Qual è l'impronta di carbonio del bioetanolo?
Essere attenti all'ambiente non è più una preoccupazione marginale. Man mano che le conseguenze del cambiamento climatico antropomorfo diventano più evidenti, c'è un crescente desiderio collettivo di proteggere il nostro pianeta e il nostro ambiente. Mentre abbiamo bisogno che le persone cambino il loro comportamento, sia individualmente che a livello sociale, per combattere il cambiamento climatico, c'è anche un ruolo per le tecnologie verdi. Ogni innovazione che ci permette di ridurre le emissioni nocive e generare meno rifiuti può essere significativa nella lotta contro il cambiamento climatico.
Una delle principali fonti di inquinamento globale sono le emissioni dei veicoli. Per molte persone, l'uso di un'auto personale è una necessità. Senza un'auto, non sarebbero in grado di andare al lavoro, portare i loro figli a scuola o viaggiare molto più lontano della loro porta di casa. Ma a meno che non ci si possa permettere un'auto elettrica e si abbia la fortuna di vivere in un posto con infrastrutture decenti, guidare significa contribuire al flusso infinito di inquinamento e di emissioni di gas serra di cui siamo tutti responsabili.
Bioetanolo sta emergendo come un promettente carburante alternativo che un giorno potrebbe permetterci di guidare quanto vogliamo senza doverci preoccupare di ciò che esce dai nostri scarichi. Chiunque cerchi un futuro senza carbonio dovrebbe prestare attenzione al bioetanolo.
Come si produce il carburante bioetanolo?
Il bioetanolo offre numerosi vantaggi rispetto ai carburanti convenzionali, ma il suo principale punto di forza è la sua compatibilità ambientale. La produzione di bioetanolo utilizza risorse rinnovabili, vale a dire colture come il mais, il mais e il granturco. In linea di principio, può essere prodotto da qualsiasi pianta che contenga zucchero e amido. Usiamo il termine "biomassa" come un termine onnicomprensivo per materiali organici rinnovabili derivati da piante e animali. La biomassa include organismi viventi, materiali derivati da organismi viventi e materiali provenienti da organismi che sono morti di recente.
L'esatto processo di produzione del combustibile bioetanolo dipende dalla composizione della biomassa utilizzata. La maggior parte della ricerca è attualmente concentrata sul materiale lignocellulosico, tra cui salice, eucalipto, paglia, canna da zucchero, residui agricoli e altri materiali legnosi ed erbosi spesso considerati come rifiuti. Ci vogliono da 2 a 4 tonnellate di biomassa lignocellulosica per produrre 1 tonnellata di bioetanolo. I ricercatori preferiscono la biomassa lignocellulosica perché è più abbondante delle colture alimentari e più economica da produrre, soprattutto perché è considerata comunque un rifiuto. Ha anche un bilancio energetico netto più alto di altre forme di biomassa, il che lo rende ecologico lo rende più attraente. La biomassa lignocellulosica può ridurre le emissioni di gas serra fino a 90%, che è molto meglio dei biocarburanti di prima generazione.
Lo svantaggio di usare la biomassa lignocellulosica per la produzione di bioetanolo è che contiene una serie di polimeri di carboidrati, compresa la cellulosa. La cellulosa è il componente principale delle pareti cellulari delle piante ed è composta da molecole di glucosio. Quando la cellulosa viene scomposta in un processo chiamato idrolisi, viene rilasciato il glucosio. Ci sono diversi modi per idrolizzare la cellulosa nella biomassa lignocellulosica per produrre zuccheri fermentabili. I metodi più comuni includono il trattamento della biomassa con acido o enzimi specifici e il riscaldamento.
Per la biomassa non lignocellulosica, come il grano, il primo passo è quello di macinare la biomassa per liberare l'amido. Il materiale risultante viene mescolato con un volume specifico di acqua per controllare il rapporto tra zucchero e lievito nel mash risultante. Il riscaldamento della miscela dissolve gli amidi solubili in acqua, mentre l'idrolisi acida o enzimatica è usata per convertire simultaneamente l'amido in zuccheri. La miscela risultante viene acquistata fino a un pH compreso tra 4,8 e 5,0, che è leggermente acido. Questo è necessario per permettere al lievito che fermenta gli zuccheri di crescere. Il processo di fermentazione produce etanolo e CO2. La successiva distillazione e disidratazione aumenta la concentrazione di etanolo nella soluzione.
Per essere usato come carburante, l'etanolo deve essere molto puro, il più vicino possibile a 100%. L'etanolo prodotto industrialmente ha un contenuto di acqua relativamente alto che riduce la purezza. Ci sono diversi metodi di disidratazione dell'etanolo, tutti attualmente studiati dai ricercatori per migliorare l'efficienza.
Quali sono i benefici ambientali del bioetanolo?
Il bioetanolo non solo proviene da fonti rinnovabili, ma riduce anche significativamente le emissioni di gas serra durante la produzione e quando il combustibile finito viene bruciato, rispetto ai combustibili convenzionali. L'aggiunta di etanolo alla benzina aumenta il numero di ottano, il che significa che brucia piuttosto che bruciare, e ci permette di allungare le nostre riserve di petrolio sempre più ridotte. Prolungare la vita delle riserve di petrolio migliora la nostra sicurezza del carburante e riduce la nostra dipendenza dalle nazioni produttrici di petrolio.
Se vi state chiedendo se il bioetanolo produce monossido di carbonio o altre sostanze nocive, la risposta è no. La combustione del bioetanolo provoca pochissime emissioni; è significativamente più pulito dei carburanti convenzionali. Il peggio che emette è una quantità trascurabile di anidride carbonica, troppo poco per avere un impatto negativo sulla salute umana o ambientale.
