Biyoetanolün karbon ayak izi nedir?
Çevreye duyarlı olmak artık marjinal bir kaygı değil. İnsan kaynaklı iklim değişikliğinin etkileri netleştikçe, gezegenimizi ve çevremizi korumaya yönelik kolektif arzu da artıyor. İklim değişikliğiyle mücadele etmek için insanların hem bireysel hem de toplumsal olarak davranışlarını değiştirmelerine ihtiyacımız olsa da, yeşil teknolojilerin de bir rolü var. Zararlı emisyonları azaltmamızı ve daha az atık üretmemizi sağlayan her türlü yenilik, iklim değişikliğiyle mücadelede önemli bir rol oynayabilir.
Küresel kirliliğin ana kaynaklarından biri araç emisyonlarıdır. Birçok kişi için kişisel araç kullanmak bir zorunluluktur. Arabaları olmadan işe gidemez, çocuklarını okula götüremez ya da kendi kapılarının önünden çok daha uzağa seyahat edemezler. Ancak elektrikli bir arabaya paranız yetmiyorsa ve iyi bir altyapıya sahip bir yerde yaşayacak kadar şanslı değilseniz, araba kullanmak hepimizin sorumlu olduğu sonsuz kirlilik ve sera gazı emisyonu akışına katkıda bulunmak anlamına gelir.
Biyoetanol bir gün egzozlarımızdan ne çıktığı konusunda endişelenmek zorunda kalmadan istediğimiz kadar araba kullanmamızı sağlayabilecek umut verici bir alternatif yakıt olarak ortaya çıkıyor. Karbon-nötr bir gelecek için çabalayan herkes biyoetanole dikkat etmelidir.
Biyoetanol yakıtı nasıl üretilir?
Biyoetanol geleneksel yakıtlara göre çok sayıda avantaj sunar, ancak asıl satış noktası ne kadar çevre dostu olduğudur. Biyoetanol üretiminde yenilenebilir kaynaklar, yani mısır, mısır ve mısır gibi mahsuller kullanılır. Prensip olarak, şeker ve nişasta içeren herhangi bir bitkiden üretilebilir. "Biyokütle" terimini, bitki ve hayvanlardan elde edilen yenilenebilir organik maddeler için her şeyi kapsayan bir terim olarak kullanıyoruz. Biyokütle, canlı organizmaları, canlı organizmalardan elde edilen materyalleri ve yakın zamanda ölmüş olan organizmalardan elde edilen materyalleri içerir.
Biyoetanol yakıtı üretmek için kesin süreç, kullanılan biyokütlenin bileşimine bağlıdır. Araştırmaların çoğu şu anda söğüt, okaliptüs, saman, şeker kamışı, tarımsal kalıntılar ve genellikle atık olarak kabul edilen diğer odunsu ve çimenli malzemeler dahil olmak üzere lignoselülozik malzemeye odaklanmıştır. 1 ton biyoetanol üretmek için 2 ila 4 ton lignoselülozik biyokütle gerekir. Araştırmacılar lignoselülozik biyokütleyi tercih ediyor çünkü gıda ürünlerinden daha bol ve üretimi daha ucuz, özellikle de zaten atık olarak kabul edildiği için. Ayrıca diğer biyokütle türlerine göre daha yüksek bir net enerji dengesine sahiptir. ekolojik daha çekici hale getirir. Lignoselülozik biyokütle sera gazı emisyonlarını 90% kadar azaltabilir, bu da birinci nesil biyoyakıtlardan çok daha iyidir.
Biyoetanol üretimi için lignoselülozik biyokütle kullanmanın dezavantajı, selüloz da dahil olmak üzere bir dizi karbonhidrat polimeri içermesidir. Selüloz, bitki hücre duvarlarının ana bileşenidir ve glikoz moleküllerinden oluşur. Hidroliz adı verilen bir süreçte selüloz parçalandığında glikoz açığa çıkar. Fermente edilebilir şekerler üretmek için lignoselülozik biyokütledeki selülozu hidrolize etmenin çeşitli yolları vardır. En yaygın yöntemler arasında biyokütlenin asit veya spesifik enzimlerle muamele edilmesi ve ısıtılması yer alır.
