols when used as fuels.As a result, the net increase in atmospheric carbon from biomass-derived-alcohol use is from the CO2 that is released due to the energy requirementsof the various processes involved in the conversion cycle (such as productionand transportation of the biomass, etc.). This can be minimized by usingbiomass-produced fuels as the energy source wherever possible in theseprocesses.The Brazilian program is based on the conversion of sugarcane to ethanolby fermentation. Historically in the U.S., fuel ethanol has been made by fer-mentat ion of starch. However, in recent years, alternative feedstocks for theproduction of alcohols have been explored; ethanol production from the hy-drolysis of lignocellulosic (i.e., woody or herbaceous) biomass seems to beclose to commercial feasibility (Lynd 1990; Wyman and Hinman 1990), whereasmethanol from thermochemical conversion of similar biomass is also possi-ble (OTA 1990).For the production o f corn, its conversion into ethanol by fermentation (cur-rent U.S. route to fuel ethanol) and subsequent utilization as a fuel, it hasbeen estimated that the total greenhouse gas emission is equivalent to12.42-16.45 kg of carbon released from the production process to produceethanol containing one gigajoule (GJ, 109 joules) of energy (i.e., 12.42-16.45kgC/GJ) (the exact value depending on the by-product credits). Combust ionof this ethanol as a fuel results in a release of an additional 17.53 kg of carbon(i.e., 17.53 kgC/GJ) which, as stated above, does not contribute to the net in-crease in atmospheric carbon (Marland and Turhollow 1991). For gasoline thecorresponding figures are 2.35 kgC/GJ and 18.41 kgC/GJ, respectively, lead-ing to a total net release of 20.76 kgC/GJ (Marland and Turhollow 1991). Itshould be noted here tha t due to the higher thermal efficiency of ethanol en-gines, one energy unit of ethanol replaces 1.25 energy units of gasoline (Lynd1990). Therefore, we see that on an equivalent energy basis, the productionand use of ethanol (obtained from the relatively inefficient production tech-nology based on starch fermentation) contributes only 48-637o of the CO2from gasoline-based systems. It is estimated that the external energy input


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r e q u i r e d f o r t h e m o r e e f f ic ie n t e t h a n o l p r o d u c t i o n p r o c e s s in B r a z il is a b o u t3 0 % o f t h e e n e r g y c o n t e n t o f th e p r o d u c t ( G e l le r 1 9 85 ). N e w e r t e c h n o l o g i e sf o r th e p r o d u c t i o n o f f u e l e t h a n o l f r o m l i g n o c e ll u lo s i c b i o m a s s b y a c i d - b a s e do r e n z y m a t ic h y d ro l ys is se e m m o r e p r o m i s in g w i t h a n e n e r g y i n p u t - o u t p u tr a t io o f a b o u t 0 .2 ( L y n d e t a l. 1 99 1) ; f u r t h e r m a t u r i t y o f t h e t e c h n o l o g i e s c o u l dp o s s i b l y in c r e a s e t h e e f f i ci e n c y o f c o n v e r s i o n . I f w e w e r e to c a r r y o u t a r o u g hc a l c u l a ti o n a s ab o v e , b u t w i t h t h e a d v a n c e d e t h a n o l p r o d u c t i o n f r o m l ig n o c e l-l u lo s e , w e f in d th a t t h e C O ~ c o n t r i b u t i o n f r o m a n e t h a n o l - b a s e d s y s te m c o u l dt h e o r e t i c a l ly d r o p t o a b o u t 15 % o f a g a s o l i n e - b a s e d s y s te m . U s i n g r e n e w a b l es o u r ce s o f e n e r g y d u r i n g t h e e t h a n o l p r o d u c t i o n p r o c es s c o u l d m a k e t h e e t h a -n o l a l t e rn a t i v e e v e n m o r e f a v o ra b l e .

E s t i m a t e s b a s e d o n a s y s t e m s p e r sp e c t i v e a n a ly s i s ( c o n s i d e ri n g a c o m p l e t el if e- c yc le p l u s o t h e r a f te r -e f fe c t s) o f a m e t h a n o l - f r o m - b i o m a s s s y s te m i n d i-c a t e t h a t u s i n g s u c h m e t h a n o l a s a f u e l in a n e n g i n e r es u lt s in c a r b o n e m i s -s io n s o f 1 8.8 2 k g C / G J , a n a d d i t i o n a l 4 3 .6 4 k g C / G J b e i n g e m i t te d b y t h e m e t h -a n o l p r o d u c t i o n s y s t e m ( E l li n g t o n a n d M e o 1 99 1). T h e h i g h v a l u e f o r t h e s y s t emi n p u t s h e r e m i g h t b e p a r t l y a t t r i b u t a b l e t o t h e d e t a i l e d s y s te m s p e r s p e c t iv et h a t e v e n ta k e s i n t o a c c o u n t s e c o n d - o r d e r e ff e ct s s u c h a s t h e C O ~ e m i s s io n sf r o m t h e m a t e r ia l s a n d c o n s t r u c t i o n f o r th e i n f r a s t r u c t u r e r e q u i re d f o r s u c ha p r o c e s s . B u t i n t h e e n d , t h i s r e s u lt is n o t s u r p r i s i n g ; t h e p r o d u c t i o n o f s y n -t h e si s ga s f r o m b i o m a s s , a n d i t s s u b s e q u e n t c o n v e r s i o n t o m e t h a n o l i s l ik e lyt o b e m o r e e n e r g y i n te n s i v e t h a n t h e d i r e c t h y d ro l y si s o f b i o m a s s t o e t h a n o l .

T h e s p e ci fi c f ig u re s i n t h e p r e v i o u s d i s c u s s io n a r e h i g h l y d e p e n d e n t u p o nt h e a s s u m p t i o n s r e g a rd i n g t h e a l c o h o l p r o d u c t i o n a n d u t i l iz a t io n t e c h n o l o -g ie s, b u t t h e y s e rv e t o i n d i c a t e t h a t t h e g l o b a l w a r m i n g p o t e n t i a l o f f u e l s b a s e do n a l c o h o l s o r a l c o h o l - g a s o l i n e b l e n d s v a r y g r e a tl y w i t h t h e s o u r c e a n d t h ef r a c t i o n o f th e a l c o h o l in t h e f u e l . I t a l s o s e e m s c l e a r t h a t t h e o v e r a l l g r e e n -h o u s e e m i s s i o n s r e l a t e d t o t h e u s e o f b i o m a s s - b a s e d e t h a n o l a s f u e l s c o u l db e m u c h l o w e r i n c o m p a r i s o n t o t h e b a s e c a s e o f g a so l in e . O n a p u r e l y t e c h n i -c a l le v el , p r o b a b l y t h e b e s t o p t i o n ( in t e rm s o f C O 2 r e d u c t i o n ) i n s w i tc h i n gt o b i o m a s s - d e r i v e d f u e l s w o u l d b e t o u t il iz e e th a n o l p r o d u c e d f r o m l ig n o c e l-l ul o se . A s m e n t i o n e d , t h i s t e c h n o l o g y h a s b e e n r a p i d l y d e v e l o p i n g i n t h e p a s tf ew y e ar s , a n d is p r e d i c t e d t o b e c o s t - c o m p e t i t iv e w i t h t h e p r o j e c t e d c o s t s o fg a s o l i n e w i t h i n a d e c a d e ( L y n d e t a l. 1 99 1).I n t er e s ti n g ly , in t e r m s o f t h e a m b i e n t a i r q u a l i t y b e n e f i ts d e r i v e d f r o m u s i n ga l c o h o l s a s a u t o m o t i v e f u e l s , t h e o v e r a l l r e s u l t s m a y b e m i x e d ( O T A 1 9 9 0 ) .T h e t w o m a j o r c o n t r i b u t o r s f r o m a u t o m o b i l e s t o t h e a m b i e n t a i r p o l l u t i o na r e e v a p o r a t iv e e m i s si o n s a n d c o m b u s t i o n e m i s s io n s . A l c o h o l s a r e f a r l es s v o l a -t il e th a n g a s o li n e ; f u r t h e r m o r e , a l c o h o l s a r e f a r l es s re a c ti v e ( f o r o z o n e p r o d u c -t i o n ) t h a n t h e e v a p o r a t i v e c o m p o n e n t s o f g as o li n e . H o w e v e r , t h e p r e s e n c e o fa l c o h o l i n b l e n d s w i t h g a s o l i n e t e n d s t o i n c r e a s e th e v o l a t il i t y o f t h e b l e n d ,e s p e c i al ly a t h i g h g a s o li n e f r a c ti o n s . T h e m a j o r c o m b u s t i o n e m i s s i o n s o f a l-c o h o l o r a l c o h o l- g a s o l i n e b l en d I C e n g i n e s a re h ig h l y d e p e n d e n t u p o n t h e


