Hvad er bioethanolens CO2-fodaftryk?
Miljøbevidsthed er ikke længere et marginalt anliggende. Efterhånden som konsekvenserne af de menneskeskabte klimaændringer bliver mere tydelige, er der et voksende kollektivt ønske om at beskytte vores planet og vores miljø. Selv om vi har brug for, at folk ændrer deres adfærd, både individuelt og på samfundsniveau, for at bekæmpe klimaændringerne, spiller grønne teknologier også en rolle. Enhver innovation, der gør det muligt for os at reducere skadelige emissioner og generere mindre affald, kan være vigtig i kampen mod klimaændringer.
En af de vigtigste kilder til global forurening er emissioner fra køretøjer. For mange mennesker er det en nødvendighed at bruge en privat bil. Uden bil ville de ikke kunne tage på arbejde, køre deres børn i skole eller rejse meget længere end til deres egen hoveddør. Men medmindre du har råd til en elbil og er heldig nok til at bo et sted med en ordentlig infrastruktur, betyder bilkørsel, at du bidrager til den uendelige strøm af forurening og drivhusgasemissioner, som vi alle er ansvarlige for.
Bioethanol er ved at blive et lovende alternativt brændstof, som en dag kan give os mulighed for at køre så meget, som vi vil, uden at vi behøver at bekymre os om, hvad der kommer ud af vores udstødning. Alle, der stræber efter en CO2-neutral fremtid, bør være opmærksomme på bioethanol.
Hvordan fremstilles bioethanolbrændstof?
Bioethanol har mange fordele i forhold til konventionelle brændstoffer, men det vigtigste salgsargument er, at det er miljøvenligt. Bioethanolproduktion anvender vedvarende ressourcer, dvs. afgrøder som majs, majs og majs. I princippet kan det fremstilles af enhver plante, der indeholder sukker og stivelse. Vi bruger udtrykket "biomasse" som en altomfattende betegnelse for vedvarende organiske materialer fra planter og dyr. Biomasse omfatter levende organismer, materialer, der stammer fra levende organismer, og materialer fra organismer, der for nylig er døde.
Den nøjagtige proces til fremstilling af bioethanolbrændstof afhænger af sammensætningen af den anvendte biomasse. Den meste forskning er i øjeblikket fokuseret på lignocelluloseholdigt materiale, herunder pil, eukalyptus, halm, sukkerrør, landbrugsrester og andet træ- og græsagtigt materiale, der ofte betragtes som affald. Der skal 2-4 tons lignocellulosebiomasse til at producere 1 ton bioethanol. Forskere foretrækker lignocellulosebiomasse, fordi den er mere rigelig end fødevareafgrøder og billigere at producere, især fordi den alligevel betragtes som affald. Den har også en højere nettoenergibalance end andre former for biomasse, hvilket gør den økologisk gør det mere attraktivt. Lignocellulosebiomasse kan reducere drivhusgasemissionerne med op til 90%, hvilket er meget bedre end første generation af biobrændstoffer.
Ulempen ved at anvende lignocellulosebiomasse til bioethanolproduktion er, at den indeholder en række kulhydratpolymerer, herunder cellulose. Cellulose er hovedbestanddelen af plantecellevægge og består af glukosemolekyler. Når cellulose nedbrydes i en proces, der kaldes hydrolyse, frigøres glukose. Der er flere måder at hydrolyse cellulose i lignocellulosebiomasse på for at producere gærbare sukkerarter. De mest almindelige metoder omfatter behandling af biomassen med syre eller specifikke enzymer og opvarmning af den.
For ikke-lignocelluloseholdig biomasse, f.eks. korn, er det første trin at male biomassen for at frigøre stivelsen. Det resulterende materiale blandes med en bestemt mængde vand for at kontrollere forholdet mellem sukker og gær i den resulterende mæsk. Opvarmning af blandingen opløser vandopløselig stivelse, mens syre eller enzymatisk hydrolyse anvendes til samtidig at omdanne stivelsen til sukkerstoffer. Den resulterende blanding købes op til en pH-værdi på mellem 4,8 og 5,0, som er let sur. Det er nødvendigt for at give gæren, der gærer sukkeret, mulighed for at vokse. Gæringsprocessen producerer ethanol og CO2. Efterfølgende destillation og dehydrering øger koncentrationen af ethanol i opløsningen.
For at kunne anvendes som brændstof skal ethanol være meget rent, så tæt på 100% som muligt. Industrielt fremstillet ethanol har et relativt højt vandindhold, hvilket reducerer renheden. Der findes flere metoder til dehydrering af ethanol, som alle i øjeblikket undersøges af forskere med henblik på effektivitetsforbedringer.
Hvad er de miljømæssige fordele ved bioethanol?
Bioethanol kommer ikke blot fra vedvarende kilder, men reducerer også i væsentlig grad drivhusgasemissionerne under produktionen og ved forbrændingen af det færdige brændstof sammenlignet med konventionelle brændstoffer. Ved at tilsætte ethanol til benzin øges oktantallet, hvilket betyder, at benzinen brænder i stedet for at brænde, og det giver os mulighed for at strække vores stadigt svindende oliereserver. En forlængelse af oliereservernes levetid forbedrer vores brændstofsikkerhed og mindsker vores afhængighed af olieproducerende lande.
Hvis du spekulerer på, om bioethanol producerer kulilte eller andre skadelige stoffer, er svaret nej. Forbrænding af bioethanol medfører meget få emissioner og er betydeligt renere end konventionelle brændstoffer. Det værste, det afgiver, er en ubetydelig mængde kuldioxid, hvilket er alt for lidt til at have nogen negativ indvirkning på menneskers eller miljøets sundhed.
