Hvad er fordele og ulemper ved Ethanol biobrændstof?

vi bruger energi hver dag. Vi bruger det til at tænde lys, til at varme vores hjem og til at drive biler. Det meste af verdens energi kommer fra afbrænding af fossile brændstoffer. Men forskere og ingeniører søger mere bæredygtige alternativer.

biobrændstoffer bliver et populært alternativ til traditionelle fossile brændstofressourcer. Men som med enhver ny teknologi er det vigtigt at afveje fordele og ulemper. Lad os overveje nogle af disse.

Hvad er biobrændstof, og hvordan anvendes det?

biobrændstoffer stammer fra nyligt døde eller levende plantemateriale og animalsk affald. Dette adskiller sig fra fossile brændstoffer, der stammer fra langdøde plante-og dyremateriale. De mest anvendte biobrændstoffer er ethanol og biodiesel. De er fremstillet af planter, der normalt dyrkes som afgrøder. Disse planter udgør den biomasse, der bruges som råmateriale i produktionen af biobrændstof. Råmateriale er ethvert materiale, der bruges til at fremstille biobrændstoffer. I Nordamerika er majs den vigtigste type råmateriale, der anvendes i ethanolproduktion.

for at producere ethanol fra majs er det første skridt at nedbryde stivelse. Stivelse er et komplekst kulhydrat. For at producere ethanol skal det opdeles i enkle sukkerarter som glucose og glucose. En proces kaldet fermentering omdanner derefter disse sukkerarter til ethanol.

vidste du det?

gær fermenterer sukker til ethanol under anaerobe forhold. Dette betyder, at processen kan forekomme uden ilt!

Biodiesel er fremstillet af vegetabilske olier eller animalske fedtstoffer. En reaktion kaldet transesterificering er ansvarlig for omdannelsen af planteolier til biodiesel. Transesterificering er reaktionen af en alkohol med olie eller fedt for at producere fedtsyrealkylestere, ellers kendt som biodiesel.

Canadiske bioraffinaderier har kapacitet til at producere 1,7 milliarder liter ethanol om året. Det meste af dette blandes i brændstof. Størstedelen af bensindrevne køretøjer, der er bygget siden 1980 ‘ erne, kan køre på en blanding af op til 10% ethanol (E10) uden nogen motorændringer. Nogle nordamerikanske bilfirmaer fremstiller fleksibelt brændstof, eller Fleksbrændstof, køretøjer med modificerede motorer. Disse motorer kan bruge blandinger på op til 85% ethanol og 15% bensin (E85).

vidste du det?

USA og Brasilien er verdens førende inden for produktion af biobrændstoffer. Tilsammen producerer de 70% af verdens biobrændstoffer!

Canadas regler for vedvarende brændstof blev vedtaget i 2010. De kræver, at ikke-vedvarende fossilt brændstof indeholder et gennemsnit på 5% vedvarende brændstofindhold. Dette niveau på 5% er i øjeblikket opfyldt med majs og hvede ethanol (E5). Hvad med E85-blandingen, der kan bruges i køretøjer med Fleksbrændstof? Nogle canadiske virksomheder med store flåder af køretøjer bruger E85. Men det er endnu ikke bredt tilgængeligt. Der er kun en håndfuld tankstationer i Canada, der sælger E85. I modsætning hertil er der over 3 000 tankstationer med E85 pumper i USA, der kan lyde som en masse. Men det er stadig mindre end 2% af de samlede tankstationer.

hvad er fordelene ved biobrændstoffer?

Ethanol betragtes som en vedvarende energiressource. Det skyldes, at nye afgrøder kan dyrkes for at genopbygge det råmateriale, der er nødvendigt for at gøre det. På den anden side tager fossile brændstoffer millioner af år at producere. De betragtes som en ikke-fornybar ressource, fordi når de først er brugt op, det er det!

en af de største fordele ved at bruge biobrændstoffer er, at det reducerer drivhusgasemissionerne. I 2017 tegnede olie-og gas-og transportsektoren sig for over 50% af Canadas samlede drivhusgasemissioner. De fleste af disse var kulsyre (CO2) frigivet ved forbrænding af fossile brændstoffer, såsom brændstof.

Grafisk tekstversion

den CO2, der frigives i atmosfæren, når fossile brændstoffer brændes, producerer kraftige drivhusgasser. Disse drivhusgasser bidrager til klimaændringer. Desværre er der ingen måde at vende CO2 tilbage til fossile brændstoffer.