Tahıl gibi lignoselülozik olmayan biyokütle için ilk adım, nişastayı serbest bırakmak için biyokütleyi öğütmektir. Elde edilen malzeme belirli bir hacimde su ile karıştırılarak elde edilen püre içerisindeki şeker ve maya oranı kontrol edilir. Karışımın ısıtılması suda çözünen nişastaları çözerken, asit veya enzimatik hidroliz aynı zamanda nişastayı şekere dönüştürmek için kullanılır. Elde edilen karışım, hafif asidik olan 4,8 ila 5,0 arasında bir pH değerine kadar satın alınır. Bu, şekerleri fermente eden mayanın büyümesine izin vermek için gereklidir. Fermantasyon süreci etanol ve CO2 üretir. Daha sonraki damıtma ve dehidrasyon, çözeltideki etanol konsantrasyonunu artırır.
Yakıt olarak kullanılabilmesi için etanolün çok saf, mümkün olduğunca 100%'ye yakın olması gerekir. Endüstriyel olarak üretilen etanol, saflığı azaltan nispeten yüksek bir su içeriğine sahiptir. Etanolü kurutmak için birkaç yöntem vardır ve bunların hepsi şu anda araştırmacılar tarafından verimlilik iyileştirmeleri için araştırılmaktadır.
Biyoetanolün çevresel faydaları nelerdir?
Biyoetanol sadece yenilenebilir kaynaklardan elde edilmekle kalmaz, aynı zamanda geleneksel yakıtlara kıyasla üretim sırasında ve bitmiş yakıt yakıldığında sera gazı emisyonlarını önemli ölçüde azaltır. Benzine etanol eklemek oktan sayısını arttırır, bu da yanmak yerine yakacağı anlamına gelir ve giderek azalan petrol rezervlerimizi genişletmemizi sağlar. Petrol rezervlerinin ömrünün uzatılması yakıt güvenliğimizi arttırır ve petrol üreten ülkelere olan bağımlılığımızı azaltır.
Biyoetanolün karbon monoksit veya diğer zararlı maddeler üretip üretmediğini merak ediyorsanız, cevabımız hayır. Biyoetanolün yakılması çok az emisyona neden olur; geleneksel yakıtlardan önemli ölçüde daha temizdir. Yaydığı en kötü şey, ihmal edilebilir miktarda karbondioksittir; bu da insan veya çevre sağlığı üzerinde herhangi bir olumsuz etkiye sahip olamayacak kadar azdır.
Biyoetanolün karbon ayak izi hakkında çelişkili ifadeler duymuş olabilirsiniz. Peki, biyoetanol karbon nötr müdür, değil midir? Cevap, evet, karbon nötrdür. Ancak biyoetanolün neden karbon nötr olduğunu sormak zorundasınız. Cevap aslında oldukça basit: biyoetanol üretimi sırasında açığa çıkan karbondioksit miktarı, fotosentez sırasında yakıtı üreten bitkiler tarafından emilen karbondioksit miktarı ile aynıdır.
Petrol bazlı yakıtlardan biyoetanole geçiş, çevre hareketinin uzun vadeli bir hedefi olan dünya üzerindeki ozon tabakasının iyileşmesine yardımcı olacaktır. Ne zaman etanol yanar, ortaya çıkan ürünler güneş ışığı ile geleneksel yakıt kaynaklarından çıkan emisyonlara göre daha az reaktiftir. Etanolün büyük ölçekli yanmasının bile ozon tabakasını inceltmesi olası değildir.
Öngörülebilir gelecekte araçlarımız için geleneksel yakıt kullanmaya devam etsek bile, sera gazı emisyonlarını azaltmak için biyoetanol kullanabiliriz. Biyoetanolün benzinle karıştırılması bir dizi değerli fayda sağlamaktadır. İlk olarak, yakıtın oktan sayısını artırır, bu da genellikle yapılması zor ve pahalı bir şeydir. Düşük kaliteli yakıtı etanol ile zenginleştirerek zararlı emisyonları azaltabilir ve performansı artırabiliriz. Biyoetanolün yakıta eklenmesi aynı zamanda arzımızı daha da arttırabileceğimiz ve petrol üreten ülkelere olan bağımlılığımızı azaltabileceğimiz anlamına gelmektedir.
