Hvordan utnytte biodrivstoff

  • Vova Krasen
  • 0
  • 5178
  • 1142
BEHOV TAPING Thinkstock

Biodrivstoff - ordet virker magisk. Det gir deg syngende fugler, klare blå himmel og global lykke. På en eller annen måte kan vi gjøre planter og annet organisk materiale om til noe for å drive bilene våre og redde planeten på samme tid.

Men det er ikke magi i det hele tatt. I denne artikkelen skal vi diskutere hva biodrivstoff er, hva de ikke er og hvordan de blir utnyttet fra biomasse (det vil si organisk materiale fra planter og dyr). Vi vil også snakke om løftene og avveiningene til de viktigste typene biodrivstoff.

Først av alt, hva er biodrivstoff? I følge US Department of Energy (DOE) er de fornybare faste, gass eller flytende drivstoff utviklet fra planter og organisk materiale som kan behandles til produsert brensel for å drive våre biler og SUV-er, varme opp boarealene våre eller betjene maskiner. Renewable i denne forstand betyr at vi får ressurser til å lage drivstoffet fra noe vi lett kan fylle på i løpet av en rimelig kort periode - som planter. Selv om olje og naturgass også kommer fra planter, er disse ikke fornybare fordi det vil ta millioner av år å friske opp forsyningen med disse fossile brenslene.

I flere tiår har huseiere hatt muligheten til å bruke fast brensel som tre eller kornpellets - selv om det i det siste har blitt mer populær måte å bidra til å oppveie de ville svingningene i brenseloljeprisen. For transportformål er de desidert vanligste biodrivstoffene som brukes i dag etanol (en form for alkohol produsert av stivelse eller sukker) og biodiesel (et drivstoff basert på olje, fett eller fett).

Sporing av biodrivstoffproduksjon er ennå ikke en eksakt vitenskap på grunn av de mange metodene som brukes for å produsere den, men data for den totale produksjonen og forbruket av biodiesel og etanol er pålitelige. Etter å ha falt litt på midten av 1990-tallet, er etanolproduksjonen i USA på et høyt nivå. Biodieselproduksjonen i USA skyrocketed fra 2 millioner gallons i 2002 til 700 millioner gallon i 2008, ifølge National Biodiesel Board, en amerikansk industrihandelsforening.

Visstnok kan alternative drivstoff være veldig nyttige, men hvordan konverterer de biomasse til noe brukbart?

Etanol, noen ganger kjent som kornalkohol, lages ved gjæring av plantematerialer. Tradisjonelt har dette betydd gjæring av den forbrukbare delen av avlingene, spesielt fra mais eller sukkerrør.

En stor ulempe med dette er at det rammer matforsyningen til mennesker og husdyr. Ny forskning fokuserer i stedet på å bruke cellulosebiomasse, som består av ikke-matdeler av planter som maisstilk]. Prosessen innebærer å gjøre plantematerialet om til glukose, som deretter kan gjæres som noe annet sukker, og produserer etanol. Lignin, et biprodukt av prosessen, blir brent for å gi energi til å fullføre prosessen.

Selv om det kan brukes som drivstoff i sin rene form, kombineres biodiesel vanligvis med bensin. Alle bensindrevne biler kan ta lett tilgjengelig gasohol, en blanding av 90 prosent bensin og 10 prosent etanol. Fleksibiler kan også bruke det som heter E85 drivstoff, en blanding av 85 prosent etanol og 15 prosent bensin.

I motsetning til etanol har biodiesel bare tatt av i USA siden rundt 2005. Vitenskapen bak er også mye nyere og litt mer sammensatt. De fleste metoder for å produsere biodiesel i USA begynner med soyaolje eller brukt vegetabilsk olje, selv om andre oljer og til og med alger også kan brukes.

I følge National Sustainable Agricultural Information Service kombineres oljen med en alkohol, vanligvis metanol eller til og med etanol. En katalysator som kaliumhydroksyd eller natriumhydroksyd (lut) brukes til å starte prosessen som kalles transesterification, som produserer biodieselen, med glyserol opprettet som et biprodukt.

Som etanol blir biodiesel vanligvis kombinert med petroleumsbasert drivstoff, noe som tillater bruk av alle dieselbiler. Den vanligste blandingen heter B20, som reflekterer en blanding av biodiesel og 80 prosent petroleum. Modifiserte kjøretøy kan bruke B100, eller 100 prosent biodiesel, for å drive dem nedover veien.

Etanol og biodiesel er to drivstoff som får mye ære, men det er mye mer i biodrivstoffbildet. I neste avsnitt skal vi utforske noen andre alternativer for biodrivstoff.

