Biopolttoaine , kaikki polttoaineet, jotka ovat peräisin biomassa -tuo on, tehdas tai levät materiaali- tai eläinjätteet. Koska tällaista raaka-ainetta voidaan täydentää helposti, biopolttoaineen katsotaan olevan uusiutuvan energian lähde, toisin kuin fossiiliset polttoaineet, kuten maaöljy , hiili ja maakaasu. Biopolttoainetta kannatetaan yleisesti kustannustehokkaana ja ympäristöystävällisenä hyvänlaatuinen vaihtoehto öljyyn ja muihin fossiilisiin polttoaineisiin, erityisesti yhteydessä Öljyn hinnannousu ja lisääntynyt huoli fossiilisten polttoaineiden panoksesta ilmaston lämpeneminen . Monet kriitikot ilmaisevat huolensa tiettyjen biopolttoaineiden laajentumisesta johtuen jalostukseen liittyvistä taloudellisista ja ympäristökustannuksista sekä siitä, että valtavat peltoalueet voidaan poistaa elintarviketuotannosta.
DuPont-tutkija Max Li, joka kehittää uusia biopolttoaineita huippuluokan käymislaboratoriossaan DuPont-koeasemalla Wilmingtonissa, Del, 19. kesäkuuta 2006. PRNewsFoto / DuPont / AP Images
Etanolipolttoainepumppu, joka toimittaa E85-seoksen autolle Washingtonin osavaltiossa Yhdysvalloissa. Carolina K.Smith, MD / Shutterstock.com
Jotkut pitkään hyödynnetyt biopolttoaineet, kuten puu , voidaan käyttää suoraan raaka-aineena, joka poltetaan tuottamaan lämpöä . Lämpöä puolestaan voidaan käyttää generaattoreiden käyttämiseen voimalaitoksessa sähkön tuottamiseksi. Useat nykyiset voimalaitokset polttavat ruohoa, puuta tai muuta biomassaa.
Tutustu etanolibiopolttoaineiden lisääntyvään tuotantoon Yhdysvalloissa ja sen haittapuoleen Yleiskatsaus etanolibiopolttoaineiden tuotantoon Yhdysvalloissa. Contunico ZDF Enterprises GmbH, Mainz Katso kaikki tämän artikkelin videot
Nestemäiset biopolttoaineet ovat erityisen kiinnostavia suurten tuotteiden vuoksi infrastruktuuri jo olemassa, jotta niitä voidaan käyttää, erityisesti kuljetukseen. Nestemäinen biopolttoaine eniten tuotettuna on etanoli (etyylialkoholi), joka valmistetaan fermentoimalla tärkkelystä tai sokeria . Brasilia ja Yhdysvallat ovat johtavia etanolin tuottajia. Yhdysvalloissa etanolista valmistettua biopolttoainetta valmistetaan pääasiassa maissi (maissi) viljaa, ja se sekoitetaan tyypillisesti bensiinin kanssa, jotta saadaan bensiiniä, polttoainetta, joka on 10 prosenttia etanolia. Brasiliassa etanolibiopolttoaine valmistetaan pääasiassa sokeriruokosta, ja sitä käytetään yleisesti 100-prosenttisena etanolipolttoaineena tai bensiiniseoksissa, jotka sisältävät 85 prosenttia etanolia. Toisin kuin elintarvikekasveista tuotettu ensimmäisen sukupolven etanolibiopolttoaine, toisen sukupolven selluloosaetanoli on peräisin vähäarvoisesta biomassasta, jolla on korkea selluloosapitoisuus, mukaan lukien hakkeet, viljajäämät ja yhdyskuntajätteet. Selluloosaetanoli valmistetaan yleisesti sokeriruoko-bagassista, sokerin jalostuksessa syntyvästä jätetuotteesta tai erilaisista ruohoista, joita voidaan viljelty huonolaatuisella maalla. Koska muuntokurssi on alhaisempi kuin ensimmäisen sukupolven biopolttoaineilla, selluloosaetanolia käytetään pääasiassa bensiinin lisäaineena.