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AUTOMOBILES AND GLO BAL WARMING 2 4 7

c o m p o s i t i o n o f t h e b l e n d , t h e e n g i n e d e s ig n , a n d i t s o p e r a t i n g c o n d i t i o n s . A st h e v e h i c l e s f o r a l c o h o l o p e r a t i o n ( s u c h a s M 8 5 , M 1 0 0 , o r E l 0 0 ) a r e s t i l l i nt h e d e v e l o p m e n t s t ag e , a t t h i s p o i n t i t is d if f ic u l t t o p r e d i c t e x a c t l y t h e l ev e lso f t h e p o l l u t a n t s f r o m s u c h v e h ic le s d u r i n g e v e n t u a l p r a c t ic a l u se . A l c o h o l -o p e r a t i n g v e h ic le s h a v e a la r g e p r o p e n s i t y to e m i t a ld e h y d e s ( f o r m a l d e h y d ew i t h m e t h a n o l a n d a c e t a l d e h y d e w i t h e t h a n o l ) , w h i c h a r e v e r y a c ti v e i n lo c a lo z o n e p r o d u c t i o n . T h e f o r m a l d e h y d e e m i s si o n is o f s p e ci al c o n c e r n b e c a u s eo f i ts c a r c in o g e n i c it y . ( A l h o u g h t h e a l d e h y d e l ev e ls c a n b e c o n t r o l l e d b y o x i -d a t i o n c a ta ly s ts , t h e s e c a ta l y ti c c o n v e r te r s b e c o m e o p e r a t i o n a l o n l y a f t e r w a r m -i n g u p , w h i c h s ti ll a ll o w s s i g n i f ic a n t r e le a s e o f p o l l u t a n t s i n t h e c a s e o f a u -t o m o b i l e s .) I n a d d i t i o n , t h e o v e r a ll t r o p o s p h e r i c o z o n e le v el s i n a n a r e a c a nd e p e n d u p o n o t h e r f a c t o r s s u c h as it s g e o g r a p h y , th e n a t u r e o f t h e a ir p o l l u -t i o n e p i s o d e , a s w e l l a s t h e a m b i e n t a i r l e v e l s o f o t h e r g a s e s ( s u c h a s N O x )p a r t i c i p a t i n g i n t h e o z o n e - f o r m i n g r e a c ti o n s . A s a r e su l t, t h e o z o n e p r o d u c -i n g p o t e n t i a l o f v e h i c l e s o p e r a t i n g w i t h a l c o h o l f u e l s i n d i f f e r e n t a r e a s c a nb e h i g h l y v a r ia b l e, t h o u g h O T A c o n c l u d e s t h a t a l c o h o l s d o o f f e r a p o t e n t i a lf o r so m e r e d u c ti o n in u r b a n o z o n e p r o d u c t i o n ( m e t h a n o l m o r e t h a n e th a n o l )( O T A 1 99 0). G e n e r a l l y s p e a k i n g , t h e u s e o f a l c o h o l s s i g n i f ic a n t l y r e d u c e s t h eC O , S O x , le a d ( a s g a s o l i n e a d d i ti v e ) , a n d p a r t i c u l a t e e m i s s i o n s . B e y o n d t h eg e n e r a l a i r p o l l u t i o n i ss u es , t h e t o x ic n a t u r e o f m e t h a n o l r ai se s i m p o r t a n t h e a l t ha n d s a f e t y i s s u e r e l e v a n t t o i t s w i d e s p r e a d u s e .2.1.2. Gaseous hydrocarbons. N a t u r a l g a s , c o n s is t in g m a i n l y o f m e t h a n e , isu s a b l e d i r e c t ly a n d r e a s o n a b l y e a s il y a s a t r a n s p o r t a t i o n f u e l i n I C e n g in e s .I n f a c t , m a n y c o u n t r i e s h a v e p r o g r a m s t o r u n v e h i c l e s o n n a t u r a l g a s ( m o s tn o t i c e a b l y I t a l y a n d N e w Z e a l a n d ) t o u t i li z e t h e i r in d i g e n o u s r e so u r c e s. O v e r -a ll , t h e r e a r e a b o u t 7 0 0 ,0 0 0 n a t u r a l- g a s b a s e d v e h ic le s o n t h e r o a d s w o r l d w i d e( O T A 1 99 0). G e n e r a l l y s p e a k i n g , I C e n g i n e s c a n b e e a s i l y m o d i f i e d t o r u n o nn a t u r a l g a s , a l t h o u g h t o g e t o p t i m a l p e r f o r m a n c e , i t is p r e f e ra b l e t o u s e e n -g i n e s d e d i c a t e d t o , a n d d e s i g n e d f o r n a t u r a l g a s u s a g e . T h e m a i n d r a w b a c ko f n a t u r a l g a s i s it s l o w e n e r g y d e n s i ty . T h e r e f o r e , i ts u s e a s a f u e l f o r v e h i c le sn e c e s s it a te s it s s t o r a g e in a c o m p r e s s e d f o r m ( C N G ) o r l iq u e f ie d f o r m ( L N G ) .D e s p i t e t h e f a c t t h a t C N G ( a t 3 0 0 0 p o u n d p e r s q u a r e - i n c h ) h a s a n e n e r g y d e n -s i ty o f o n l y a b o u t o n e - f o u r t h t h a t o f g a s o li n e, i t s ti ll a c c o u n t s f o r a l m o s t a l lt h e c u r r e n t n a t u r a l- g a s v e h i cl es . L N G , o n t h e o t h e r h a n d , c o m p a r e s f a v o r a b l yw i t h g a s o l i n e w i t h a n e n e r g y d e n s i t y o f a b o u t 7070 o f g a s o li n e, b u t t h e s t or -a g e o f n a t u r a l g a s i n a l iq u e f ie d f o r m r e q u ir e s s u b s t a n t ia l a n d b u l k y i n s u la -t io n . R e s e a r ch is a l s o u n d e r w a y o n a t t e m p t i n g t o s t o r e m e t h a n e t h r o u g h a d -s o r p t i o n o n t o t h e s u r f a c e s o f h ig h l y p o r o u s s t r u c t u r e s ( a d s o r p t e n t s ) ( S p e rl in ga n d D e L u c h i 1 9 8 9 ) .

I n t e r m s o f g r e e n h o u s e g a s e m i s s io n s , n a t u r a l g a s - p o w e r e d v e h ic le s m i g h to f f er a m a r g i n a l b e n e f i t as c o m p a r e d t o g a s o l i n e - p o w e r e d v e h i cl es . H i g h e re ff ic ie n c ie s w o u l d p r o b a b l y b e a c h i e v a b l e w i t h I C e n g i n e s o p t i m i z e d f o r o p e r -


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248 A M B U J D . S A G A R

a t i o n w i t h n a t u r a l g a s ( g a in s o f u p t o 10070), b u t l e a k a g e o f m e t h a n e f r o mt h e v e h i c l e s c o u l d o f f s e t t h e s e g a i n s , e s p e c i a l l y g i v e n t h e h i g h e r g r e e n h o u s ei n d e x o f m e t h a n e a s c o m p a r e d t o c a r b o n d i o x id e ( O T A 1990 ). I f t h e g a s e o u sf u e l is o b t a i n e d b y t h e r m o c h e m i c a l c o n v e r s i o n o f l ig n o c e ll u lo s ic b io m a s s , t h e ni t s h o u l d b e p o s s i b l e to o b t a i n s o m e r e d u c t i o n s i n o v e ra ll g r e e n h o u s e e m i s-s i o n s ( o n c e a g a i n d u e t o t h e u t i l iz a t i o n o f c a r b o n t h a t is b e i n g f ix e d b y p l a n t st h r o u g h p h o t o s y n t h e s i s ) . H o w e v e r , i f t h e t r a n s p o r t a t i o n f u e l is " s y n t h e s i s "g a s d e r i v e d f r o m c o a l g a s i f i c a t io n , s i g n i f ic a n t in c r e a s e s i n t h e o v e r a l l g r e e n -h o u s e e m i s s io n s c o u l d b e e x p e c t e d d u e t o t h e u t i l iz a t i o n o f f o s s il c a r b o n , a sw e l l a s t h e e n e r g y u t i l i z e d i n t h e c o n v e r s i o n p r o c e s s .

N a t u r a l ( o r s y n t h e s is ) g a s - p o w e r e d v e h i c le s o ff e r a b i g g e r a d v a n t a g e i n t e r m so f r e d u c i n g a m b i e n t a i r p o l l u t i o n c a u s e d b y a u t o m o b i l e s . B e c a u s e o f th e g a s e-o u s n a t u r e o f t h e f u e l , it m i x e s w e ll w i t h t h e a i r in t h e c o m b u s t i o n c h a m b e r ,a n d t h e r e f o r e b u r n s v e r y e f fi c ie n t ly a n d w i t h n o p a r t i c u l a t e e m i s s i o n s. C o l ds t a r t p r o b l e m s a r e a ls o a v o i d e d , t h e r e b y e l i m i n a t in g t h e m a j o r c a u s e o f C Oe m i s s i o n s f r o m v e h ic le s . T h e a b s e n c e o f s u l f u r i n t h e f u e l a l s o r e m o v e s t h ep o s s i b i li ty o f S O x e m i s s io n s . M e t h a n e is n o t p h o t o c h e m i c a l l y re a c ti v e; th e r e -f o re , t h e l ea k a g e o f m e t h a n e f r o m t h e f u e l t a n k d o e s n o t c o n t r i b u t e t o t h et r o p o s p h e r i c o z o n e p r o b l e m . T h e r e f o r e in t e rm s o f l o c a l a i r p o l l u t io n , t h eu s e o f n a t u r a l g a s t o p o w e r v e h i c le s w o u l d o f f e r s i g n i f ic a n t b e n e f it s i n c o m -p a r i s o n t o g a s o l i n e ( O T A 1 9 9 0 ) .2.2. Non-Carbon-Based AlternativesA m o n g t h e v a r io u s a l te r n a ti v es t o r e d u c e C O 2 e m i ss i o n f r o m a u t o m o b i l e s ,s o m e t e c h n o lo g i e s h av e b e e n t h e f o c u s o f m u c h a t t e n t io n a n d d i sc u s s io n b e -c a u s e t h e y h a v e t h e t h e o r e t i c a l p o t e n t i a l t o e v e n t u a l l y e li m i n a t e t h e u s e o f c a r -b o n a s t h e b a s i c p i v o t i n t h e a u t o m o t i v e e n e r g y c y c l e .2 .2 .1. Electric vehicles. O f a ll t h e a l t e rn a t iv e s t o t h e c o n v e n t i o n a l a u t o m o t i v et e c h n o l o g y , e l ec t ri c v e h ic le s h a v e b e e n r e c e iv i n g t h e m o s t a t t e n t i o n . S o m e o ft h e r e a s o n s f o r th i s a r e o b v i o u s : t h e r e is a w i d e s p r e a d d i s t r ib u t i o n n e t w o r ko f e l ec t ri c p o w e r s u p p l y t h a t c o u l d p o s s i b l y b e u s e d f o r r e c h a r g i n g e l ec t ri cv e h ic le s , a n d t h e s e v e hi cl es d o n o t c a u s e a n y l o c a l a i r p o l l u t i o n . P r o b a b l y t h el a r g e s t d r i v i n g f o r c e f o r t h e r e c e n t w i d e s p r e a d i n t e r e s t in e l e c t r i c v e h i c le s ist h e u r g e n t n e e d f o r a i r p o l l u t i o n c o n t r o l in m a n y u r b a n a r ea s . C a l i f o r n i a h a sr e c e n t l y p a s s e d a l a w r e q u i r i n g t h a t b y 1 99 8, 2 7 0 o f t h e c a r s s o l d b y a n ym a n u f a c t u r e r i n t h e s t a te b e z e r o - e m i s s i o n v e h ic le s (Z E V s ) , i n c re a s in g p r o -g r e s s iv e l y t o 10070 b y 2 0 0 3 . ( " Z e r o e m i s s i o n " is a c t u a l l y a m i s n o m e r i n t h isc a s e; a s t r ic t e r d e s c r i p t i o n w o u l d b e " z e r o l o c a l e m i s s i o n . " ) A t p r e s e n t , t h eo n l y t e c h n o l o g y t h a t c a n f e a s i b l y s a t i s f y t h i s s t i p u l a t i o n is th e e l e c t r ic c a r.S u c h a s h i f t to w a r d s e v e re p o l l u t i o n c o n t r o l is l ik e l y t o b e c o m e m o r e c o m m o n( a l o n g w i th m a r k e t s f o r z e r o o r l o w e m i s s io n v e h i cl es ) , a t l e as t f o r s o m e u r -b a n a r e a s i n i n d u s t r i a l i z e d c o u n t r i e s . I n m a n y o t h e r w a y s a l s o , e l e c t r i c v e h i -


