Kāda ir bioetanola oglekļa dioksīda pēda?
Videi draudzīga attieksme vairs nav tikai margināla problēma. Tā kā antropomorfās klimata pārmaiņu sekas kļūst arvien redzamākas, pieaug kolektīva vēlme aizsargāt mūsu planētu un vidi. Lai gan, lai cīnītos pret klimata pārmaiņām, ir nepieciešams, lai cilvēki mainītu savu uzvedību gan individuāli, gan sabiedrības līmenī, liela nozīme ir arī zaļajām tehnoloģijām. Jebkurš jauninājums, kas ļauj samazināt kaitīgo emisiju un radīt mazāk atkritumu, var būt nozīmīgs cīņā pret klimata pārmaiņām.
Viens no galvenajiem globālā piesārņojuma avotiem ir transportlīdzekļu radītās emisijas. Daudziem cilvēkiem personīgā automašīna ir nepieciešamība. Bez automašīnas viņi nevarētu doties uz darbu, aizvest bērnus uz skolu vai aizbraukt tālāk par savām durvīm. Taču, ja vien jūs nevarat atļauties iegādāties elektromobili un jums nav paveicies dzīvot vietā, kur ir pienācīga infrastruktūra, braukšana ar auto nozīmē, ka jūs veicināsiet nebeidzamo piesārņojuma un siltumnīcefekta gāzu emisiju plūsmu, par kuru esam atbildīgi mēs visi.
Bioetanols kļūst par daudzsološu alternatīvu degvielu, kas kādu dienu varētu ļaut mums braukt tik daudz, cik vēlamies, neuztraucoties par to, kas izplūst no mūsu izplūdes gāzēm. Ikvienam, kas tiecas uz oglekļa ziņā neitrālu nākotni, vajadzētu pievērst uzmanību bioetanolam.
Kā tiek ražota bioetanola degviela?
Bioetanolam ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar tradicionālajām degvielām, taču tā galvenais priekšrocība ir tā draudzīgums videi. Bioetanola ražošanā izmanto atjaunojamos resursus, proti, tādas kultūras kā kukurūza, kukurūza un kukurūza. Principā to var ražot no jebkura auga, kas satur cukuru un cieti. Mēs izmantojam terminu "biomasa" kā visaptverošu terminu, kas apzīmē atjaunojamus organiskos materiālus, kuri iegūti no augiem un dzīvniekiem. Biomasa ietver dzīvus organismus, no dzīviem organismiem iegūtus materiālus un nesen mirušu organismu materiālus.
Precīzs bioetanola degvielas ražošanas process ir atkarīgs no izmantotās biomasas sastāva. Lielākā daļa pētījumu pašlaik ir vērsti uz lignocelulozes materiāliem, tostarp vītolu, eikaliptu, salmiem, cukurniedrēm, lauksaimniecības atlikumiem un citiem koksnes un zāles materiāliem, ko bieži uzskata par atkritumiem. Lai saražotu 1 tonnu bioetanola, nepieciešamas 2-4 tonnas lignocelulozes biomasas. Pētnieki dod priekšroku lignocelulozes biomasai, jo tās ir vairāk nekā pārtikas kultūraugu un tās ražošana ir lētāka, jo īpaši tāpēc, ka tā tik un tā tiek uzskatīta par atkritumiem. Turklāt tās neto enerģijas bilance ir augstāka nekā citiem biomasas veidiem, tāpēc tā ir arī ekoloģija padara to pievilcīgāku. Lignocelulozes biomasa var samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas līdz pat 90%, kas ir daudz labāk nekā pirmās paaudzes biodegvielas.
Trūkums lignocelulozes biomasas izmantošanā bioetanola ražošanai ir tas, ka tā satur dažādus ogļhidrātu polimērus, tostarp celulozi. Celuloze ir galvenā augu šūnu sieniņu sastāvdaļa, kas sastāv no glikozes molekulām. Kad celuloze tiek sadalīta procesā, ko sauc par hidrolīzi, izdalās glikoze. Ir vairāki veidi, kā lignocelulozes biomasas celulozi hidrolizēt, lai iegūtu fermentējamus cukurus. Visbiežāk izmantotās metodes ietver biomasas apstrādi ar skābi vai specifiskiem fermentiem un karsēšanu.