Etanolintuotantolaitos Etelä-Dakotassa, Yhdysvallat Jim Parkin / Shutterstock.com
Opi biodieselin valmistusprosessi rypsiöljystä Opi biodieselin valmistus. Contunico ZDF Enterprises GmbH, Mainz Katso kaikki tämän artikkelin videot
Toiseksi yleisin nestemäinen biopolttoaine on biodieseli, jota valmistetaan pääasiassa öljyisistä kasveista (kuten soija tai öljypalmu ) ja vähemmässä määrin muista öljyisistä lähteistä (kuten ravintola-rasvakeittojen jätteet ruoan paistamiseen). Biodieseliä, joka on saanut eniten hyväksyntää Euroopassa, käytetään dieselmoottoreissa, ja se sekoitetaan yleensä öljypolttoaineen kanssa eri prosenttiosuuksina. Käyttö levät ja syanobakteerit kolmannen sukupolven biodieselin lähteenä on lupauksia, mutta sitä on ollut vaikea kehittää taloudellisesti. Jotkut levälajit sisältävät jopa 40 prosenttia lipidit painosta, joka voidaan muuntaa biodieseliksi tai synteettinen maaöljy. Joidenkin arvioiden mukaan levät ja syanobakteerit voisivat tuottaa 10–100 kertaa enemmän polttoainetta pinta-alayksikköä kohti kuin toisen sukupolven biopolttoaineet.
leväbiopolttoaineiden tutkija Nick Sweeney inokuloi levät, joita kasvatetaan teltareaktorissa levälaboratoriossa kenttätestilaboratorion rakennuksessa (FTLB) Kansallisessa uusiutuvan energian laboratoriossa Goldenissä, Coloradossa. Dennis Schroeder / Kansallinen uusiutuvan energian laboratorio
kaikkien aikojen paras jääkiekkoilija
Muita biopolttoaineita ovat metaanikaasu ja biokaasu - jotka voidaan saada hajottamalla biomassaa hapen puuttuessa - sekä metanoli, butanoli ja dimetyyli eetteri - jotka ovat kehitteillä.
Biopolttoaineiden taloudellisia hyötyjä arvioitaessa on otettava huomioon niiden tuottamiseen tarvittava energia. Esimerkiksi maissin viljelyprosessi etanolin tuottamiseksi kuluttaa fossiilisia polttoaineita maatalouden laitteissa, lannoitteiden valmistuksessa, maissikuljetuksissa ja etanolin tislauksessa. Tältä osin maissista valmistettu etanoli edustaa suhteellisen pientä energian hyötyä; sokeriruokon energian hyöty on suurempi ja selluloosasta etanolista tai levistä peräisin olevan biodieselin hyöty voi olla vielä suurempi.
Biopolttoaineet tuottavat myös ympäristöhyötyjä, mutta niiden valmistustavasta riippuen niillä voi olla myös vakavia ympäristöhaittoja. Kasvipohjaisilla biopolttoaineilla on uusiutuvana energialähteenä periaatteessa vain pieni nettopanos ilmaston lämpeneminen ja ilmastonmuutos; hiilidioksidi (suuri kasvihuonekaasu), joka tulee ilmaan vuoden aikana palaminen on poistettu ilmasta aiemmin kasvavien kasvien mukana fotosynteesi . Tällaisen materiaalin sanotaan olevan hiilineutraali. Käytännössä maatalouden biopolttoaineiden teollinen tuotanto voi kuitenkin johtaa kasvihuonekaasupäästöihin, jotka voivat korvata uusiutuvien polttoaineiden käytön edut. Näihin päästöihin sisältyvät fossiilisten polttoaineiden polttamisesta tuotantoprosessin aikana aiheutuva hiilidioksidi ja siitä syntyvä typpioksidi maaperään jota on hoidettu typpeä lannoite. Tältä osin selluloosabiomassan katsotaan olevan enemmän hyödyllistä .