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c le s a r e id e a l l y s u i te d f o r t h e u r b a n e n v i r o n m e n t , b e c a u s e t h e y c a n b e m a d ev e r y c o m p a c t a n d a r e n o t a s w a s t e f u l a s I C e n g i n e s i n s t o p - a n d - g o t ra ff ic . A l s o ,o n e o f t h e b i g g e s t l i m i t a t i o n s o f t h e e l e c t r i c v e h i c le s , n a m e l y a l i m i t e d r a n g e ,s h o u l d n o t p o s e a m a j o r p r o b l e m f o r u s e i n t h e u r b a n e n v i r o n m e n t .

O n e o f t h e b i g g e st d r a w b a c k s w i t h m o s t e l e c tr i c v e h ic le s so f a r i s t h a t t h e yh a v e m o s t l y b e e n b a s e d o n e x i s t i n g a u t o m o b i l e s t h a t w e r e d e s i g n e d f o r I Ce n g i n e s . A s a n e x a m p l e , t h e f ir s t c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e e l e c t r ic c a r f r o m am a j o r m a n u f a c t u r e r , t h e F i a t P a n d a E l e t t r a is d e r i v e d d ir e c tl y f r o m a p e t ro l -d r i v e n P a n d a ( R o g e r s 1 99 1). R e c e n tl y , t h o u g h , h a s t h e r e b e e n a m a j o r e f f o r td e v o t e d t o v e h ic le s d e s i g n e d t o b e e l e c tr i c -b a s e d f r o m t h e b e g i n n i n g s o f t h ed e s i g n p r o c e s s . T h i s h a s r e s u l t e d i n p u r e - e l e c t r i c v e h i c le s s u c h a s t h e G M I m -p a c t a n d t h e N i s s a n F E V .

T h e d e v e l o p m e n t o f e l e ct r ic c ar s h a s s i g n if ic a n t ly b e n e f it e d f r o m p r a c t ic a la p p l i c a t i o n o f te c h n o l o g i e s s u c h a s D C / A C i n v e rt er s t h a t a l l o w th e u s e o f h i g he f fi ci e n cy A C i n d u c t i o n m o t o r s a n d r e g e n e r a ti v e b r a k i n g ( O T A 1 99 0; S p e r l in ga n d D e L u c h i 1 98 9). F u r t h e r m o r e , t h e r e h a s a l so b e e n a v a s t a m o u n t o f r e-s e a r c h in b a t t e r y t e c h n o l o g y , w i t h a la r g e n u m b e r o f o p t i o n s b e i n g e v a l u a t e d( A p p l e y a r d 1 9 92 ). I n f a c t , f i n d i n g a s u i t a b l e b a t t e r y w i t h h i g h e n e r g y st o r a g e ,l o w c o s t a n d w e i g h t , a n d q u i c k r e c h a r g i n g i s p r o b a b l y t h e b ig g e s t h u r d l e toe l e c t r i c c a r d e v e l o p m e n t . T h o u g h a t t h e p r e s e n t t i m e , l e a d - a c i d o r n i c k e l -c a d m i u m b a t t e r ie s a r e t h e t w o m a j o r a v a i la b l e o p t i o n s , t e c h n o l o g i e s su c h a st h e s o d i u m - s u l f u r b a t t e r y ( w i th t h r e e t im e s t h e e n e r g y d e n s i t y o f l e a d - a c i d )s e e m c l o s e t o p r o d u c t i o n . F u t u r e o p t i o n s w i t h e v e n b e t t e r e n e r g y -s t o ra g e c a p a -b i li ti es s u c h a s t h e l i t h i u m - a l u m i n u m - i r o n - d i s u l f i d e m i g h t b e a v a i l ab l e w i t h i na d e c a d e ( H o w a r d 1 9 9 2 ). S t il l, it i s d i f f i c u lt t o e n v i s i o n p u r e - e l e c t r i c c a r s a sb e i n g a n y t h i n g m o r e t h a n u r b a n v e h ic le s i n t h e n e a r f u t u r e , b e c a u s e e v e n t h eh i g h e s t e n e r g y - d e n s i t y b a t t e r y o p t i o n s w i t h a s m a l l c a r a r e l i k el y t o p r o v i d eo n l y a 2 0 0 k i l o m e t e r r a n g e b e f o r e r e c h a r g i n g ( A p p l e y a r d 1 99 2). T h e p o s s i b lew i d e s p r e a d u s e o f b a t t e r i e s i n e l e c tr i c v e h i c le s a l s o r a is e s q u e s t i o n s a b o u t t h ee n v i r o n m e n t a l i m p l i c a t i o n s o f t h e i r e v e n t u a l d is p o s a l , e s p e c i al ly f o r t h o s e c o n -t a i n i n g e l e m e n t s s u c h a s s o d i u m , l i t h i u m , a n d c a d m i u m .

I n t e r m s o f v e h i c le - u s e r e l a te d p o l l u t i o n , e x a m i n i n g t h e i m p a c t o f p u r e -e l e c t ri c v e h i c le s b y t h e m s e l v e s i s m i s l e a d i n g b e c a u s e t h e s e v e h i c le s c o n s u m ee l e c tr ic i ty t h a t m u s t b e p r o d u c e d s o m e h o w . E v e n t h o u g h t h e v e h ic le i ts e lf m a ye m i t n o p o l l u t a n t s , t h e r e a re s i g n if ic a n t e m i s s i o n s o f b o t h g r e e n h o u s e g a s e sa n d o t h e r a i r p o l l u t a n t s a s s o c i a t e d w i t h t h e p r o d u c t i o n o f e l e c tr ic i t y . A t p r e s -e n t , 6 97 0 o f t h e w o r l d ' s e l e c t r i c i t y g e n e r a t i o n is f o s s i l fu e l - b a s e d ( c o a l 4 2 % ,o i l 1 2070, a n d n a t u r a l g a s 15 07 0) ( W i n j e 1 99 1) . C o a l - b a s e d g e n e r a t i o n g e n e r a l l yl e ad s t o h i g h e r l ev e ls o f p o l l u t a n t s t h a n o i l a n d g a s. A t p r e s e n t , t h e O E C Dm e m b e r n a t i o n s g e n e r a t e 4 3070 o f t h e i r e l e c t r i c i t y u s i n g c o a l , a n d o n l y 8070u s i n g o i l, a n d d e v e l o p i n g c o u n t r i e s u s e c o a l - f ir e d p l a n t s f o r 3 0070, a n d o i l -f i re dp l a n t s f o r 22070 o f t h e i r e l e c t r i c i t y g e n e r a t i o n ( W i n j e 1 99 1) . I f e l e c t r i c v e h i c l e sw e r e t o r e l y o n s u c h a n e n e r g y m i x , it s e em s q u i t e o b v i o u s t h a t t h e i r u s e w o u l d


