Kakšen je ogljični odtis bioetanola?
Okoljska ozaveščenost ni več obrobna skrb. Ker so posledice antropomorfnih podnebnih sprememb vse bolj očitne, se krepi skupna želja po zaščiti našega planeta in okolja. Za boj proti podnebnim spremembam moramo ljudje spremeniti svoje vedenje, tako individualno kot tudi na ravni družbe, vendar imajo pomembno vlogo tudi zelene tehnologije. Vsaka inovacija, ki nam omogoča zmanjšanje škodljivih emisij in ustvarjanje manj odpadkov, je lahko pomembna v boju proti podnebnim spremembam.
Eden od glavnih virov globalnega onesnaževanja so emisije iz vozil. Za mnoge ljudi je uporaba osebnega avtomobila nujna. Brez avtomobila ne bi mogli iti v službo, peljati otrok v šolo ali potovati dlje od svojih vrat. Če si ne morete privoščiti električnega avtomobila in nimate sreče, da živite nekje, kjer je urejena infrastruktura, pa vožnja pomeni, da prispevate k neskončnemu toku onesnaževanja in emisij toplogrednih plinov, za katere smo odgovorni vsi.
Bioetanol postaja obetavno alternativno gorivo, ki bi nam lahko nekega dne omogočilo, da se vozimo, kolikor želimo, ne da bi nas skrbelo, kaj prihaja iz naših izpušnih plinov. Vsi, ki si prizadevajo za ogljično nevtralno prihodnost, bi morali biti pozorni na bioetanol.
Kako se proizvaja gorivo bioetanol?
Bioetanol ima v primerjavi z običajnimi gorivi številne prednosti, njegova glavna prednost pa je, da je okolju prijazen. Pri proizvodnji bioetanola se uporabljajo obnovljivi viri, in sicer poljščine, kot so koruza, koruza in žito. Načeloma ga je mogoče proizvesti iz katere koli rastline, ki vsebuje sladkor in škrob. Izraz "biomasa" uporabljamo kot vseobsegajoč izraz za obnovljive organske materiale, pridobljene iz rastlin in živali. Biomasa vključuje žive organizme, materiale, pridobljene iz živih organizmov, in materiale iz organizmov, ki so nedavno umrli.
Natančen postopek proizvodnje goriva bioetanola je odvisen od sestave uporabljene biomase. Večina raziskav se trenutno osredotoča na lignocelulozni material, vključno z vrbo, evkaliptusom, slamo, sladkornim trsom, kmetijskimi ostanki ter drugim lesnim in travnatim materialom, ki se pogosto šteje za odpadek. Za proizvodnjo ene tone bioetanola je potrebnih 2 do 4 tone lignocelulozne biomase. Raziskovalci dajejo prednost lignocelulozni biomasi, ker je je bolj bogata kot živilske rastline in cenejša za proizvodnjo, zlasti ker tako ali tako velja za odpadek. Prav tako ima višjo neto energijsko bilanco kot druge oblike biomase, zaradi česar je ekološki ga naredi privlačnejšega. Lignocelulozna biomasa lahko zmanjša emisije toplogrednih plinov do 90%, kar je veliko bolje kot biogoriva prve generacije.
Slabost uporabe lignocelulozne biomase za proizvodnjo bioetanola je, da vsebuje vrsto polimerov ogljikovih hidratov, vključno s celulozo. Celuloza je glavna sestavina rastlinskih celičnih sten in je sestavljena iz molekul glukoze. Pri razgradnji celuloze v procesu, imenovanem hidroliza, se sprosti glukoza. Obstaja več načinov hidrolize celuloze v lignocelulozni biomasi za pridobivanje fermentiranih sladkorjev. Najpogostejše metode vključujejo obdelavo biomase s kislino ali posebnimi encimi in segrevanje.
Pri nelignocelulozni biomasi, kot je zrnje, je treba biomaso najprej zmleti, da se sprosti škrob. Dobljeni material se zmeša z določeno količino vode, da se uravnava razmerje med sladkorjem in kvasovkami v nastali kaši. S segrevanjem mešanice se raztopi v vodi topen škrob, medtem ko se s kislinsko ali encimsko hidrolizo škrob hkrati pretvori v sladkorje. Dobljeno mešanico kupiramo do pH med 4,8 in 5,0, ki je rahlo kisel. To je potrebno za rast kvasovk, ki fermentirajo sladkorje. Pri fermentaciji nastajata etanol in CO2. Kasnejša destilacija in dehidracija povečata koncentracijo etanola v raztopini.
Etanol mora biti za uporabo kot gorivo zelo čist, čim bolj podoben 100%. Industrijsko proizveden etanol vsebuje razmeroma veliko vode, ki zmanjšuje čistost. Obstaja več načinov dehidracije etanola, vse pa raziskovalci trenutno preučujejo z namenom izboljšanja učinkovitosti.
Kakšne so okoljske prednosti bioetanola?
Bioetanol ne izvira le iz obnovljivih virov, temveč v primerjavi s konvencionalnimi gorivi znatno zmanjša tudi emisije toplogrednih plinov med proizvodnjo in zgorevanjem končnega goriva. Dodajanje etanola bencinu poveča oktansko število, kar pomeni, da bencin bolj gori kot gori, in nam omogoča, da raztegnemo naše vedno manjše zaloge nafte. S podaljšanjem življenjske dobe naftnih rezerv se poveča naša varnost preskrbe z gorivom in zmanjša naša odvisnost od držav proizvajalk nafte.
Če se sprašujete, ali bioetanol proizvaja ogljikov monoksid ali druge škodljive snovi, je odgovor ne. Zgorevanje bioetanola povzroča zelo malo emisij in je bistveno čistejše od običajnih goriv. Najslabše, kar oddaja, je zanemarljiva količina ogljikovega dioksida, kar je veliko premalo, da bi lahko negativno vplivalo na zdravje ljudi ali okolja.
