Care este amprenta de carbon a bioetanolului?
Conștiința ecologică nu mai este o preocupare marginală. Pe măsură ce consecințele schimbărilor climatice antropomorfe devin tot mai evidente, există o dorință colectivă tot mai mare de a ne proteja planeta și mediul înconjurător. Deși este nevoie ca oamenii să își schimbe comportamentul, atât la nivel individual, cât și la nivel social, pentru a combate schimbările climatice, tehnologiile ecologice au și ele un rol. Orice inovație care ne permite să reducem emisiile nocive și să generăm mai puține deșeuri poate fi importantă în lupta împotriva schimbărilor climatice.
Una dintre principalele surse de poluare la nivel global este reprezentată de emisiile vehiculelor. Pentru mulți oameni, utilizarea unei mașini personale este o necesitate. Fără o mașină, nu ar putea merge la serviciu, nu și-ar putea duce copiii la școală sau nu ar putea călători mai departe de propria ușă. Dar, dacă nu vă permiteți o mașină electrică și dacă nu sunteți suficient de norocoși să locuiți într-un loc cu o infrastructură decentă, să conduceți înseamnă să contribuiți la fluxul nesfârșit de poluare și de emisii de gaze cu efect de seră pentru care suntem cu toții responsabili.
Bioetanol se profilează ca un combustibil alternativ promițător care ne-ar putea permite într-o zi să conducem cât de mult dorim fără să ne facem griji cu privire la ceea ce iese pe țevile de eșapament. Oricine se străduiește pentru un viitor neutru din punct de vedere al emisiilor de carbon ar trebui să acorde atenție bioetanolului.
Cum se produce bioetanolul?
Bioetanolul oferă numeroase avantaje față de combustibilii convenționali, dar principalul său argument de vânzare este faptul că este ecologic. Producția de bioetanol utilizează resurse regenerabile, și anume culturi precum porumbul, porumbul și mălaiul. În principiu, poate fi produsă din orice plantă care conține zahăr și amidon. Folosim termenul "biomasă" ca un termen care cuprinde toate materialele organice regenerabile derivate din plante și animale. Biomasa include organisme vii, materiale derivate din organisme vii și materiale provenite de la organisme care au murit recent.
Procesul exact de producere a bioetanolului combustibil depinde de compoziția biomasei utilizate. În prezent, majoritatea cercetărilor se concentrează asupra materialelor lignocelulozice, inclusiv salcia, eucaliptul, paiele, trestia de zahăr, reziduurile agricole și alte materiale lemnoase și ierboase considerate adesea deșeuri. Este nevoie de 2 până la 4 tone de biomasă lignocelulozică pentru a produce o tonă de bioetanol. Cercetătorii preferă biomasa lignocelulozică, deoarece este mai abundentă decât culturile alimentare și mai ieftină de produs, mai ales că este considerată oricum deșeu. De asemenea, are un bilanț energetic net mai mare decât alte forme de biomasă, ceea ce o face ecologic o face mai atractivă. Biomasa lignocelulozică poate reduce emisiile de gaze cu efect de seră cu până la 90%, ceea ce este mult mai bine decât biocombustibilii de primă generație.
Dezavantajul utilizării biomasei lignocelulozice pentru producția de bioetanol este că aceasta conține o serie de polimeri de carbohidrați, inclusiv celuloză. Celuloza este componenta principală a pereților celulelor vegetale și este compusă din molecule de glucoză. Când celuloza este descompusă într-un proces numit hidroliză, se eliberează glucoză. Există mai multe modalități de a hidroliza celuloza din biomasa lignocelulozică pentru a produce zaharuri fermentabile. Cele mai comune metode includ tratarea biomasei cu acid sau enzime specifice și încălzirea acesteia.