Genel olarak, biyoetanolün yaygın kullanımı hava kalitesinde iyileşmeye ve kanserojen partiküllerin yaygınlığında azalmaya yol açacaktır. Devam eden araştırma ve geliştirme projeleri, biyoetanolün çevresel faydalarını sürekli olarak geliştirmekte ve onu daha da cazip bir olasılık haline getirmektedir. Örneğin, biyoetanol tesislerinin en son tasarımları, deşarj edilen tüm suyun çevresel olarak nötr olmasını garanti etmektedir. Bazı tesisler biyoetanol üretimi sırasında ortaya çıkan atık suyu geri dönüştürerek yeniden kullanabilmektedir.
Biyoetanol yakıtı ne için kullanılır?
Etanol, birçok kilit alanda potansiyelini kanıtlamış çok yönlü bir yakıttır. Günümüzde biyoetanolün en önemli uygulama alanı ulaşım yakıtıdır ve otomotiv sektöründeki pek çok kişi biyoetanolün eninde sonunda kişisel araçlar için birincil ulaşım yakıtı olarak benzinin yerini almasını beklemektedir. Ancak biyoetanolün avantajlarından biri de fark yaratması için benzinin yerini tamamen almasının gerekmemesidir. Etanol genellikle düşük kaliteli yakıtın performansını artırmak için kullanılır ve piyasada biyoetanolün dizel veya benzinle birleştirildiği çeşitli karışımlı yakıtlar vardır.
Her yakıt gibi biyoetanol de enerji üretmek ve elektrik üretmek için yakılabilir. Biyoetanolün elektrik üretimindeki potansiyel rolü üzerine araştırmalar devam etmektedir. Kömür ve petrole kıyasla etanol çok daha düşük bir termal enerji çıktısına sahiptir, yani aynı enerji çıktısını üretmek için çok daha büyük miktarlara ihtiyaç vardır. Ancak, çevreye zarar vermeden ve zehirli emisyonlar salmadan çok daha fazla etanol yakabiliriz.
Biyoetanol şömineler de giderek daha popüler hale gelmektedir. Duman veya diğer zararlı yan ürünler üretmezler, harika görünürler ve bir baca veya gaz borusuna bağlantı gerektirmezler.
Biyoetanol geleneksel yakıtlarla nasıl karşılaştırılır?
Benzinle karşılaştırıldığında, biyoetanol çok daha düşük enerji içeriğine sahiptir. Biri benzinle, diğeri biyoetanolle çalışan iki özdeş aracınız varsa, benzinle çalışan araç daha uzağa gidebilecektir. Bununla birlikte, biyoetanol benzinle aynı zararlı emisyonları üretmez. Biyoetanol üretim maliyetleri düşmeye devam ettikçe ve üretim yöntemleri daha verimli hale geldikçe, araçlara daha sık yakıt ikmali yapmanın değerli bir değiş tokuş olarak kabul edildiği bir noktaya ulaşabiliriz.
Biyoetanol benzinden daha yüksek bir oktan sayısına sahiptir ve oktan sayısını artırmak için benzine bile eklenebilir. Daha yüksek oktan sayısı, biyoetanolün motorda tutuşmak yerine yanacağı ve üstün boğulma önleyici özelliklere sahip olduğu anlamına gelir.
Reid buhar basıncı ile ölçüldüğü üzere etanol benzinden daha az uçucudur. Biyoetanolün düşük basıncı yavaş buharlaştığı anlamına gelir, bu da buharlaşan emisyon konsantrasyonunu düşük tutar ve yakıtın patlama riskini daha da azaltır. Bununla birlikte, düşük buhar basıncı da etanol için bir dezavantaj olabilir. Düşük basınç ve tek kaynama noktası kombinasyonu, saf etanol ile çalışan motorların 20 santigrat derecenin altındaki sıcaklıklarda yardımsız çalışamayacağı anlamına gelir. Eğer biyoetanol birincil otomotiv yakıtı olarak ciddi bir şekilde düşünülüyorsa, motorların bu sorunu telafi etmesi gerekecektir.
Biyoetanol ve benzeri biyoyakıtlar iklim değişikliğiyle mücadelede önemli bir rol oynayabilir. Çok çeşitli potansiyel uygulamalara sahip olmasının yanı sıra, biyoetanol üretimi de karbon nötrdür. Geleceğin yakıtı olabileceği için gözünüz bu alanda olsun.