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250 AMBUJ D. SAGAR

s ti ll c o n t r i b u t e t o s i g n i f i c a n t g r e e n h o u s e g a s e m i s s i o n s . T h e r e f o r e , f o r e le c t r icv e h ic l es t o b e t r u l y z e ro o r l o w e m i s s io n , i t b e c o m e s n e c e s s a r y to d e p e n d u p o n" c l e a n " e l e c t r ic i t y p r o d u c t i o n t e c h n o l o g i e s t h a t a r e t h e m s e l v e s z e r o o r lo we m i s s i o n . 12 .2 .L 1 . " C le an" e l e c tr i c po w e r ge ne ra t ion . T h i s c a t e g o r y e n c o m p a s s e s a w h o l eh o s t o f t e c h n o lo g i e s t h a t h a v e b e e n d e v e l o p e d o v e r t h e l a s t f e w d e c a d e s t h a tc a n b e d i v i d e d i n to f o u r m a j o r c a t e g o r i e s: n u c l e a r , h y d r o e le c t ri c , w i n d , a n ds o la r . B e c a u s e t h e r e a l g r e e n h o u s e e m i s s io n s r e d u c t i o n p o t e n t i a l o f e l e ct ri cc a r s is i n e x o r a b l y l i n k e d t o t h e p o t e n t i a l o f c l e a n e l e c tr i c i ty g e n e r a t i o n , a b r i e ft e c h n i c a l a s s e s s m e n t o f th e f o u r c a t e g o r i e s o f c le a n g e n e r a t i o n p r o c e s s e sf o l l o w s .2.2.1.1a. Nu clea r. A t p r e s e n t , n u c l e a r ( f i ss io n ) p o w e r a c c o u n t s f o r a b o u t 1670o f t h e g l o b a l e l e c tr i c it y g e n e r a t i o n ( H a f e l e 1 99 0). A m a j o r i t y o f t h e n u c l e a rr e a c t o r s c u r r e n t l y in o p e r a t i o n a r e l i g h t -w a t e r r e a c t o r s t h a t u s e o r d i n a r y w a t e ra s a c o o l a n t , a s w e ll a s to d r i v e t h e t u r b i n e s , a l t h o u g h h e a v y - w a t e r r e a c t o r sa n d g a s - c o o l e d r e a c t o r s a r e a l s o i n u s e i n s o m e c o u n t r i e s . R e c e n t a d v a n c e dr e a c t o r d e si g n s h a v e fo c u s e d o n i m p r o v e d s a f e t y t h r o u g h b e t t er c o n t a i n m e n td e s ig n , " p a s s i v e " s a f e t y f e a t u r e s ( th a t i n d e p e n d e n t l y p r e v e n t c a t a s t r o p h i cf a i l u r e s w i t h o u t r e l y i n g o n i m m e d i a t e h u m a n i n t e r v e n t i o n ) , a n d i n d i r e c t l yt h r o u g h s i m p l if i e d d e s i g n s t h a t a l l o w e a si e r a n d s a f e r o p e r a t i o n ( O T A 1 99 2;H a f e l e 1 99 0). F a s t b r e e d e r r e a c t o r t e c h n o l o g y t o a l l o w m o r e e f f ic i en t u s e o fu r a n i u m h a s a l so b e e n u n d e r d e v e l o p m e n t b u t h a s n o t r e a c h ed c o m m e r c i a l i-z a t i o n y e t. F u s i o n - b a s e d n u c l e a r t e c h n o l o g y h a s b e e n t h e f o c u s o f s ig n if ic a n tr e s e a r c h e f fo r t s i n th e p a s t d e c a d e s , b u t a t p r e s e n t i t is f a r f r o m b e i n g a p p l i c a -b l e f o r p o w e r g e n e r a t i o n .2.2 .1 .1b . Hydroe lec tr ic . H y d r o e l e c t r i c g e n e r a t i o n i s r e g a r d e d a s t h e q u i n t e s -s e n t ia l c l e a n e l e c tr ic p o w e r g e n e r a t i o n s y s t e m b e c a u s e i t r el ie s o n c o n v e r t i n gt h e k i n e t i c e n e r g y o f f l o w i n g w a t e r i n t o e l e c t r i c it y t h r o u g h a s i m p l e t u r b i n e -b a s e d p o w e r g e n e r a t i o n s y s te m . I n a d d i t i o n , h y d r o e l e c tr i c s y s t e m s c a n b e v e r yf l e x ib l e i n t e r m s o f t h e i r s iz e, g o i n g a l l t h e w a y f r o m g i g a w a t t s ( l a r g e h y d r o )t o le ss t h a n 1 00 k il o w a t t s ( m i c r o - h y d r o ) . C o n s e q u e n t l y , t h i s is p r o b a b l y o n eo f t h e b e s t d e v e l o p e d t e c h n o lo g i e s f o r c o m m e r c i a l g e n e r a t i o n o f e le c tr ic p o w e r ,a t p r e s e n t a c c o u n t i n g f o r o v e r 2 10 0 t e r a w a t t - h o u r s ( 1 t e r a w a t t - h o u r = 1012w a t t - h o u r s ) ( L y s e n 1 9 9 0) . G l o b a l l y , t h e r e w e r e o v e r 3 6, 0 0 0 d a m s w i t h w a ll sh i g h e r t h a n 15 m e t e r s b y 1 9 86 , m o r e t h a n a s e v e n - f o l d in c r e a s e s i n c e 1 95 0.A l m o s t t w o - t h i r d s o f t h e se d a m s a r e in A s ia , m o s t o f t h e r e st b e i n g in E u r o p e

'O f course, no source o f energy is completely clean; the construction o f the generation facilities necessaryfor any kind o f electric power requires energy and materials. Generally, though, the CO2 emitted during suchconstruction represents only a small fraction of the CO2 emissions saved over the lifetime of the clean powergeneration facility (Lysen 1990).


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o r t h e A m e r i c a s (Economist 1 99 2). A l t h o u g h t h e t h e o r e t i c a l g lo b a l p o t e n t i a lf o r h y d r o e l e c t r i c g e n e r a t i o n is m u c h l a r g e r ( L y s e n 1 9 90 ), s u c h e s t i m a t e s o f t e ni g n o r e p r a c t i c a l i s s u e s s u c h a s c o s t s a n d l o c a t i o n ( O T A 1 9 9 2 ) .2.2.Llc. Wind. I n r e c e n t y e a rs , w i n d p o w e r h a s s l o w ly c o m e o f a g e. A l r e a d y ,i n s o m e p a r t s o f t h e w o r l d , i t is b e g i n n i n g t o m a k e a s i g n if ic a n t c o n t r i b u t i o ni n t e r m s o f t o t a l p o w e r g e n e r a t io n . F o r e x a m p l e , C a l i f o r n i a g e n e r a te s 1 .6g i g a w a t t s ( a b o u t 1.5 70 o f i ts e l e c t r ic i t y n e e d s ) f r o m w i n d m i l ls ( A n d e r s o n 1 99 1) ;i n D e n m a r k , o v e r 1.5070 o f t h e n a t i o n a l t o t a l p o w e r c o n s u m p t i o n is s u p p l i e db y w i n d e n e r g y ( C l a r k e 1 99 1). A n u m b e r o f o t h e r c o u n t r i e s a re v i g o r o u s l yp u r s u i n g w i n d e n e r g y p r o g r a m s , i n c l u d i n g t h i r d - w o r l d c o u n t r i e s li k e I n d i a( C l a r k e 1 99 1). R e c e n t d e v e l o p m e n t s i n t e c h n o l o g y h a v e d r a m a t i c a l l y i m p r o v e dt h e e f fi c ie n c y a n d t h e o p e r a t i n g w i n d o w s o f w i n d m i ll s ; i m p r o v e d b l a d e d e -s ig n s , v a r i a b l e s p e e d a n d t r a n s m i s s i o n d e s i g n , a n d o v e r a l l i m p r o v e d r e li a b i l it yh a v e q u a d r u p l e d t h e p e r f o r m a n c e o f w i n d tu r b i n e s in th e p a s t d e c a d e ( A n -d e r s o n 1 99 1 ; C l a r k e 1 99 1). T h i s h a s a l l o w e d w i n d e n e r g y t o b e c o s t c o m p e t i -t iv e w i t h t r a d i t io n a l s o u r c e s o f p o w e r g e n e r a t i o n s u c h a s c o a l . F u r t h e r i n n o -v a t i o n s i n w i n d m i l l- r e la t e d t e c h n o l o g i e s ( f o r e xa m p l e , u s i n g l ig h t p o l y m e rc o m p o s i t e b l a d es ) s h o u l d e n h a n c e t h e i r p e r f o r m a n c e f u r t h er . A n a d d e d a d -v a n t a g e o f w i n d e n e r g y is t h a t i t c a n b e u t i l iz e d in m a n y f o r m s f o r m a n y m a r -k e ts s u c h a s g r id c o n n e c t e d o r s t a n d - a l o n e w i t h t h e e x c es s s u p p l i e d t o t h e g r idd u e t o t h e h i g h l y d e c e n t r a l i z e d a n d i n d e p e n d e n t n a t u r e o f i t s p r o d u c t i o n( C l a r k e 1 99 1). S i n c e t h e r e a r e s o m e l i m i t a t io n s o n t h e p r o x i m i t y o f w i n d m i ll st o e a c h o t h e r , t h e o v e r a ll a r e a o c c u p i e d b y w i n d m i ll s o n a w i n d f a r m is o n l ya b o u t 1 % ( C l a r k e 1 99 1). T h i s a l l o w s t h e r e m a i n i n g l a n d a r e a o n a w i n d f a r mt o b e u t i l i z e d f o r o t h e r a p p l i c a t i o n s s u c h a s f a r m i n g .2.2.Lld. Direct solar. I t is p o s s i b l e t o u s e s o l a r p o w e r f o r p r o d u c i n g e l e c t r ic i t yd i r ec t ly . I n s o l a r - t h e r m a l s y s t e m s , t h i s is c a r r i e d o u t b y u s i n g t h e s u n ' s r a y st o h e a t a f lu i d t o h i g h t e m p e r a t u r e s , o f t e n u s i n g s o m e k i n d o f a r e f l e ct o r t of o c u s t h e r a y s f o r e n h a n c e d e ff ic ie n cy . T h i s f l u id c a n t h e n b e u s e d t o t u r n w a -t e r in t o s t e a m t h a t c a n d r i v e th e t u r b i n e s f o r e l e c tr i c it y g e n e r a t i o n . M o s t o ft h e w o r l d 's u t i li ty - s c a l e s o l a r p o w e r g e n e r a t i o n c a p a c i t y is in s t a l le d i n C a l i f o r n i a( a b o u t 0 .1 6 0 G W ) , w i t h g e n e r a t i o n p l a n t s r e a c h i n g a 2 0 - 2 5 % ( s o l ar - to - e l e c tr i c)a v e r a g e a n n u a l e n e r g y c o n v e r s i o n e f f ic i e n c y ( L y s e n 1 9 90 ). D e s p i t e t h e o b v i o u sa p p e a l o f s u c h a t e c h n o l o g y , it h a s y et t o f in d w i d e s p r e a d u se . S u c h a m e t h o do f p o w e r g e n e r a t i o n is id e a l ly s u it e d f o r t r o p i c a l c o u n t r i e s t h a t h a v e s t r o n gs u n s h i n e a l m o s t a l l y e a r r o u n d , e s p e c i a ll y f o r d e s e r t li k e r eg i o n s . I n t e r m s o fl a n d a r e a , i ts r e q u i r e m e n t s a r e n o t e x ce s si v e. P h o t o v o l t a i c s ( P V s ) a r e a n o t h e rp r o m i s i n g t e c h n o l o g y f o r c o n v e r t i n g s u n l i g h t d i r e c t ly i n t o e l e c tr i c p o w e r . T h e r eh a s b e e n a n i n t e n s iv e r e s ea r c h a n d d e v e l o p m e n t e f f o r t o n t h is f r o n t i n th e p a s ty e a rs , w i t h t h e r e s u lt t h a t t h e p r i ce o f p h o t o v o l t a i c - g e n e r a t e d e l e c t ri c i t y h a sd r o p p e d 1 0 0 -f o ld in th e p a s t t w o d e c a d e s, f r o m a b o u t $ 3 0 / k i l o w a t t - h o u r t o