În cazul biomasei nelignocelulozice, cum ar fi cerealele, prima etapă constă în măcinarea biomasei pentru a elibera amidonul. Materialul rezultat este amestecat cu un anumit volum de apă pentru a controla raportul dintre zahăr și drojdie în mustul rezultat. Încălzirea amestecului dizolvă amidonul solubil în apă, în timp ce hidroliza acidă sau enzimatică este utilizată pentru a transforma simultan amidonul în zaharuri. Amestecul rezultat este cumpărat până la un pH cuprins între 4,8 și 5,0, care este ușor acid. Acest lucru este necesar pentru a permite drojdiei care fermentează zaharurile să se dezvolte. Procesul de fermentare produce etanol și CO2. Prin distilarea și deshidratarea ulterioară crește concentrația de etanol din soluție.
Pentru a fi utilizat ca și combustibil, etanolul trebuie să fie foarte pur, cât mai aproape de 100%. Etanolul produs industrial are un conținut relativ ridicat de apă, ceea ce reduce puritatea. Există mai multe metode de deshidratare a etanolului, toate fiind în prezent studiate de cercetători în vederea îmbunătățirii eficienței.
Care sunt avantajele bioetanolului pentru mediu?
Bioetanolul nu numai că provine din surse regenerabile, dar reduce semnificativ emisiile de gaze cu efect de seră în timpul producției și la arderea combustibilului finit, în comparație cu combustibilii convenționali. Adăugarea etanolului la benzină crește cifra octanică, ceea ce înseamnă că aceasta va arde mai degrabă decât să ardă și ne permite să ne întindem rezervele de petrol din ce în ce mai mici. Prelungirea duratei de viață a rezervelor de petrol îmbunătățește securitatea noastră energetică și reduce dependența noastră de țările producătoare de petrol.
Dacă vă întrebați dacă bioetanolul produce monoxid de carbon sau alte substanțe nocive, răspunsul este nu. Arderea bioetanolului produce foarte puține emisii; este mult mai curat decât combustibilii convenționali. Cel mai rău lucru pe care îl emite este o cantitate neglijabilă de dioxid de carbon, mult prea mică pentru a avea vreun impact negativ asupra sănătății umane sau a mediului.
Este posibil să fi auzit declarații contradictorii cu privire la amprenta de carbon a bioetanolului. Așadar, este bioetanolul neutru din punct de vedere al emisiilor de carbon sau nu? Răspunsul este da, este neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon. Dar trebuie să vă întrebați de ce bioetanolul este neutru din punct de vedere al emisiilor de carbon. Răspunsul este, de fapt, foarte simplu: cantitatea de dioxid de carbon eliberată în timpul producției de bioetanol este aceeași cu cantitatea de dioxid de carbon absorbită de plantele care produc combustibilul în timpul fotosintezei.
Trecerea de la carburanții pe bază de petrol la bioetanol va contribui la refacerea stratului de ozon de deasupra Pământului, un obiectiv pe termen lung al mișcării ecologiste. Când etanol arde, produsele rezultate sunt mai puțin reactive la lumina solară decât emisiile provenite din sursele de combustibil convenționale. Chiar și arderea pe scară largă a etanolului este puțin probabil să diminueze stratul de ozon.
Chiar dacă în viitorul apropiat vom continua să folosim combustibil convențional pentru vehiculele noastre, putem folosi bioetanolul pentru a reduce emisiile de gaze cu efect de seră. Amestecul de bioetanol cu benzină oferă o serie de beneficii valoroase. În primul rând, crește cifra octanică a combustibilului, ceea ce este de obicei dificil și costisitor de realizat. Prin îmbogățirea combustibilului de calitate inferioară cu etanol, putem reduce emisiile nocive și îmbunătăți performanțele. Adăugarea bioetanolului la combustibil înseamnă, de asemenea, că putem crește și mai mult aprovizionarea noastră și ne putem reduce dependența față de țările producătoare de petrol.