Morda ste slišali nasprotujoče si izjave o ogljičnem odtisu bioetanola. Ali je bioetanol ogljično nevtralen ali ne? Odgovor je: da, je ogljično nevtralen. Vendar se morate vprašati, zakaj je bioetanol ogljično nevtralen. Odgovor je pravzaprav zelo preprost: količina ogljikovega dioksida, ki se sprosti pri proizvodnji bioetanola, je enaka količini ogljikovega dioksida, ki ga med fotosintezo prevzamejo rastline, ki proizvajajo gorivo.
Prehod z goriv na osnovi nafte na bioetanol bo pomagal ozdraviti ozonski plašč nad Zemljo, kar je dolgoročni cilj okoljskega gibanja. Ko etanol gori, so nastali produkti manj reaktivni s sončno svetlobo kot emisije iz konvencionalnih virov goriva. Tudi obsežno zgorevanje etanola verjetno ne bo škodovalo ozonskemu plašču.
Tudi če bomo v bližnji prihodnosti za svoja vozila še naprej uporabljali konvencionalna goriva, lahko z uporabo bioetanola zmanjšamo emisije toplogrednih plinov. Mešanje bioetanola z bencinom prinaša številne dragocene prednosti. Prvič, poveča oktansko število goriva, kar je običajno težko in drago. Z obogatitvijo manj kakovostnega goriva z etanolom lahko zmanjšamo škodljive emisije in izboljšamo zmogljivost. Dodajanje bioetanola v gorivo pomeni tudi, da lahko še povečamo svojo oskrbo in zmanjšamo odvisnost od držav proizvajalk nafte.
Na splošno bi široka uporaba bioetanola izboljšala kakovost zraka in zmanjšala razširjenost rakotvornih delcev. Zaradi tekočih raziskovalnih in razvojnih projektov se okoljske prednosti bioetanola nenehno izboljšujejo, zato je še bolj privlačen. Najnovejše zasnove obratov za proizvodnjo bioetanola na primer zagotavljajo, da je vsa odvedena voda okoljsko nevtralna. Nekateri obrati reciklirajo odpadno vodo, ki nastane pri proizvodnji bioetanola, tako da se lahko ponovno uporabi.
Za kaj se uporablja gorivo bioetanol?
Etanol je vsestransko gorivo, ki je že dokazalo svoj potencial na več ključnih področjih. Bioetanol se danes najpogosteje uporablja kot gorivo za prevoz, saj mnogi v avtomobilski industriji pričakujejo, da bo sčasoma nadomestil bencin kot glavno gorivo za osebna vozila. Vendar je ena od prednosti bioetanola tudi ta, da mu ni treba popolnoma nadomestiti bencina, da bi dosegel spremembe. Etanol se pogosto uporablja za izboljšanje učinkovitosti nizkokakovostnega goriva, na trgu pa je na voljo več mešanih goriv, ki bioetanol kombinirajo z dizelskim gorivom ali bencinom.
Tako kot vsako gorivo lahko tudi bioetanol sežigamo za pridobivanje energije in proizvodnjo električne energije. Raziskave o potencialni vlogi bioetanola pri proizvodnji električne energije so v teku. V primerjavi s premogom in nafto ima etanol veliko manjšo toplotno energijo, kar pomeni, da je za proizvodnjo enake količine energije potrebna veliko večja količina. Vendar pa si lahko privoščimo, da zgorevamo veliko več etanola, ne da bi povzročili okoljsko škodo in sproščali strupene emisije.
Vse bolj priljubljeni so tudi kamini na bioetanol. Ne proizvajajo dima ali drugih škodljivih stranskih produktov, so videti odlično in ne potrebujejo dimnika ali priključka na plinovod.
Kakšna je primerjava bioetanola s konvencionalnimi gorivi?
Bioetanol ima v primerjavi z bencinom veliko manjšo energijsko vrednost. Če imate dve enaki vozili, eno na bencin in drugo na bioetanol, bo vozilo na bencin lahko nadaljevalo vožnjo. Vendar bioetanol ne povzroča enako škodljivih emisij kot bencin. Ker se stroški proizvodnje bioetanola še naprej znižujejo, proizvodne metode pa postajajo vse učinkovitejše, bomo morda dosegli točko, ko se bo pogostejše oskrbovanje vozil z gorivom izkazalo za koristen kompromis.
Bioetanol ima višje oktansko število kot bencin in ga lahko celo dodajamo bencinu, da povečamo oktansko število. Večje oktansko število pomeni, da bioetanol v motorju gori in se ne vžge, ima pa tudi boljše protiatomske lastnosti.
Etanol je manj hlapen kot bencin, kar se meri z Reidovim parnim tlakom. Nižji tlak bioetanola pomeni, da počasi izhlapeva, zaradi česar je koncentracija emisij zaradi izhlapevanja nizka in se dodatno zmanjša nevarnost eksplozije goriva. Vendar je lahko nizek parni tlak tudi slabost etanola. Kombinacija nizkega tlaka in enega samega vrelišča pomeni, da se motorji na čisti etanol pri temperaturah pod 20 stopinj Celzija ne morejo zagnati brez pomoči. Če se bo bioetanol kdaj resno obravnaval kot primarno avtomobilsko gorivo, bodo morali motorji to težavo kompenzirati.
Bioetanol in podobna biogoriva imajo lahko pomembno vlogo v boju proti podnebnim spremembam. Ne le, da ima veliko možnosti uporabe, proizvodnja bioetanola je tudi ogljično nevtralna. Bodite pozorni na ta prostor, saj bi to lahko bilo gorivo prihodnosti.