Який вуглецевий слід біоетанолу?
Екологічна свідомість більше не є маргінальною проблемою. У міру того, як наслідки антропогенної зміни клімату стають все більш очевидними, зростає колективне бажання захистити нашу планету і навколишнє середовище. Хоча нам потрібно, щоб люди змінили свою поведінку, як на індивідуальному, так і на суспільному рівні, для боротьби зі зміною клімату, є також роль "зелених" технологій. Будь-яка інновація, яка дозволяє зменшити шкідливі викиди та виробляти менше відходів, може мати велике значення у боротьбі зі зміною клімату.
Одним з основних джерел глобального забруднення навколишнього середовища є викиди автотранспорту. Для багатьох людей користування особистим автомобілем є необхідністю. Без автомобіля вони не змогли б їздити на роботу, відвозити дітей до школи або виїжджати далі, ніж до власного будинку. Але якщо ви не можете дозволити собі електромобіль і вам не пощастило жити в місці з пристойною інфраструктурою, їздити на автомобілі означає робити свій внесок у нескінченний потік забруднення та викидів парникових газів, за які ми всі несемо відповідальність.
Біоетанол з'являється як перспективне альтернативне паливо, яке одного дня може дозволити нам їздити стільки, скільки ми захочемо, не турбуючись про те, що потрапляє у вихлопні гази. Всім, хто прагне до вуглецево-нейтрального майбутнього, варто звернути увагу на біоетанол.
Як виробляється паливо з біоетанолу?
Біоетанол має численні переваги перед традиційними видами палива, але головна його перевага полягає в тому, що він є екологічно чистим. Біоетанол виробляється з використанням відновлюваних ресурсів, а саме таких культур, як кукурудза, кукурудза та маїс. В принципі, його можна виробляти з будь-якої рослини, що містить цукор і крохмаль. Ми використовуємо термін "біомаса" як всеохоплюючий термін для поновлюваних органічних матеріалів, отриманих з рослин і тварин. Біомаса включає живі організми, матеріали, отримані з живих організмів, та матеріали з організмів, які нещодавно померли.
Точний процес виробництва біоетанольного палива залежить від складу використовуваної біомаси. Більшість досліджень в даний час зосереджено на лігноцелюлозному матеріалі, включаючи вербу, евкаліпт, солому, цукрову тростину, сільськогосподарські відходи та інші деревні та трав'янисті матеріали, які часто вважаються відходами. Для виробництва 1 тонни біоетанолу потрібно від 2 до 4 тонн лігноцелюлозної біомаси. Дослідники віддають перевагу лігноцелюлозній біомасі, оскільки вона більш поширена, ніж харчові культури, і дешевша у виробництві, тим більше, що вона все одно вважається відходами. Вона також має більш високий чистий енергетичний баланс, ніж інші види біомаси, що робить її екологічний робить його більш привабливим. Лігноцелюлозна біомаса може скоротити викиди парникових газів на цілих 90%, що набагато краще, ніж біопаливо першого покоління.
Недоліком використання лігноцелюлозної біомаси для виробництва біоетанолу є те, що вона містить ряд вуглеводних полімерів, в тому числі целюлозу. Целюлоза є основним компонентом клітинних стінок рослин і складається з молекул глюкози. Коли целюлоза розщеплюється в процесі, який називається гідролізом, вивільняється глюкоза. Існує кілька способів гідролізу целюлози в лігноцелюлозній біомасі для отримання зброджуваних цукрів. Найпоширеніші методи включають обробку біомаси кислотою або специфічними ферментами та її нагрівання.
Для нелігноцелюлозної біомаси, такої як зерно, першим кроком є подрібнення біомаси для вивільнення крохмалю. Отриманий матеріал змішується з певним об'ємом води для контролю співвідношення цукру і дріжджів в отриманому заторі. Нагрівання суміші розчиняє водорозчинні крохмалі, в той час як кислотний або ферментативний гідроліз використовується для перетворення крохмалю в цукри одночасно. Отриману суміш купують до рН між 4,8 і 5,0, що є слабокислою. Це необхідно для того, щоб дріжджі, які зброджують цукор, могли рости. В процесі ферментації утворюється етанол та СО2. Подальша дистиляція та дегідратація підвищує концентрацію етанолу в розчині.
Для використання в якості палива етанол повинен бути дуже чистим, максимально наближеним до 1001ТП3Т. Етанол промислового виробництва має відносно високий вміст води, що знижує його чистоту. Існує декілька методів зневоднення етанолу, які в даний час вивчаються дослідниками з метою підвищення ефективності.
Які екологічні переваги біоетанолу?
Біоетанол не тільки походить з відновлюваних джерел, але й значно зменшує викиди парникових газів під час виробництва та при спалюванні готового палива, порівняно з традиційними видами палива. Додавання етанолу до бензину підвищує октанове число, що означає, що він буде горіти, а не згоряти, і дозволяє нам розтягнути наші постійно зменшувані запаси нафти. Продовження терміну експлуатації нафтових запасів підвищує нашу паливну безпеку та зменшує нашу залежність від нафтовидобувних країн.
Якщо вас цікавить, чи утворює біоетанол чадний газ або інші шкідливі речовини, відповідь - ні. Спалювання біоетанолу призводить до дуже незначних викидів, він є значно чистішим, ніж традиційні види палива. Найгірше, що він виділяє - це незначну кількість вуглекислого газу, занадто малу, щоб мати будь-який негативний вплив на здоров'я людини або довкілля.