În general, utilizarea pe scară largă a bioetanolului ar duce la îmbunătățirea calității aerului și la o reducere a prevalenței particulelor cancerigene. Proiectele de cercetare și dezvoltare în curs de desfășurare îmbunătățesc în mod constant beneficiile ecologice ale bioetanolului, ceea ce face ca acesta să devină o perspectivă și mai atractivă. De exemplu, cele mai recente modele de fabrici de bioetanol garantează că toată apa evacuată este neutră din punct de vedere ecologic. Unele fabrici reciclează apa uzată generată în timpul producției de bioetanol, astfel încât aceasta să poată fi reutilizată.
La ce se folosește bioetanolul?
Etanolul este un combustibil versatil care și-a dovedit deja potențialul în mai multe domenii cheie. Cea mai importantă aplicație a bioetanolului în prezent este cea de combustibil pentru transporturi, mulți din industria auto se așteaptă ca acesta să înlocuiască în cele din urmă benzina ca principal combustibil pentru transportul vehiculelor personale. Cu toate acestea, unul dintre avantajele bioetanolului este că nu trebuie să înlocuiască complet benzina pentru a face diferența. Etanolul este adesea utilizat pentru a îmbunătăți performanțele unui combustibil de calitate inferioară, iar pe piață există mai mulți carburanți amestecați care combină bioetanolul cu motorină sau benzină.
La fel ca orice combustibil, bioetanolul poate fi ars pentru a produce energie și pentru a genera energie electrică. Cercetările privind rolul potențial al bioetanolului în generarea de energie electrică sunt în curs de desfășurare. În comparație cu cărbunele și petrolul, etanolul are un randament energetic termic mult mai scăzut, ceea ce înseamnă că sunt necesare cantități mult mai mari pentru a produce aceeași cantitate de energie. Cu toate acestea, ne putem permite să ardem mult mai mult etanol fără a afecta mediul înconjurător și fără a produce emisii toxice.
Șemineele cu bioetanol sunt, de asemenea, din ce în ce mai populare. Acestea nu produc fum sau alte produse secundare dăunătoare, arată foarte bine și nu necesită un coș de fum sau conectarea la o conductă de gaz.
Cum se compară bioetanolul cu combustibilii convenționali?
În comparație cu benzina, bioetanolul are un conținut energetic mult mai scăzut. Dacă aveți două vehicule identice, unul care funcționează cu benzină și celălalt cu bioetanol, mașina pe benzină va putea continua să funcționeze. Cu toate acestea, bioetanolul nu produce aceleași emisii nocive ca și benzina. Pe măsură ce costul de producție a bioetanolului continuă să scadă și metodele de producție devin mai eficiente, s-ar putea să ajungem la un punct în care alimentarea mai frecventă a vehiculelor să fie considerată un compromis care să merite.
Bioetanolul are o cifră octanică mai mare decât cea a benzinei și poate fi adăugat la benzină pentru a crește cifra octanică. O cifră octanică mai mare înseamnă că bioetanolul va arde mai degrabă decât să se aprindă într-un motor și are proprietăți anti-nucleare superioare.
Etanolul este mai puțin volatil decât benzina, așa cum se măsoară prin presiunea de vapori Reid. Presiunea mai mică a bioetanolului înseamnă că acesta se evaporă lent, menținând concentrația emisiilor de evaporare la un nivel scăzut și reducând și mai mult riscul de explozie a combustibilului. Cu toate acestea, presiunea scăzută a vaporilor poate fi, de asemenea, un dezavantaj pentru etanol. O combinație de presiune scăzută și un singur punct de fierbere înseamnă că motoarele care funcționează cu etanol pur nu pot porni fără asistență la temperaturi sub 20 de grade Celsius. Dacă bioetanolul va fi vreodată luat în considerare în mod serios ca și combustibil primar pentru automobile, motoarele vor trebui să compenseze această problemă.
Bioetanolul și biocombustibilii similari pot juca un rol important în combaterea schimbărilor climatice. Nu numai că are o gamă largă de aplicații potențiale, dar producția de bioetanol este, de asemenea, neutră din punct de vedere al emisiilor de dioxid de carbon. Fiți cu ochii pe acest spațiu, deoarece ar putea fi combustibilul viitorului.