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252 AMRUJ D. SAGAR

3 0 C / k i l o w a t t - h o u r ( C h a r t e r s 1 99 1). W i t h f u r t h e r d e v e l o p m e n t s , th e p r i c e ise x p e c t e d to d r o p f u r t h e r , e v e n t u a l ly m a k i n g t h is o p t i o n c o s t - c o m p e t i t iv e w i t ho t h e r s o u r c e s o n t h e g r i d .

I f c l e an e l e c t ri c i t y is t o b e u s e d a s a n e v e n t u a l p o w e r s o u r c e f o r a u t o m o -b i le s , p r o b a b l y t h e m o s t e f fe c ti v e w a y to d o s o w o u l d b e t o u t i li z e t h e b a s el o a d c a p a c i t y t h a t is g e n e r a l ly a v a il a b le a t o f f - p e a k h o u r s . U n f o r t u n a t e l y , t h e s eh o u r s ( g e n e r a l l y a t n i g h t ) c o i n c i d e w i t h t h e t im e s t h a t t h e s o l a r p o w e r f a c il i-t i e s a r e i n o p e r a t i v e . I n f a c t , t h i s i s a g e n e r a l p r o b l e m w i t h s o l a r o r w i n d -g e n e r a t e d e l e c t ri c i ty : d u e t o t h e v a r i a b i l i t y i n t h e i r s u p p l y , t h e t e n d e n c y is t or e le g a t e t h e m t o a s u p p l e m e n t a l p o s i t i o n i n t h e p o w e r g r id . L a r g e - s ca l e u s eo f s u c h p o w e r s o u r c e s w i ll a l m o s t c e r t a i n l y n e c e ss i ta t e s o m e k i n d o f s t o ra g ed e v i c e s t h a t a r e l i k e l y t o i n c r e a s e t h e c o s t s o f t h e e l e c t r i c it y f r o m t h a t s o u r c e ,a l t h o u g h t h e a m o u n t o f s t o r ag e r e q u ir e d o f t e n t u r n s o u t t o b e s u rp r is i n g lym o d e s t ( W e i n b e r g a n d W i l l i a m s 1 9 9 0 ) .

A n i n t e r e s t in g s e t o f a l t e r n a t i v e s t o p u r e - e l e c t r i c v e h i c le s t h a t a r e b e i n g e x -p l o r e d a r e e l e c t ri c - h y b r i d v e h i c l e s - i . e . , v e h i c le s t h a t h a v e e l e c tr i c m o t o r s a l o n gw i t h a n a u x i li a r y p o w e r s o u r c e (g e n e ra l ly c o m b u s t i o n - b a s e d e n g in e s ) o n b o a r da n d t h u s d o n o t h a v e t o r e ly u p o n a n e x t e r n a l e le c tr ic s u p p l y o n l y to r e c h a r g et h e b a t t e r y . C o n s e q u e n t l y , s u c h v e h ic le s h a v e a m u c h g r e a t e r o p e r a t i o n a l f le x-i b i l it y t h a n t h e p u r e - e l e c t r i c v e h i c le s . A p a r a l l e l - h y b r i d d e s i g n a l lo w s e i t h e rt h e e l e c t r i c o r t h e a u x i l i a r y s y s t e m to d r i v e t h e t r a n s m i s s i o n , w h e r e a s i n a s e r ie s -h y b r i d c o m b i n a t i o n , t h e a u x i l i a r y so u r c e p r o v i d e s p o w e r f o r t h e e le c tr ic m o t o r ,w h i c h i n t u r n d r i v e s t h e v e h i c le . T h i s c la s s o f v e h i c le s s e e m s t o h o l d s u b s t a n -t i a l p r o m i s e , a n d a s a r e su l t , t h e i r c o m m e r c i a l p o s s i b i li t ie s a r e b e i n g e x p l o r e db y m a n y m a j o r a u t o m o b i l e m a n u f a c t u r e r s . A p a r t ic u l a r ly in t er e st in g im -p l e m e n t a t i o n o f t h e h y b r i d - v e h ic l e i d e a i s i ll u s tr a te d b y V o l v o 's c o n c e p t h y -b r i d v e h i cl e ( E C C ) t h a t u s e s a n o n b o a r d , g a s o l i n e -d r i v e n , h i g h - s p e e d g a s t u r -b i n e t o c o n s t a n t l y r e c h a r g e t h e c a r b a t t e r ie s d u r i n g t ra v el ; a n e l e c tr ic m o t o rd r i v e s t h e w h e e l s ( S i m a n a i t is 1 99 3). B e c a u s e t h e g a s t u r b i n e is d e c o u p l e d f r o mt h e t r a n s m i s s i o n , i t c a n b e o p e r a t e d a t a c o n s t a n t h i g h s p e e d , w i t h a n e f fi c ie n c ym u c h h i g h e r t h a n p o s s i b l e w i t h tr a d i t i o n a l I C e n g i n e s. S u c h a c o n c e p t o f ah y b r i d v e h i c l e s h o u l d b e m o r e l i k e ly t o f i n d u s e b e c a u s e i t re m o v e s th e s h a r pl i m i ts o n t h e r a n g e o f a p u r e e l e c t r i c v e h i c l e a n d s ti ll re s u l ts i n a n u l t r a -l o w -e m i s s i o n -v e h i c le ( U L E V ) ; t h e V o l v o E C C e m i s s i o n s e a s il y m e e t t h e C a l i f o r -n i a U L E V s t a n d a r d s ( S i m a n a i t is 1 99 3).2 .2 .2. HX,D R OO ~r. T h e c o m b u s t i o n o f h y d r o g e n l e ad s t o n o e m i s s io n s b e y o n dw a t e r a n d N O x ( t h e la t t e r b e i n g u n a v o i d a b l e a s it is f o r m e d f r o m t h e n i t ro g e np r e s e n t i n t h e a i r u s e d i n t h e c o m b u s t i o n p r o c e s s ) . T h e r e f o r e , a u t o m o b i l e sp o w e r e d b y h y d r o g e n s e e m t o o f f e r a p a n a c e a ( a t l e as t in t h e o r y ) f o r a l m o s ta ll t h e e n v i r o n m e n t a l i lls c a u s e d b y th e o r g a n i c f u e ls in c u r r e n t u s e o r u n d e rc o n s i d e r a t i o n . F o r t h is r e a s o n , t h e r e h a s b e e n a n i n c re a s in g e f f o r t d e v o t e d tor e s e a r c h in g t h i s t e c h n o l o g y ( D e L u c h i 1 98 9).


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A U T O M O B I L E S A N D G L O B A L W A R M I N G 253

T h e r e a r e s o m e m a j o r h u r d l e s o n t h e p a t h t o p r a c t ic a l u t i l i z a ti o n o f h y d r o -g e n i n v eh i cl es , o f w h i c h p r o b a b l y t h e b i g g e s t re l at e t o t h e o n b o a r d s t o r a g eo f h y d r o g e n . S p a c e l i m i t a ti o n s p r e v e n t t h e s t o r a g e o f s u f fi ci en t h y d r o g e n g a so n a m o v i n g v e h ic l e e v e n i n a c o m p r e s s e d f o r m , b e c a u s e t h e m o l a r d e n s i t yo f h y d r o g e n is v e r y l o w ( o n e - e i g h t h o f m e t h a n e ) ( D e L u c h i 1 98 9 ). C u r r e n t l ym o r e e f fi ci en t m e t h o d s o f h y d r o g e n s t o r a g e a r e a ls o b e i n g e x p l o r e d , e s p e c ia l lyi n p r o g r a m s i n G e r m a n y a n d J a p a n ( D e L u c h i 1 98 9). O n e p o s s i b i li ty is t o s t o reh y d r o g e n in a l iq u e f ie d f o r m i n a n in s u l a t e d t a n k a t - 2 5 3 C , a s i n r e c e n t e x -p e r im e n t a l v eh ic le s d e v e lo p e d b y B M W a n d D F V L R ( th e G e r m a n A e r o s pa c eR e s e a r c h E s t a b l i s h m e n t ) ( P e s c h k a 1 9 86 ). H o w e v e r , t h e c r y o g e n i c r e q u i r e m e n t sf o r l iq u i d h y d r o g e n p o s e p r o b l e m s i n te r m s o f r e q u i ri n g h i g h l y in s u l a t e d f u e lt a n k s a n d b o i l - o f f d u r i n g r e fu e l in g . A n o t h e r t e c h n o l o g y b e in g e x p l o r e d is t h ec h e m i c a l s to r a g e o f h y d r o g e n in t h e f o r m o f a m e t a l h y d ri d e . L o n g - t e r m t es tso n r e s e a r ch a u t o m o b i l e s ( b a s e d o n M e r c e d e s - B e n z v e h ic le s ) p o w e r e d in s u c ha f a s h i o n h a v e d e m o n s t r a t e d t h e f e a s i b i li ty o f h y d r i d e s t o ra g e ( F e u c h t e t a l.1 98 8) . T h i s t e c h n o l o g y h a s d r a w b a c k s i n th a t h y d r i d e s h a v e a l o w v o l u m e t r i ce n e r g y d e n s i ty ; c o n s e q u e n t l y , o n l y a v e r y l i m it ec , a m o u n t o f h y d r o g e n c a n b es t o r e d o n b o a r d i n s u c h a c h e m i c a l l y b o u n d f a s h i o n . T h e r e a re a ls o a v a r i e t yo f o t h e r s to r a g e m e t h o d s t h a t a r e b e in g e x p l o r e d s u c h as c r y o a d s o r b e n t s , l iq -u i d h y d r i d e s , a n d g l a s s m i c r o c a p s u l e s w i t h s o m e li m i t e d s u c c es s ( D e L u c h i 1 98 9 ).A t t h e p r e s e n t t im e , th o u g h , m o s t o f t h e o n b o a r d h y d r o g e n s to r a g e s c he m e sa r e st il l i n v a r io u s s t a g es o f d e v e l o p m e n t a n d r e m a i n f a r f r o m b e i n g i m p l e m e n t -a b l e in a r e li a b le a n d e c o n o m i c a l f a s h i o n o n a l a rg e sc ale . T h o u g h c o n c e r n sh a v e b e e n r a is e d a b o u t s a f e t y i ss u e s re l a te d t o t h e u s e o f h y d r o g e n in a u t o m o -t iv e a p p l i c a t i o n s ( e s p e c i a l l y w i t h r e s p e c t t o h y d r i d e s ) , v e h ic l e s u s i n g h y d r o g e na re n o t l i ke ly t o b e a n y m o r e u n s a f e t h a n t h e i r g a s o l i n e -p o w e r e d c o u n t e r p a r t s( D e L u c h i 1 9 8 9 ) ( w h i c h m a y n o t b e a c o n s o l a t i o n t o s o m e p e o p l e ) .