Nelignocelulozes biomasai, piemēram, graudiem, pirmais solis ir biomasas malšana, lai atbrīvotu cieti. Iegūto materiālu sajauc ar noteiktu ūdens daudzumu, lai kontrolētu cukura un rauga attiecību iegūtajā misā. Maisījuma karsēšana izšķīdina ūdenī šķīstošo cieti, bet skābes vai fermentu hidrolīze vienlaikus pārvērš cieti cukurā. Iegūtais maisījums tiek uzpirkts līdz pH no 4,8 līdz 5,0, kas ir nedaudz skābs. Tas ir nepieciešams, lai raugs, kas raudzē cukurus, varētu augt. Fermentācijas procesā rodas etanols un CO2. Turpmākā destilācija un dehidratācija palielina etanola koncentrāciju šķīdumā.
Lai etanolu varētu izmantot kā degvielu, tam jābūt ļoti tīram, pēc iespējas tuvāk 100%. Rūpnieciski ražotajam etanolam ir salīdzinoši augsts ūdens saturs, kas samazina tīrību. Ir vairākas etanola dehidratācijas metodes, un visas tās pašlaik pētnieki pēta, lai uzlabotu efektivitāti.
Kādas ir bioetanola priekšrocības videi?
Bioetanolu ne tikai iegūst no atjaunojamiem avotiem, bet arī ievērojami samazina siltumnīcefekta gāzu emisijas ražošanas laikā un sadedzinot gatavo degvielu, salīdzinot ar tradicionālo degvielu. Etanola pievienošana benzīnam palielina oktānskaitli, kas nozīmē, ka tas deg, nevis deg, un ļauj mums izsmelt arvien sarūkošās naftas rezerves. Naftas rezervju izmantošanas ilguma pagarināšana uzlabo mūsu degvielas drošību un samazina mūsu atkarību no naftas ražotājvalstīm.
Ja vēlaties uzzināt, vai bioetanols rada oglekļa monoksīdu vai citas kaitīgas vielas, atbilde ir "nē". Sadedzinot bioetanolu, rodas ļoti maz izmešu; tas ir ievērojami tīrāks par tradicionālo degvielu. Vissliktākais, ko tā izdala, ir nenozīmīgs oglekļa dioksīda daudzums, kas ir pārāk mazs, lai radītu jebkādu negatīvu ietekmi uz cilvēku vai vides veselību.
Iespējams, esat dzirdējuši pretrunīgus apgalvojumus par bioetanola radīto oglekļa dioksīda emisiju. Vai bioetanols ir vai nav oglekļa neitrāls? Atbilde ir - jā, tā ir oglekļa ziņā neitrāla. Bet jums ir jājautā sev, kāpēc bioetanols ir oglekļa ziņā neitrāls. Atbilde patiesībā ir pavisam vienkārša: oglekļa dioksīda daudzums, kas izdalās bioetanola ražošanas procesā, ir tāds pats kā oglekļa dioksīda daudzums, ko fotosintēzes laikā uzņem augi, kuri ražo degvielu.
Pāreja no naftas degvielas uz bioetanolu palīdzēs atjaunot ozona slāni virs Zemes, kas ir vides kustības ilgtermiņa mērķis. Kad etanols sadegšanas, iegūtie produkti mazāk reaģē ar saules gaismu nekā emisijas no parastajiem kurināmā avotiem. Pat maz ticams, ka pat liela mēroga etanola dedzināšana varētu noārdīt ozona slāni.
Pat tad, ja tuvākajā nākotnē turpināsim izmantot tradicionālo degvielu, lai samazinātu siltumnīcefekta gāzu emisijas, mēs joprojām varam izmantot bioetanolu. Bioetanola sajaukšana ar benzīnu sniedz vairākas vērtīgas priekšrocības. Pirmkārt, tas palielina degvielas oktānskaitli, ko parasti ir grūti un dārgi izdarīt. Bagātinot zemas kvalitātes degvielu ar etanolu, mēs varam samazināt kaitīgo izmešu daudzumu un uzlabot veiktspēju. Bioetanola pievienošana degvielai nozīmē arī to, ka mēs varam vēl vairāk palielināt savu apgādi un samazināt atkarību no naftas ražotājvalstīm.