Maankäyttö on myös tärkeä tekijä arvioitaessa biopolttoaineiden hyötyjä. Säännöllisen raaka-aineen, kuten maissi ja soijapavut , ensimmäisen sukupolven biopolttoaineiden pääkomponenttina, herätti keskustelun elintarvikkeista polttoaineisiin. Kun viljelysmaata ja raaka-aineita ohjataan ihmisten ravintoketjusta, biopolttoaineiden tuotanto voi vaikuttaa elintarvikkeiden hintojen ja saatavuuden talouteen. Lisäksi biopolttoaineeksi kasvatetut energiakasvit voivat kilpailla maailman luonnon puolesta elinympäristöjä . Esimerkiksi maissista saadun etanolin painottaminen siirtää nurmi- ja harjamaita maissin monokulttuureihin, ja biodieselin painottaminen kaataa muinaiset trooppiset metsät tiellä öljypalmiviljelmille. Luonnollisen elinympäristön menetys voi muuttaa hydrologiaa, lisätä eroosiota ja yleensä vähentää luonnon monimuotoisuus luonnonvaraisten alueiden Maan raivaaminen voi johtaa myös suuren määrän hiilidioksidin äkilliseen vapautumiseen, kun sen sisältämä kasviaine poltetaan tai sen annetaan hajota.
Jotkut biopolttoaineiden haitoista koskevat pääasiassa vähän monimuotoisia biopolttoaineiden lähteitä - maissia, soijapapuja, sokeriruokoa, öljypalmia -, jotka ovat perinteisiä maatalouskasveja. Yksi vaihtoehto sisältää erittäin monipuolinen lajien seokset, erityisenä esimerkkinä Pohjois-Amerikan tallgrair-preeria. Tuotantoa vailla olevan heikentyneen maatalousmaan muuttaminen niin monimuotoisiksi biopolttoaineiden lähteiksi voi lisätä villieläinten pinta-alaa, vähentää eroosiota, puhdistaa vesipitoisia epäpuhtauksia, varastoida ilmasta peräisin olevaa hiilidioksidia hiilenä yhdisteet ja palauttaa lopulta hedelmällisyys heikentyneille maille. Tällaiset biopolttoaineet voitaisiin polttaa suoraan sähkön tuottamiseksi tai muuttaa nestemäisiksi polttoaineiksi tekniikan kehittyessä.
Oikea tapa kasvattaa biopolttoaineita palvelemaan kaikkia tarpeita samanaikaisesti on edelleen paljon kokeiluja ja keskusteluja, mutta biopolttoaineiden tuotannon nopea kasvu todennäköisesti jatkuu. Yhdysvalloissa vuoden 2007 energiariippumattomuutta ja -turvallisuutta koskeva laki valtuutettu biopolttoaineiden käyttö 136 miljardia litraa (36 miljardia gallonaa) vuodessa vuoteen 2022 mennessä, mikä on yli kuusinkertainen kasvu vuoteen 2006 verrattuna. Lainsäädäntö edellyttää myös tietyin ehdoin, että 79 miljardia litraa (21 miljardia gallonaa) kokonaismäärästä on muita biopolttoaineita kuin maissista johdettu etanoli, ja siinä jatkettiin tiettyjä valtion tukia ja verokannustimia biopolttoaineiden tuotantoon.
biopolttoaineiden testauskeskus Työntekijät kansallisen uusiutuvien energialähteiden laboratorion (NREL) biopolttoaineiden testauskeskuksessa, Golden, Colo., 2009. Dennis Schroeder - kansallinen uusiutuvan energian laboratorio / USA. Energiaministeriö
Yksi erilainen biopolttoaineiden lupaus on, että yhdistettynä kehittyvään tekniikkaan, jota kutsutaan hiilidioksidin talteenotoksi ja varastoimiseksi, biopolttoaineiden tuotanto- ja käyttöprosessi voi pystyä poistamaan jatkuvasti hiilidioksidia ilmakehästä. Tämän näkemyksen mukaan biopolttoainekasvit poistaisivat hiilidioksidia ilmasta, kun ne kasvavat, ja energialaitokset siepattaisivat hiilidioksidia, kun biopolttoaineita poltetaan sähkön tuottamiseksi. Siepattu hiilidioksidi voitaisiin sitoa (varastoida) pitkäaikaisiin varastoihin, kuten maan alla oleviin geologisiin muodostumiin, syvän valtameren sedimentteihin tai ajatella kiinteinä aineina, kuten karbonaatteina. Katso myös hiilen sitominen.
Copyright © Kaikki Oikeudet Pidätetään | asayamind.com