A d i ff e re n t a p p r o a c h t o u s e h y d r o g e n to p o w e r a u t o m o b i l e s t h a t h a s b e e nr e c e iv i n g c o n s i d e r a b l e a t t e n t i o n l a te l y is h y d r o g e n - b a s e d f u e l c el ls a s p o t e n -t ia l o n b o a r d e l e c tr i c g e n e r a t i o n s y s t e m f o r e l e c tr i c v e h i c le s ( L e m o n s 1 99 0; A p -p l e b y 1 9 9 2 ). F u e l c e ll s a r e b a s i c a l l y e l e c t r o c h e m i c a l d e v i c e s t h a t c o n v e r t t h ec h e m i c a l e n e r g y o f r e a c t i o n i n t o e l e c tr i c it y i n a v e r y e ff ic ie n t, n o n p o l l u t i n gf a s h io n . I n t h e o r y , t h e s e c o u l d o f fe r t h e s a m e p e r f o r m a n c e a s a n I C e n g i n ew i t h a c o m p a r a b l e r a n g e a n d r e f u e l in g ti m e , b u t w i t h t w i c e t h e o v e r a ll e f fi c ie n c ya n d m u c h l es s p o l l u t i o n ( L e m o n s 1 99 0) . T h e r e a re a n u m b e r o f d if f er e n t f u e lc eils th a t c o u l d c o n c e i v a b l y f in d a p p l i c a t i o n i n a u t o m o b i l e s , o f w h i c h t h e m a i no n e s a r e th e a l k al in e , t h e s o li d p o l y m e r ( o r p r o t o n e x c h a n g e m e m b r a n e ( P E M ) ) ,a n d t h e s o l i d o x i d e f u e l ce lls . A s f u e l ce ll t e c h n o l o g y is f a r f r o m b e i n g m a t u r ea t p r e s e n t , i t is a m a t t e r o f c o n j e c t u r e w h e t h e r i t c a n b e s u c c e s s f u ll y a p p l i e dt o a u t o m o b i l e s , a n d i f i t c a n , w h i c h f o r m w o u l d b e m o s t s u i t ab le . A l t h o u g ht h e a l k a l i n e f u e l c e ll is a l r e a d y c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e a n d h a s a v e r y h i g he n e r g y d e n s i t y a n d e ff ic ie n cy , i t h a s t h e m a j o r d r a w b a c k o f b e i n g i n t o l e r a n to f C 0 2 i n th e r e a c t a n t s . G i v e n t h e f a c t t h a t a i r is g e n e r a l l y u s e d a s o n e o f


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s o u r c e o f en e r g y : t h o s e t h a t a r e d e r i v e d f r o m b i o m a s s , a n d t h o s e t h a t r e q u ir es o m e f o r m o f c l e a n e l e c t r i c p o w e r . A s a r e s u l t , l a r g e - s c a l e i m p l e m e n t a t i o no f t h e p o t e n t i a l a l t e r n a t iv e s i s c e r t a i n t o c r e a t e a si g n if i ca n t d e m a n d f o r b i o -m a s s o r c l e a n e l e c tr i c it y , w h i c h i n t u r n is l i k e ly t o r a i s e o t h e r i s su e s a n d c o n -c e r n s .3 .1 . B i o m a s sP r e s e n tl y , a d v a n c e d t e c h n o l o g i e s t o u t il iz e b i o m a s s a s a l a rg e - s c a le s o u r c e o fe n e r g y f o r t r a n s p o r t a p p l i c a t i o n s a r e c l o s e t o c o m m e r c i a l i z a t i o n , o r a t l e a str e a s o n a b l y w e l l - d e v e lo p e d . H o w e v e r, in s i m p l e e c o n o m i c t e rm s , b i o m a s s -d e r i v e d f u e l s a r e a t a d i s a d v a n t a g e w h e n c o m p a r e d t o f o ss il f u e ls f o r a n u m -b e r o f r e as o n s , th e m a j o r o n e b e i n g t h a t t h e t r a d i ti o n a l e c o n o m i c a n a l y s e sr a r e l y t a k e i n t o a c c o u n t t h e e n v i r o n m e n t a l a n d h e a l t h e x t e r n a li t ie s a s s o c i a t e dw i t h t h e u t i l iz a t i o n o f a r es o u r ce . F u r t h e r m o r e , s i m p l i st ic e c o n o m i c a n a l y s e sb a s e d o n t h e m a r k e t p r i ce o f p e t r o l e u m m i s s an i m p o r t a n t c o n s id e r a t i o n f o rt h e m a n y L I C s t h a t d o n o t h a v e a n y s i g n if ic a n t d o m e s t i c p e t r o l e u m r e se rv e sb u t f a ce in c r e as in g d e m a n d s f o r t r a n s p o r t a t i o n f u el s. M o s t o f t e n t h e s e d e-m a n d s n e c e s si ta t e t h e p u r c h a s e o f c r u d e o i l o r r e fi n ed p r o d u c t s w i t h b o r r o w e df o r e ig n e x c ha n g e . I t is n o t u n c o m m o n f o r d e v e l o p in g c o u n t r i e s t o q u i c k ly a c -c u m u l a t e l a rg e d e b t s - i n te r es t p a y m e n t s f o r w h i c h re q u ir e r ef i n an c i n g t h r o u g hn e w l o a n s . A l l o f t h is c a n c a u s e a s p i ra l i n g d e b t b u r d e n o n t h e i r e c o n o m i e s .A s a re s u lt , th e r e a l p r i c e o f p e t r o l e u m f o r m a n y c o u n t r i e s t u r n s o u t t o b ef a r in e xc e ss o f t h e s i m p l e m a r k e t p r ic e . F u e l s b a s e d o n i n d i g e n o u s b i o m a s sc o u l d h e l p a m e l i o r a t e s u c h a s i tu a t i o n , a t le a s t i n c o u n t r i e s w i t h s u i t a b l e l o c a lr e s o u r c e s .

T h e p r o d u c t i o n o f b i o m a s s - d e r i v e d f u e l s i s a h i g h l y l a b o r - i n t e n s i v e i n d u s -t r y . I n f a c t , a s t h e P R O A L C O O L p r o g r a m i n B r a z i l d e m o n s t r a t e s , b o t h t h ea g r i c u lt u r a l a n d t h e p r o d u c t i o n s e c to r s e m p l o y la r g e n u m b e r s o f w o r k e r s ( C a r -v a l h o e t a l. 1 9 79 ; G e l l e r 1 9 85 ). F u r t h e r m o r e , d u e t o t h e n a t u r e o f t h e B r a z i l ia na l c o h o l p r o d u c t i o n s y st e m , t h e i n v e s tm e n t r e q u i re d p e r w o r k e r is m u c h l o w e rt h a n i n o t h e r t r a d i t i o n a l i n d u s t r i a l s e c t o r s . D a t a f r o m B r a z i l s h o w t h a t t h eo i l r e f i n i n g - p e t r o c h e m i c a l c o m p l e x e s c a n r e q u ir e i n v e s t m e n t c o s ts p e r w o r k e ro f 1 0 - 2 0 t i m e s t h a t in th e e t h a n o l p r o d u c t i o n i n d u s t r y ( G e l l e r 19 85 ). W i t ht h e d e v e l o p m e n t o f t h e m i c r o d i st i ll e r ie s i n B r a z il , i t w a s a l s o p o s s i b l e t o h a v ea g e o g r a p h i c a l l y w e l l - d is t ri b u t e d e t h a n o l p r o d u c t i o n i n d u s tr y . T h i s o f f e re d t h ed u a l a d v a n t a g e s o f i n c re a s in g e m p l o y m e n t in m a n y p a r t s o f th e c o u n t ry , a sw e l l a s s u b s t a n t i a l l y r e d u c i n g t h e t r a n s p o r t a t i o n c o s t s o f t h e r a w f e e d s t o c k s .A d v a n c e d e t h a n o l p r o d u c t i o n p r o c e s s e s h a v e c e r t a i n b a s ic si m i l a ri t ie s w i t ht r a d i t i o n a l s t a r c h o r s u g a r f e r m e n t a t i o n p r o c e s s e s ; t h e r e f o r e , i t m i g h t b e e x -p e c t e d th a t f u t u r e e t h a n o l p r o d u c t i o n p r o g r a m s c o u l d b e d e s ig n e d t o c a r r yo v e r s o m e o f t h e s e a t tr i b u t e s o f t h e B r a z i l ia n m o d e l , e s p e c i a l l y a s t h e y m i g h tb e p a r t i c u l a r l y d e s i r a b l e f o r s o m e d e v e l o p i n g c o u n t r i e s .