Potreste aver sentito dichiarazioni contrastanti sull'impronta di carbonio del bioetanolo. Quindi, il bioetanolo è neutrale per il carbonio o no? La risposta è: sì, è carbon neutral. Ma bisogna chiedersi perché il bioetanolo è neutro in termini di carbonio. La risposta è in realtà molto semplice: la quantità di anidride carbonica rilasciata nella produzione di bioetanolo è uguale alla quantità di anidride carbonica assorbita dalle piante che producono il combustibile durante la fotosintesi.
Passare dai carburanti a base di petrolio al bioetanolo aiuterà a guarire lo strato di ozono sulla terra, un obiettivo a lungo termine del movimento ambientale. Quando etanolo brucia, i prodotti risultanti sono meno reattivi con la luce del sole rispetto alle emissioni delle fonti di combustibile convenzionali. Anche la combustione di etanolo su larga scala è improbabile che impoverisca lo strato di ozono.
Anche se nel prossimo futuro continueremo a usare il carburante convenzionale per i nostri veicoli, possiamo ancora usare il bioetanolo per ridurre le emissioni di gas serra. La miscelazione del bioetanolo con la benzina offre una serie di vantaggi preziosi. In primo luogo, aumenta il numero di ottani del carburante, cosa che di solito è difficile e costosa da fare. Arricchendo il carburante di bassa qualità con etanolo, possiamo ridurre le emissioni nocive e migliorare le prestazioni. Aggiungere il bioetanolo al carburante significa anche che possiamo aumentare ulteriormente il nostro approvvigionamento e ridurre la nostra dipendenza dai paesi produttori di petrolio.
Nel complesso, l'uso diffuso del bioetanolo porterebbe a un miglioramento della qualità dell'aria e a una riduzione della prevalenza di particelle cancerogene. I progetti di ricerca e sviluppo in corso migliorano costantemente i benefici ambientali del bioetanolo, rendendolo una prospettiva ancora più attraente. Per esempio, gli ultimi progetti di impianti di bioetanolo assicurano che tutta l'acqua scaricata sia neutrale per l'ambiente. Alcuni impianti riciclano le acque reflue generate nella produzione di bioetanolo per poterle riutilizzare.
A cosa serve il carburante bioetanolo?
L'etanolo è un carburante versatile che ha già dimostrato il suo potenziale in diversi settori chiave. L'applicazione più importante del bioetanolo oggi è come carburante per il trasporto, con molti nell'industria automobilistica che si aspettano che alla fine sostituisca la benzina come carburante primario per i veicoli personali. Tuttavia, uno dei vantaggi del bioetanolo è che non deve sostituire completamente la benzina per fare la differenza. L'etanolo è spesso usato per migliorare le prestazioni del carburante di bassa qualità, e ci sono diversi carburanti miscelati sul mercato che combinano il bioetanolo con il diesel o la benzina.
Come qualsiasi combustibile, il bioetanolo può essere bruciato per produrre energia e generare corrente. La ricerca sul ruolo potenziale del bioetanolo nella generazione di elettricità è in corso. Rispetto al carbone e al petrolio, l'etanolo ha un'energia termica molto più bassa, il che significa che sono necessarie quantità molto maggiori per produrre la stessa energia. Tuttavia, possiamo permetterci di bruciare molto più etanolo senza causare danni ambientali e rilasciare emissioni tossiche.
Anche i caminetti a bioetanolo stanno diventando sempre più popolari. Non producono fumo o altri sottoprodotti nocivi, hanno un bell'aspetto e non richiedono una canna fumaria o una connessione alla linea del gas.
Come si confronta il bioetanolo con i carburanti convenzionali?
Rispetto alla benzina, il bioetanolo ha un contenuto energetico molto più basso. Se avete due veicoli identici, uno che funziona a benzina e l'altro a bioetanolo, l'auto a benzina potrà continuare a funzionare. Tuttavia, il bioetanolo non produce le stesse emissioni nocive della benzina. Poiché il costo di produzione del bioetanolo continua a scendere e i metodi di produzione diventano più efficienti, potremmo raggiungere un punto in cui dover rifornire i veicoli più spesso è considerato un compromesso utile.
Il bioetanolo ha un numero di ottano più alto della benzina e può anche essere aggiunto alla benzina per aumentare il numero di ottano. Un numero di ottano più alto significa che il bioetanolo brucia piuttosto che accendersi in un motore e ha proprietà antinucleari superiori.
L'etanolo è meno volatile della benzina, come misurato dalla pressione di vapore Reid. La pressione più bassa del bioetanolo significa che evapora lentamente, mantenendo bassa la concentrazione delle emissioni evaporative e riducendo ulteriormente il rischio di esplosione del carburante. Tuttavia, la bassa pressione di vapore può anche essere uno svantaggio per l'etanolo. Una combinazione di bassa pressione e un unico punto di ebollizione significa che i motori che funzionano con etanolo puro non possono partire senza assistenza a temperature inferiori ai 20 gradi Celsius. Se il bioetanolo è mai seriamente considerato come carburante primario per le auto, i motori dovranno compensare questo problema.
Il bioetanolo e i biocarburanti simili possono giocare un ruolo importante nella lotta contro il cambiamento climatico. Non solo ha una vasta gamma di applicazioni potenziali, ma la produzione di bioetanolo è anche neutra in termini di carbonio. Tenete d'occhio questo spazio, perché potrebbe essere il carburante del futuro.