Du har måske hørt modstridende udsagn om bioethanolens CO2-fodaftryk. Så er bioethanol CO2-neutralt eller ej? Svaret er, ja, den er CO2-neutral. Men man må spørge sig selv, hvorfor bioethanol er CO2-neutralt. Svaret er faktisk ganske enkelt: Den mængde kuldioxid, der frigives ved produktionen af bioethanol, er den samme som den mængde kuldioxid, der optages af de planter, der producerer brændstoffet under fotosyntesen.
Et skift fra oliebaserede brændstoffer til bioethanol vil hjælpe med at helbrede ozonlaget over jorden, hvilket er et langsigtet mål for miljøbevægelsen. Når ethanol forbrændinger, er de resulterende produkter mindre reaktive over for sollys end emissioner fra konventionelle brændstofkilder. Selv afbrænding af ethanol i stor skala vil sandsynligvis ikke nedbryde ozonlaget.
Selv hvis vi fortsat bruger konventionelt brændstof til vores køretøjer i den nærmeste fremtid, kan vi stadig bruge bioethanol til at reducere drivhusgasemissionerne. Blanding af bioethanol med benzin giver en række værdifulde fordele. For det første øger det oktantallet i brændstoffet, hvilket normalt er vanskeligt og dyrt at gøre. Ved at berige brændstof af lav kvalitet med ethanol kan vi reducere skadelige emissioner og forbedre ydeevnen. Ved at tilsætte bioethanol til brændstof kan vi også øge vores forsyning yderligere og mindske vores afhængighed af olieproducerende lande.
Generelt set vil en udbredt anvendelse af bioethanol føre til en bedre luftkvalitet og en reduktion af forekomsten af kræftfremkaldende partikler. De igangværende forsknings- og udviklingsprojekter forbedrer hele tiden bioethanolens miljømæssige fordele, hvilket gør det til et endnu mere attraktivt alternativ. F.eks. sikrer de nyeste design af bioethanolanlæg, at alt vand, der udledes, er miljøneutralt. Nogle anlæg genbruger det spildevand, der opstår i forbindelse med produktionen af bioethanol, så det kan genbruges.
Hvad bruges bioethanolbrændstof til?
Ethanol er et alsidigt brændstof, der allerede har vist sit potentiale på flere vigtige områder. Den mest fremtrædende anvendelse af bioethanol i dag er som transportbrændstof, og mange i bilindustrien forventer, at det i sidste ende vil erstatte benzin som det primære transportbrændstof til personbiler. En af fordelene ved bioethanol er imidlertid, at det ikke behøver at erstatte benzin fuldstændigt for at gøre en forskel. Ethanol bruges ofte til at forbedre ydeevnen af brændstof af lav kvalitet, og der findes flere blandede brændstoffer på markedet, som kombinerer bioethanol med diesel eller benzin.
Som ethvert andet brændstof kan bioethanol forbrændes for at producere energi og generere strøm. Der foregår stadig forskning i bioethanols potentielle rolle i elproduktionen. Sammenlignet med kul og olie har ethanol en meget lavere termisk energiudbytte, hvilket betyder, at der skal bruges meget større mængder for at producere den samme energiudbytte. Vi har imidlertid råd til at brænde meget mere ethanol uden at forårsage miljøskader og frigive giftige emissioner.
Bioethanolpejse bliver også stadig mere populære. De udvikler ingen røg eller andre skadelige biprodukter, de ser flotte ud, og de kræver ingen skorsten eller tilslutning til en gasledning.
Hvordan kan bioethanol sammenlignes med konventionelle brændstoffer?
Sammenlignet med benzin har bioethanol et meget lavere energiindhold end benzin. Hvis du har to identiske køretøjer, hvoraf det ene kører på benzin og det andet på bioethanol, vil bilen på benzin kunne køre videre. Bioethanol giver dog ikke de samme skadelige emissioner som benzin. Efterhånden som omkostningerne ved at fremstille bioethanol fortsat falder, og produktionsmetoderne bliver mere effektive, kan vi meget vel nå et punkt, hvor det at skulle tanke køretøjer oftere anses for at være en givende afvejning.
Bioethanol har et højere oktantal end benzin og kan endda tilsættes til benzin for at øge oktantallet. Et højere oktantal betyder, at bioethanol brænder i stedet for at antændes i en motor og har bedre egenskaber mod atomsprængninger.
Ethanol er mindre flygtig end benzin, målt ved Reid-damptrykket. Det lavere tryk i bioethanol betyder, at det fordamper langsomt, hvilket holder koncentrationen af fordampningsemissioner lav og reducerer risikoen for, at brændstoffet eksploderer yderligere. Det lave damptryk kan dog også være en ulempe for ethanol. Kombinationen af lavt tryk og et enkelt kogepunkt betyder, at motorer, der kører på ren ethanol, ikke kan starte uden hjælp ved temperaturer under 20 grader Celsius. Hvis bioethanol nogensinde for alvor overvejes som et primært brændstof til biler, skal motorerne kompensere for dette problem.
Bioethanol og lignende biobrændstoffer kan spille en vigtig rolle i bekæmpelsen af klimaændringer. Ikke alene har det en lang række potentielle anvendelsesmuligheder, men produktionen af bioethanol er også CO2-neutral. Hold øje med dette område, da det meget vel kan være fremtidens brændstof.