O n t h e d o w n s i d e , t h e u s e o f b i o m a s s a s f u e l f e e d s t o c k r a i s e s a n u m b e r


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256 AMBUJ D. SAGAR

o f n o t s o f a v o r a b l e is s ue s . B i o m a s s - b a s e d f u e l p r o d u c t i o n r ai se s t h e " f o o dv s . f u e l " is s u e. I n m o s t t h i r d - w o r l d c o u n t r i e s , t h e r e i s o n l y a li m i t e d a r e a o fa r a b l e l a n d a v a i la b l e f o r c r o p p i n g . I n a d d i t i o n , i n m a n y o f t h e s e c o u n t r ie st h is a r a b l e a r e a is e v e n d e c r e a s in g o r b e c o m i n g m o r e m a r g i n a l ( a l t h o u g h t h ee x a ct m a g n i t u d e o f th e p r o b l e m o f s h o r t a g e o f l a n d i n a n y g iv e n c o u n t r y a ls od e p e n d s u p o n i ts p o p u l a t i o n g r o w t h r a te ) . O n t o p o f a ll t h is , in a n u m b e ro f t h i r d - w o r l d c o u n t r i e s , th e b e s t c r o p l a n d s h a v e b e e n c o n v e r t e d t o c a s h c r o p sr a t h e r t h a n f o o d c r o p s fo r th e l o c a l p o p u l a t i o n . I n f a ct , m o r e t h a n a q u a r t e ro f t h e c r o p l a n d i n d e v e l o p i n g c o u n t r i e s i s d e v o t e d t o c a s h c r o p s ; t h is s i t u a t i o nis e x a c e r b a te d b y t h e f a c t th a t i n t e rn a t i o n a l o r g a n i z a t io n s o f t e n f u n d p r o g r a m st o g r o w c a s h c r o p s ( H a l l a n d D e G r o o t 1 9 8 5 ) . A l l t h i s c o n t r i b u t e s t o a s i g -n i f i c a n t , a n d i n c r e a s i n g , f o o d s h o r t a g e i n m a n y p a r t s o f t h e w o r l d . ( I t i sp r o j e c te d t h a t 6 4 c o u n t r ie s m i g h t b e u n a b l e t o m e e t t h e i r p o p u l a t i o n s ' f o o dn e e d s b y t h e e n d o f t h e c e n t u r y ( D o v e r a n d T a l b o t 1 98 7).) I f f a r m i n g f o r tr a n s -p o r t a t i o n f u ei f ee d s to c k s ( w h e t h e r f o r c o n s u m p t i o n i n th e d o m e s t ic t ra n s -p o r t s e c t o r, o r f o r e x p o r t i n g f o r c a s h ) w a s a ls o t o c o m p e t e w i t h f o o d c r o p sf o r t h e l i m i t e d a r e a o f a v a i l a b le c u l t i v a b l e la n d , i t is h i g h l y p o s s i b l e t h a t t h ef o o d p r o b l e m in m a n y p a r t s o f th e w o r l d m i g h t b e w o r se n e d . F o r c o u n t r i e sw i t h l ar g e a m o u n t s o f l a n d a r e a, s u c h a n i ss u e m a y n o t b e t h a t r e le v a n t , a l-t h o u g h t h a t i s m o r e t h e e x c e p t i o n t h a n t h e r u le . A ls o , f o r c o u n t r i e s w h e r et h e l a n d is n o t p a r t i c u l a r ly s u i t a b le f o r c u l t iv a t i o n o f f o o d c r o p s b u t a l l o w st h e c u l t iv a t i o n o f l ig n o c e l lu l o s ic b i o m a s s , f u e l p r o d u c t i o n f r o m b i o m a s s m a yb e a r o u t e to r e d u c e th e p e t r o l e u m i m p o r t s , a n d h e n c e s a v e f o r e i g n - e x c h a n g ef o r i m p o r t i n g f o o d i n st ea d .

I n m a n y o f th e c o u n t r i e s w i t h th e s o - c a l l ed " u n d e r u t i l iz e d " l a n d ( s u c h a sB r a z il a n d s o m e o t h e r s i n th e t r o p ic s ) , a n o t h e r i ss u e h a s r e c e n t l y c a u s e ds i g n if ic a n t c o n c e r n . V e r y o f t e n , t h e s e u n d i s t u r b e d a r e a s c o n t a i n o l d - g r o w t hf o r e s t s t h a t a r e r e p o s i t o r i e s o f i m m e n s e b i o l o g i c a l d i v e r s i t y b u t h a v e a f ra g i l ee c o lo g y . R a p i d c l e a ri n g o f s u c h a r ea s f o r c o n v e r s i o n to a g r i c u lt u r a l a n d o t h e ru s e s c a r r i e s a h e a v y p e n a l t y i n t e r m s o f s e v er e e c o l o g i c a l d i s r u p t i o n ; t h e s ea r e as a r e a l s o n o t v e r y f e r ti le a n d c a n n o t s u p p o r t i n te n s e f a r m i n g , n e c e s s i ta t -i n g a p e r i o d i c s h i f t t o n e w l y c l e a r e d l a n d s . O v e r a l l, s u c h p r a c t i c e s r e s u l t ins ig n i fi c an t d e f o r e s ta t i o n , l a n d d e g r a d a t i o n , a n d w i d e s p r e a d e c o l o g ic a l i m p a c t s .S u g a r c a n e - d e r i v e d e t h a n o l h a s b e e n u t il iz e d e x te n s iv e l y a s a t r a n s p o r t a t i o nf u e l i n B r a z il , a n d e t h a n o l p r o d u c e d f r o m c e ll u lo s ic b i o m a s s h a s b e e n p r o -p o s e d a s a la r g e -s c a le t r a n s p o r t a t i o n f u e l f o r t h e U n i t e d S t a te s ( L y n d 1 99 0;L y n d e t a l. 1 9 9 1; W y m a n a n d H i n m a n 1 99 0). A l t h o u g h a l c o h o l c a n b e d e r i v e df r o m e x ce s s b i o m a s s ( s u c h as e t h a n o l f r o m c o r n i n t h e U .S . c u r r e n t l y o r f r o mc o n v e r s i o n o f w a s t e c e ll u lo s i c b i o m a s s s u c h a s m u n i c i p a l s o li d w a s te s a n da g r i c u l t u r a l w a s t e s i n t h e f u t u r e ) , s u c h a s u p p l y o f a l c o h o l i s b o u n d t o b el im i t e d . F o r e x a m p l e , t h e c u r r e n t U .S . t r a n s p o r t a t i o n e n e r g y c o n s u m p t i o n isi n e x c e s s o f 2 2 q u a d s ( 1 q u a d --- 10 1~ B r i t i s h T h e r m a l U n i t s = 1 .0 54 1018j o u l e s) , w h e r e a s t h e e s t i m a t e d t o t a l p r o d u c t i o n p o t e n t i a l o f t h e c e l lu l o si c w a s te s