CO2 produceres også, når biobrændstoffer brændes. Men noget af CO2 frigivet ved afbrænding af biobrændstoffer absorberes af den nye afgrøde af råmateriale gennem fotosynteseprocessen. CO2 er inkorporeret i de sukkermolekyler, som planterne producerer. Disse vil i sidste ende blive omdannet til biobrændstof. På grund af dette anses ethanol for at være kulstofneutral.

vidste du det?

det har vist sig, at ethanol giver 25% mere energi, end der sættes i sin produktion, og biodiesel giver hele 93%!

hvad er ulemperne ved biobrændstoffer?

biobrændstoffer kommer med bekymringer, også. Nogle bekymringer inkluderer energibalance, debatten om mad versus brændstof og tilgængeligheden af biobrændstoffer.

har biobrændstoffer en negativ energibalance eller en positiv energibalance?

Ethanol i sig selv betragtes som kulstofneutral. Men processen med at producere det er det ikke. Fossile brændstoffer bruges ofte i hele processen med at producere biobrændstoffer. For eksempel bruger landmænds traktorer dieselbrændstof. Lastbilerne, der transporterer råmaterialet til bioraffinaderier, bruger dieselolie. Bioraffinaderierne bruger undertiden fossile brændstoffer til strøm. Hvis inputenergien til fremstilling af et brændstof er større end outputenergien, har dette brændstof en negativ energibalance. Det er ikke godt. Hvis udgangsenergien er større end indgangsenergien, har brændstoffet en positiv energibalance. Det er godt.

forskere skal lave livscyklusanalyser for fuldt ud at forstå drivhusgasvirkningen af biobrændstoffer sammenlignet med fossile brændstoffer. I de tidlige dage af ethanolproduktion fandt mange undersøgelser, at den havde en negativ energibalance. Nylige canadiske og amerikanske livscyklusanalyser har imidlertid fundet en beskeden positiv energibalance i majsethanolproduktionsindustrien. Forbedringen skyldes i høj grad nyere, energieffektive bioraffinaderier.

Hvad er “mad vs. Brændstofdebat”?

biobrændstoffer kommer med nogle økonomiske og etiske bekymringer. Hvad sker der specifikt, hvis folk bruger afgrøde til at dyrke brændstofbiomasse i stedet for mad? Dette vedrører fødevaresikkerhed. Kritikere af første generationens biobrændstoffer hævder, at brugen af fødevareafgrøder til brændstofproduktion øger fødevarepriserne. Dette gør det vanskeligere for folk at have råd til at spise sundt.

en vare er noget værdifuldt, der købes, sælges eller handles. Lad os se på eksemplet på en vare: majs.

majs er et Vedvarende råmateriale. Men nogle høst er mere succesrige end andre. Det betyder, at udbuddet kan variere. Når landbrugsforholdene er gode, kan der være masser af majs. Der kan være nok til menneskelig mad, dyrefoder og biobrændstofproduktion. Men nogle gange lider høsten på grund af forhold som tørke, oversvømmelser og kolde perioder. På disse tidspunkter kan udbuddet af majs gå ned. Og når udbuddet af en vare går ned, går prisen op.

selvfølgelig har denne ‘mad vs. brændstof’ debat en anden side. Nogle undersøgelser viser, at globalt fødevarespild er et meget større problem for fødevaresikkerhed end konkurrence med biobrændstoffer er. Nogle forskere har endda foreslået, at mad, der normalt går til spilde, i stedet skal omdirigeres til biobrændstofindustrien.

biobrændstoffer kan også påvirke fødevarer og ressourcer for andre organismer. Det kræver meget jord at producere biobrændstoffer. Rydning af jord til landbrug kan have store konsekvenser for miljøet og det plante-og dyreliv, der bor der.

opsummering

der er bestemt ingen lette svar, når det kommer til debatten mellem fossile brændstoffer og biobrændstoffer. Den globale fødekæde og biobrændstofindustrien hænger sammen på komplicerede måder. Men folk er mere og mere opmærksomme på de mulige ulemper ved første generation af biobrændstoffer baseret på fødevareafgrøder. Der er også et skub i retning af anden generation af biobrændstoffer i stedet. Disse bruger ikke-fødevarerråvarer som landbrug, restaurant og kommunalt affald.