Kopumā bioetanola plaša izmantošana uzlabotu gaisa kvalitāti un samazinātu kancerogēno daļiņu izplatību. Notiekošie pētniecības un izstrādes projekti pastāvīgi uzlabo bioetanola labvēlīgo ietekmi uz vidi, padarot to vēl pievilcīgāku perspektīvu. Piemēram, jaunākās bioetanola ražotņu konstrukcijas nodrošina, ka viss novadītais ūdens ir nekaitīgs videi. Dažas rūpnīcas pārstrādā bioetanola ražošanas procesā radušos notekūdeņus, lai tos varētu izmantot atkārtoti.
Kādiem nolūkiem izmanto bioetanola degvielu?
Etanols ir daudzpusīga degviela, kas jau ir pierādījusi savu potenciālu vairākās svarīgās jomās. Pašlaik bioetanols visplašāk tiek izmantots kā transporta degviela, un daudzi autobūves nozares pārstāvji sagaida, ka bioetanols ar laiku aizstās benzīnu kā galveno degvielu personīgajiem transportlīdzekļiem. Tomēr viena no bioetanola priekšrocībām ir tā, ka tam nav pilnībā jāaizstāj benzīns, lai panāktu izmaiņas. Etanolu bieži izmanto, lai uzlabotu zemas kvalitātes degvielas veiktspēju, un tirgū ir pieejami vairāki degvielas maisījumi, kuros bioetanols tiek kombinēts ar dīzeļdegvielu vai benzīnu.
Bioetanolu, tāpat kā jebkuru citu degvielu, var sadedzināt, lai iegūtu enerģiju un elektroenerģiju. Pētījumi par bioetanola potenciālo nozīmi elektroenerģijas ražošanā turpinās. Salīdzinot ar oglēm un naftu, etanolam ir daudz mazāka siltumenerģijas jauda, kas nozīmē, ka ir nepieciešams daudz lielāks daudzums, lai iegūtu tādu pašu enerģijas daudzumu. Tomēr mēs varam atļauties sadedzināt daudz vairāk etanola, neradot kaitējumu videi un neradot toksiskas emisijas.
Arvien populārāki kļūst arī bioetanola kamīni. Tie nerada dūmus vai citus kaitīgus blakusproduktus, tie izskatās lieliski, un tiem nav nepieciešams skurstenis vai pieslēgums gāzes vadam.
Kā bioetanolu var salīdzināt ar tradicionālo degvielu?
Salīdzinot ar benzīnu, bioetanolam ir daudz mazāks enerģijas saturs. Ja jums ir divi identiski transportlīdzekļi, no kuriem viens darbojas ar benzīnu, bet otrs - ar bioetanolu, ar benzīnu darbinātais transportlīdzeklis varēs turpināt braukt. Tomēr bioetanols nerada tikpat kaitīgas emisijas kā benzīns. Tā kā bioetanola ražošanas izmaksas turpina samazināties un ražošanas metodes kļūst arvien efektīvākas, iespējams, mēs nonāksim līdz brīdim, kad biežāka degvielas izmantošana transportlīdzekļos tiks uzskatīta par izdevīgu kompromisu.
Bioetanolam ir augstāks oktānskaitlis nekā benzīnam, un to var pat pievienot benzīnam, lai palielinātu oktānskaitli. Augstāks oktānskaitlis nozīmē, ka bioetanols dzinējā sadeg, nevis aizdegas, un tam piemīt labākas pretkvēpu īpašības.
Etanols ir mazāk gaistošs nekā benzīns, ko nosaka pēc Reida tvaika spiediena. Zemāks bioetanola spiediens nozīmē, ka tas iztvaiko lēni, tādējādi saglabājot zemu iztvaikošanas izmešu koncentrāciju un vēl vairāk samazinot degvielas eksplozijas risku. Tomēr zemais tvaika spiediens var būt arī etanola trūkums. Zema spiediena un vienotas viršanas temperatūras kombinācija nozīmē, ka dzinēji, kas darbojas ar tīru etanolu, nevar iedarboties bez palīgierīces, ja temperatūra ir zemāka par 20 grādiem pēc Celsija. Ja bioetanolu kādreiz nopietni apsvērs kā primāro automobiļu degvielu, dzinējiem būs jākompensē šī problēma.
Bioetanolam un līdzīgām biodegvielām var būt liela nozīme cīņā pret klimata pārmaiņām. Bioetanolam ir ne tikai plašas izmantošanas iespējas, bet bioetanola ražošana ir arī oglekļa ziņā neitrāla. Pievērsiet uzmanību šai jomai, jo tā varētu būt nākotnes degviela.