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a v a i la b l e f r o m t h e a g r i c u l tu r a l , f o r e s tr y , a n d M S W s e c to r s c o m b i n e d is a b o u t3 .8 q u a d s ( L y n d e t a l. 1 99 1). In o r d e r t o u t il iz e e t h a n o l p r o d u c e d f r o m c e l l u -l o s ic b i o m a s s a s a l a rg e - s c a l e t r a n s p o r t a t i o n f u e l f o r t h e U n i t e d S t a t es , la r g e -s c al e f a r m i n g w o u l d b e r e q u i r e d t o p r o v i d e s u i t ab l e q u a n t i t ie s o f f e e d s to c k s .T h e o r e t i c a l l y , t h i s i s f e a s i b l e f o r t h e U . S . ( o r a n y o t h e r c o u n t r y w i t h e x c e s so r p o t e n t i a l c r o p l a n d ) . I t is s u g g e s te d t h a t t h e f a r m i n g o f p e r e n n i a l c e ll u lo s ice n e r g y c r o p s m i g h t b e m o r e e n v i r o n m e n t a l ly b e n i g n t h a n c o n v e n t i o n a l a n -n u a l r o w c r o p s ( L y n d e t a l. 1 99 1). I n f a c t , b i o m a s s h a s b e e n p r o p o s e d a s a lt e r -n a t iv e e n e r g y s o u r ce , n o t ju s t f o r t r a n s p o r t a t i o n , b u t f o r w i d e s p r e a d s u b s t i t u -t i o n o f t r a d i t i o n a l ( f o s si l f u e l ) f e e d s t o c k s f o r p o w e r g e n e r a t i o n t o r e d u c e g l o b a lC O 2 e m i s s io n s , w i t h c l ai m s t h a t t h i s s o u r c e c o u l d b e t a p p e d i n s o m e k i n d o fa s u s t a i n a b l e f a s h i o n ( H a l l e t a l . 1 9 9 1 , f o r e x a m p l e ) . I n r e a l it y , t h i s s e e m s h i g h l yu n l i k e l y ; a h i s t o r i c a l e x a m i n a t i o n o f n a t u r a l r e s o u r c e e x p l o i t a t i o n i l l u s t r a t e st h a t r e s o u r c e s a r e e v e n t u a l l y c o n s i s t e n t l y o v e r e x p l o i t e d f o r a v a r i e t y o f r e a -s o n s ( L u d w i g e t a l . 1 9 93 ). I t is e s t i m a t e d t h a t a l m o s t t w o b i l l i o n h e c t a r e s (1 7 %o f t h e E a r t h ' s v e g e t a te d s u r f a c e ) h av e s u ff e re d h u m a n - i n d u c e d s o il d e g r a d a -t i o n i n t h e l a s t 4 5 y e a r s , o f w h i c h o v e r 1 . 2 b i l l i o n h e c t a r e s i s c o n s i d e r e d t ob e m o d e r a t e l y t o e x t r e m e l y d e g r a d e d . A b o u t 37070 o f t h e t o t a l d e g r a d e d s o il sa r e a t t r i b u t a b l e t o d e f o r e s t a t i o n a n d a b o u t 2870 d u e t o a g r i c u l tu r a l p r a c t ic e s( W o r l d R e s o u r c e s 1 99 2). I n th e p a s t f e w d e c a d e s , a s p e c t r u m o f o t h e r p r o b -l e m s a s s o c i a te d w i th l a rg e - s ca l e f a r m i n g a n d f o r e s t r y h a s a l s o b e c o m e m o r ea n d m o r e o b v i o u s ( s u c h a s a d v e r se h u m a n h e a l t h a n d e c o l o g i c a l e ff ec ts d u et o p e s t ic i d e a p p l i c a ti o n s a n d c o n t a m i n a t e d g r o u n d w a t e r s u p p li es d u e t o w i d e -s p r e a d f e r t i li z e r a n d p e s t i c i d e u s e ). D e s p i t e a r e c o g n i t i o n o f th e s e p r o b l e m s ,t h e r e h a s b e e n l i t t l e m o v e m e n t t o w a r d f a r m i n g t e c h n i q u e s t h a t a r e s u s t a i n -a b l e. I t is d if f ic u l t t o i m a g i n e t h a t a m o v e t o w a r d u t i l iz i n g b i o - e n e r g y o n al a rg e s c a le c o u l d b e c a r r i e d o u t s u s t a in a b l y ; o n t h e c o n t r a r y , it w o u l d b e q u i tel ik e l y t o r e s u lt in s i g n i fi c an t a d v e r s e e n v i r o n m e n t a l a n d h u m a n h e a l t h i m p a c t s .3.2 . Clean Elec t r ic i tyL a r g e h y d r o e l e c t ri c f a ci li ti es h a v e b e e n t h e c a u s e o f m u c h p u b l i c d e b a t e i nt h e p a s t d e c a d e s d u e t o t h e li t a n y o f s e r i o u s p r o b l e m s a s s o c i a t e d w i t h t h e m( B i s w a s 1 98 2; G o l d s m i t h a n d H i l d y a r d 1 9 84 ). T h e f lo o d i n g c a u s e d b y l a rg ed a m s a n d r e s e rv o i r s l ea d s t o v e r y s u b s t a n t i a l e n v i r o n m e n t a l a n d h e a l t h i m -p a c t s s u c h as i n u n d a t i o n o f la n d , s a l i n i z a ti o n a n d w a t e r l o g g i n g o f s u r r o u n d -i n g a r e a s , i n c r e a s e d s e i s m i c a c ti v it y , a s w e l l a s i n t r o d u c t i o n ( o r i n c r e a s e d i n c i-d e n c e ) o f w a t e r b o r n e d i s ea s es . I n a d d i t i o n , t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e se d a m sa l so o f t e n d i s p l ac e s i n d i g e n o u s p e o p l e s f r o m t h e i r l a n d s r e s u l ti n g i n s u b s t a n -t i a l s o c i a l a n d c u l t u r a l i m p a c t s . D a m s a l s o a c t a s a b a r r i e r t o t h e n o r m a l f l owo f s i lt i n t h e r iv e r s; t h i s s l o w l y f ill s u p t h e r e s e r v o i r c a u s i n g l o s s o f g e n e r a t i n gc a p a c i t y a n d a l s o p r e v e n t s d e p o s i t i o n o f s i l t d o w n s t r e a m c a u s i n g s i g n if ic a n tl o s s i n t h e f e r t i l it y o f a g r i c u l t u r a l a n d o t h e r la n d s . D u e t o t h e s t r o n g o p p o s i -t i o n f r o m e n v i r o n m e n t a l m o v e m e n t s a n d l o c a l p o p u l a t io n s in b o t h t h e d ev e l-


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258 AMBUJ D. SAGAR

o p e d a n d t h e d e v e l o p i n g w o r l d s , l a rg e h y d r o e l e c t r ic p r o j e c t s a r e g e n e r a ll y b e-c o m i n g m o r e a n d m o r e c o n t r o v e r s i a l ( c u r r e n t e x a m p l e s b e i n g p r o j e c t s in th eJ a m e s B a y i n C a n a d a , t h e N a r m a d a V a lle y i n In d i a , a n d t h e T h r e e G o r g e si n C h i n a ) . C o n s e q u e n t l y , l a r g e h y d r o e l e c t r i c p r o j e c t s a r e n o t l ik e l y t o p l a y as i g n i fi c a n t ro l e in e x p a n s i o n o f c l e a n e l e c t r ic p o w e r (Economist1 9 9 2 ; Sw i sh e re t a l . 1 9 93 ). S m a l l a n d m i c r o - h y d r o f a c il i ti e s h a v e s m a l l e r a d v e r s e e f fe c t s b u ta r e m o r e e x p e n s i v e d u e t o t h e l a c k o f e c o n o m i e s o f s c ale . I n a d d i t i o n t o t h eh i g h c a p i t a l c o s t s , s m a l l e r h y d r o f a c i l i t i e s a r e n o t g r a n d i o s e , h i g h - v i s i b i l i t yp r o j e c t s a n d t h e r e f o r e o f t e n l a c k p o l i t i c a l a p p e a l . G i v e n a ll t h is , h y d r o e l e c t r i cs y s t e m s a r e l i k e ly t o s e r v e a u s e f u l b u t l i m i t e d r o l e i n t h e f u t u r e a s n e w p r i -m a r y s o u r c e s o f c l e a n p o w e r .

I n t h e c a s e o f n u c l e a r e n e r g y , t h e s a f e t y a n d h e a l t h i ss u e s in v o l v i n g t h e o p e r -a t i o n o f n u c l e a r r ea c t o r s , t r a n s p o r t a n d p r o c e s s i n g ( a n d r e p r o c es s i n g ) o f n u -c l e ar f u e ls , a n d t r a n s p o r t a n d l o n g - t e r m d i s p o s a l o f h i g h -l ev e l n u c l e a r w a s t eh a v e g e n e r a t e d s u b s t a n t ia l p u b l i c o p p o s i t i o n i n m a n y c o u n t r i e s . I n G e r m a n ya n d S w i tz e r la n d , t h e r e is a d e f a c t o m o r a t o r i u m o n n u c l e a r r e a c t o r c o n s t r u c -t i o n , w h e r e a s a r e f e r e n d u m i n S w e d e n h a s i n d i c a te d s t r o n g s u p p o r t f o r n u c l e a r-f r e e p o w e r g e n e r a t i o n b y t h e y e a r 2 0 1 0 , a n d i n t h e U . S . , t h e r e h a v e b e e n n on e w o r d e r s f o r n u c l e a r r e a c t o r s s i n c e 1 97 8 ( H a f e l e 1 9 90 ). T h e c o n c e r n s o v e rp r o l i f e r a t io n o f n u c l e a r t e c h n o l o g y a s w e ll as t h e h i g h c a p i ta l c o s t s o f b u i l d -i n g n u c l e a r p o w e r p l a n t s h a v e a l s o s e r v e d to l i m i t th e u t i li z a ti o n o f n u c l e a rp o w e r i n m a n y d e v e l o p i n g c o u n t r i e s o f t h e w o r l d . L I C s s u c h a s B r az il , M e x -ic o , I r a n , a n d t h e P h i l i p p i n e s h a v e a b a n d o n e d t h e i r n u c l e a r p r o g r a m s f o r a llp r a c t ic a l p u r p o s e s ; t h e p o s s i b il i t y o f s i g n i fi c an t e x p a n s i o n o f n u c l e a r p o w e ri n t h e L I C s i n t h e f o r e s e e a b l e f u t u r e s e e m s q u i t e r e m o t e ( S u r r e y 1 98 8). O v e r -a l l , t h e n , i t s e e m s t h a t t h e f u t u r e o f n u c l e a r ( f i s s i o n ) p o w e r i s l i m i t e d b y an u m b e r o f t e c h n o l o g i c a l , s o c ia l , i n s t i t u t i o n a l , a n d p o l i t ic a l h u r d l e s ; g i v e n t h en a t u r e o f s o m e o f t h e s e h u r d l e s ( s u c h a s e ff ec ti v e i n t e r n a t i o n a l c o o p e r a t i o no n n u c l e a r i ss u e s ), t h i s f u t u r e s e e m s v e r y d i f fi c u lt t o p r e d i c t b u t d o e s n o t s e e mv e r y o p t im i s t ic . F u s i o n - b a s e d n u c l e a r p o w e r g e n e r a t i o n s e e m s l ik e a m o r e d e -s ir a b le a l t e rn a t i v e in t e r m s o f m a n y o f t h e i s s ue s s u r r o u n d i n g c u r r e n t f i ss io n -b a s e d s y s te m s , b u t i t is f a r f r o m b e i n g d e v e l o p e d a s a p r a c t i c a ll y im p l e m e n t -a b l e t e c h n o l o g y , a s m e n t i o n e d e a rl ie r . C o n s e q u e n t l y , i t w o u l d b e u n r e a l is t ica t t h i s t i m e t o c o n s i d e r n u c l e a r f a c i l i t i e s a s p o t e n t i a l s o u r c e s o f l a r g e - s c a l ec l e a n e l e c t r i c p o w e r f o r t h e f u t u r

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