Можливо, ви чули суперечливі заяви щодо вуглецевого сліду біоетанолу. Отже, біоетанол вуглецево нейтральний чи ні? Відповідь - так, він вуглецево нейтральний. Але ви повинні запитати, чому біоетанол є вуглецево нейтральним. Відповідь насправді досить проста: кількість вуглекислого газу, що виділяється при виробництві біоетанолу, дорівнює кількості вуглекислого газу, що поглинається рослинами, які виробляють паливо, в процесі фотосинтезу.
Перехід з нафтового палива на біоетанол допоможе відновити озоновий шар над Землею, що є довгостроковою метою екологічного руху. Коли етанол При згорянні, продукти, що утворюються, менш реактивні до сонячного світла, ніж викиди від традиційних джерел палива. Навіть великомасштабне спалювання етанолу навряд чи призведе до руйнування озонового шару.
Навіть якщо в осяжному майбутньому ми продовжимо використовувати традиційне паливо для наших транспортних засобів, ми все одно можемо використовувати біоетанол для скорочення викидів парникових газів. Змішування біоетанолу з бензином має ряд цінних переваг. По-перше, це підвищує октанове число палива, що зазвичай важко і дорого зробити. Збагачуючи низькосортне паливо етанолом, ми можемо зменшити шкідливі викиди та покращити експлуатаційні характеристики. Додавання біоетанолу в паливо також означає, що ми можемо ще більше збільшити його пропозицію і зменшити залежність від нафтовидобувних країн.
В цілому, широке використання біоетанолу призведе до покращення якості повітря та зменшення поширеності канцерогенних частинок. Поточні науково-дослідні проекти постійно покращують екологічні переваги біоетанолу, роблячи його ще більш привабливою перспективою. Наприклад, новітні проекти заводів з виробництва біоетанолу гарантують, що вся вода, яка скидається, є екологічно нейтральною. Деякі заводи переробляють стічні води, що утворюються під час виробництва біоетанолу, щоб їх можна було використовувати повторно.
Для чого використовується паливо з біоетанолу?
Етанол - універсальне паливо, яке вже довело свій потенціал у кількох ключових сферах. Найбільш відомим застосуванням біоетанолу сьогодні є його використання в якості транспортного палива, причому багато представників автомобільної промисловості очікують, що з часом він витіснить бензин як основне транспортне паливо для особистих транспортних засобів. Однак, однією з переваг біоетанолу є те, що він не повинен повністю замінити бензин, щоб змінити ситуацію на краще. Етанол часто використовується для поліпшення характеристик низькоякісного палива, і на ринку є кілька видів сумішевого палива, де біоетанол поєднується з дизельним паливом або бензином.
Як і будь-яке паливо, біоетанол можна спалювати для отримання енергії та вироблення електроенергії. Дослідження потенційної ролі біоетанолу у виробництві електроенергії тривають. У порівнянні з вугіллям та нафтою, етанол має набагато нижчу теплову енергію, а це означає, що для виробництва такої ж кількості енергії потрібно набагато більше палива. Однак ми можемо дозволити собі спалювати набагато більше етанолу, не завдаючи шкоди навколишньому середовищу і не випускаючи токсичних викидів.
Все більшої популярності набувають також каміни на біоетанолі. Вони не утворюють диму чи інших шкідливих побічних продуктів, чудово виглядають, не потребують димоходу чи підключення до газової труби.
Чим біоетанол відрізняється від традиційних видів палива?
У порівнянні з бензином, біоетанол має значно меншу енергоємність. Якщо у вас є два однакових транспортних засоби, один з яких працює на бензині, а інший на біоетанолі, то автомобіль на бензині зможе проїхати далі. Однак, біоетанол не дає таких шкідливих викидів, як бензин. Оскільки витрати на виробництво біоетанолу продовжують знижуватися, а методи виробництва стають більш ефективними, ми можемо досягти точки, коли необхідність частіше заправляти транспортні засоби буде вважатися виправданим компромісом.
Біоетанол має більш високе октанове число, ніж бензин, і навіть може додаватися до бензину для підвищення його октанового числа. Більш високе октанове число означає, що біоетанол буде горіти, а не займатися в двигуні, і має чудові антикоксові властивості.
Етанол є менш летючим, ніж бензин, якщо вимірювати тиск парів за Рейдом. Нижчий тиск біоетанолу означає, що він повільно випаровується, зберігаючи низьку концентрацію викидів при випаровуванні і додатково знижуючи ризик вибуху палива. Однак, низький тиск пари також може бути недоліком для етанолу. Поєднання низького тиску і єдиної точки кипіння означає, що двигуни, які працюють на чистому етанолі, не можуть запускатися без сторонньої допомоги при температурі нижче 20 градусів Цельсія. Якщо біоетанол коли-небудь серйозно розглядатиметься як основне автомобільне паливо, двигуни повинні будуть компенсувати цю проблему.
Біоетанол та аналогічні види біопалива можуть відігравати важливу роль у боротьбі зі зміною клімату. Виробництво біоетанолу не тільки має широкий спектр потенційних застосувань, але й є вуглецево-нейтральним. Слідкуйте за цим простором, адже він цілком може стати паливом майбутнього.