Lage biodiesel av brukt vegetabilsk olje

Vil du ta farvel med bensinstasjonen? Bli med på den voksende legionen av mennesker som lager biodiesel hjemme fra brukt vegetabilsk olje. Du trenger metanol, en sterk katalysator (lut fungerer) og mange sikkerhetstiltak. Rekvisitaene er lett tilgjengelige. Litteratur florerer om prosessen, så les opp, kjøp rekvisita, vær forsiktig og forbered deg på å erklære din drivstoffuavhengighet.

Biodrivstoff er ikke begrenset til våre biler og lastebiler. I denne delen skal vi se på noen nye måter biodrivstoff kommer inn i livene våre.

Folk har samlet seg rundt vedbranner siden tidenes morgen. Treverk er enkelt å jobbe med, lett å brenne og enkelt å erstatte (med riktig ressursstyring, uansett). Det som er annerledes i dag, er utviklingen av et bredt spekter av pellets for å mate vedovner. Disse ovnene blir mye mer effektive til å brenne tingene også. Det amerikanske energidepartementet rapporterer at en 42 000-Btu-pelletsovn kan varme opp et hus på 1300 kvadratmeter - disse enhetene produserer til og med mindre forurensning og har lavere vedlikeholdskrav. Mens trepellets laget av komprimert sagflis er de vanligste, kan noen ovner også bruke drivstoff laget av mais, avfallspapir, nøtteskall og til og med tørkede kirsebærgroper.

En noe mindre berømt teknologi tar fast avfall som husdyrgjødsel fra husdyr eller kommunalt avfall og fanger opp gassene som slippes ut som en del av den naturlige anaerobe nedbrytningsprosessen. Dette biogass inneholder høye nivåer av metan, som kan brukes som drivstoff. En orientering fra ideelle miljø- og energistudieinstituttet i 2010 rapporterte at 151 anaerobe fordøyere (planter som fanger opp biogassen fra nedbrytning) var i drift i USA, som alle brukte animalsk avfall som basismateriale.

Mens mange avfallsbehandlingsanlegg tradisjonelt brenner av biogassen, blir det stadig mer anerkjent som et annet potensielt stykke i energipuslespillet når vi streber etter å finne en mer permanent energiløsning.

Mange av teknologiene som er under utvikling for å støtte implementering av biodrivstoff er godt i gang, men kan de virkelig hjelpe miljøet og gi en realistisk løsning på energibehovene våre? Hvordan skal det hjelpe oss? Vi tar en titt på det i sluttdelen.

Det er en høy bar for energiløsninger i dag: De må være mer effektive og redde planeten. Kan biodrivstoff virkelig redde dagen? Som du kanskje forventer, er det ingen enkle svar, og til syvende og sist er de bare ett stykke i et mye større energipuslespill.

Miljømessig sett, bruker biodrivstoff ikke karbondioksid i atmosfæren eller til global oppvarming. Planter tar opp karbon når de vokser og frigjør det når de konverteres til energi. På samme måte forbruker dyr planter, som de omdanner til fett og avfall (blant annet), så karbonet fra plantene frigjøres igjen når disse produktene omdannes til energi.

Karbon har vært låst inne i kull og annet fossilt brensel i millioner av år, og det holder seg der til vi trekker det ut av bakken for å brenne. Mens karbonet i disse drivstoffene en gang fylte luften, var det ikke en del av den nåværende årlige syklusen i atmosfæren.

Fra politisk hold betyr bruk av ressurser tilgjengelig i eget land mindre avhengighet av utenlandske ressurser som råolje. Å fylle noe av behovet for denne energien med fornybare biodrivstoff hjemme kan gå langt i retning av å redusere internasjonal spenning.

Biodrivstoff er også gunstig for økonomien ved at den innenlandske naturen til ressursene som er nødvendige for å utnytte dem ligger i lokale landbruks- og skogregioner.

Til dags dato er ingen eneste drivstoffkilde - biodrivstoff, fossilt brensel, vind, solenergi eller kjernefysisk - i stand til å gi svaret på alle våre energibehov. Imidlertid gjør forbedringer i teknologi raskt det enklere å utnytte biodrivstoff og gjøre det mulig for deres utvikling å bidra til en lysere fremtid.




Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.

De mest interessante artiklene om hemmeligheter og oppdagelser. Mye nyttig informasjon om alt
Artikler om vitenskap, rom, teknologi, helse, miljø, kultur og historie. Forklare tusenvis av emner slik at du vet hvordan alt fungerer