エタノール-バイオ燃料の長所と短所は何ですか？”

私たちは毎日エネルギーを使用しています。 私達はライトをつけ、私達の家を熱し、そして車に動力を与えるのにそれを使用する。 世界のエネルギーのほとんどは、化石燃料の燃焼から来ています。 しかし、科学者やエンジニアは、より持続可能な選択肢を探しています。

バイオ燃料は、伝統的な化石燃料資源に代わる人気のある代替品になっています。 しかし、新しい技術と同様に、長所と短所を比較検討することが重要です。 これらのいくつかを考えてみましょう。

バイオ燃料とは何ですか、どのように使用されていますか？

バイオ燃料は、最近死んだまたは生きている植物材料および動物廃棄物から派生しています。 これは、長い間死んだ植物や動物の物質に由来する化石燃料とは異なります。 最も一般的に使用されるバイオ燃料は、エタノールとバイオディーゼルです。 彼らは通常、作物として栽培されている植物から生産されています。 これらの植物は、バイオ燃料生産の原料として使用されるバイオマスを構成しています。 原料は、バイオ燃料を製造するために使用される任意の材料である。 北米では、トウモロコシはエタノール生産に使用される主な種類の原料です。

トウモロコシからエタノールを生産するには、最初のステップはでんぷんを分解することです。 デンプンは複雑な炭水化物です。 エタノールを生産するには、ブドウ糖やグルコースのような単純な糖に分解する必要があります。 発酵と呼ばれるプロセスは、その後、エタノールにこれらの糖を変換します。

ご存知でしたか？

酵母は嫌気性条件下で糖をエタノールに発酵させる。 これは、プロセスが酸素なしで発生する可能性があることを意味します！

バイオディーゼルは、植物油または動物性脂肪から作られています。 エステル交換と呼ばれる反応は、植物油のバイオディーゼルへの変換の原因である。 エステル交換は、それ以外の場合はバイオディーゼルとして知られている脂肪酸アルキルエステルを生成するために、油や脂肪とアルコールの反応で

カナダのバイオリファイナリーは、年間17億リットルのエタノールを生産する能力を持っています。 これのほとんどはガソリンに混合されます。 1980年代以降に製造されたガソリン車の大部分は、エンジンを変更することなく最大10％のエタノール（E10）の混合物で走行することができます。 いくつかの北米の自動車会社は、柔軟な燃料、またはフレックス燃料、変更されたエンジンを搭載した車両を作ります。 これらのエンジンは、最大85％のエタノールと15％のガソリン（E85）の混合物を使用することができます。

ご存知でしたか？

米国とブラジルはバイオ燃料生産の世界的リーダーである。 一緒に、彼らは世界のバイオ燃料の70％を生産しています！

カナダの再生可能燃料規制は2010年に制定されました。 彼らは、非再生可能な化石燃料には平均5％の再生可能な燃料含有量が含まれていることを要求しています。 その5％のレベルは現在、トウモロコシと小麦のエタノール（E5）で満たされています。 Flex-Fuel車で使用できるE85ブレンドはどうですか？ 車両の大規模な艦隊を持ついくつかのカナダの企業は、E85を使用しています。 しかし、それはまだ広く利用可能ではありません。 E85を販売するカナダのガソリンスタンドのほんの一握りがあります。 これとは対照的に、多くのように聞こえるかもしれない米国のE85ポンプを備えた3 000以上のガソリンスタンドがあります。 しかし、それはまだ総燃料ステーションの2％未満です。

バイオ燃料の長所は何ですか？

エタノールは再生可能エネルギー資源と考えられている。 それは、それを作るために必要な原料を補充するために新しい作物を栽培することができるからです。 一方、化石燃料の生産には何百万年もかかります。 彼らは一度使い切ったら、それはそれだから、彼らは再生不可能なリソースとみなされます！

バイオ燃料を使用する主な利点の1つは、温室効果ガス（GHG）の排出量を削減することです。 2017では、石油およびガスおよび輸送部門がカナダの総温室効果ガス排出量の50％以上を占めていました。 これらのほとんどは、ガソリンなどの化石燃料を燃焼させることによって放出される二酸化炭素（CO2）でした。

グラフィック-テキストバージョン

化石燃料を燃やしたときに大気中に放出されるCO2は強力なGHGsを生成します。 これらの温室効果ガスは、気候変動に貢献しています。 残念ながら、CO2を化石燃料に戻す方法はありません。

バイオ燃料を燃焼させるとCO2も生成されます。 しかし、バイオ燃料を燃焼させることによって放出されるCO2の一部は、光合成のプロセスを通じて新しい作物の原料に吸収されます。 CO2は、植物が生産する糖分子に組み込まれています。 これらは最終的にバイオ燃料に変換されます。 このため、エタノールはカーボンニュートラルであると考えられている。

ご存知でしたか？

エタノールは生産に投入されるよりも25％多くのエネルギーを生成し、バイオディーゼルはなんと93％を生成することが判明しました！

バイオ燃料の短所は何ですか？

バイオ燃料にも懸念があります。 いくつかの懸念には、エネルギーバランス、食糧対燃料の議論、バイオ燃料の利用可能性が含まれます。

バイオ燃料は負のエネルギーバランスか正のエネルギーバランスを持っていますか？

エタノール自体はカーボンニュートラルと考えられている。 しかし、それを生産するプロセスはそうではありません。 化石燃料は、多くの場合、バイオ燃料を生産するプロセス全体で使用されています。 例えば、農家のトラクターはディーゼル燃料を使用します。 原料をバイオリファイナリーに輸送するトラックは、ディーゼル燃料を使用します。 バイオリファイナリー自体は、時には電力のために化石燃料を使用しています。 燃料を作るための入力エネルギーが出力エネルギーよりも大きい場合、その燃料は負のエネルギーバランスを有する。 それは良くない。 出力エネルギーが入力エネルギーより大きい場合、燃料は正のエネルギーバランスを有する。 それは良いことです。

科学者は、化石燃料と比較してバイオ燃料の温室効果ガスの影響を完全に理解するために、ライフサイクル分析を行う必要があります。 エタノール生産の初期の頃には、多くの研究は、それが負のエネルギーバランスを持っていたことがわかりました。 しかし、最近のカナダとアメリカのライフサイクル分析は、トウモロコシのエタノール生産業界で適度に肯定的なエネルギーバランスを発見しました。 この改善は主に、より新しいエネルギー効率の高いバイオリファイナリーによるものです。

“食糧対燃料の議論”とは何ですか？

バイオ燃料には、経済的および倫理的な懸念があります。 具体的には、人々が食糧の代わりに燃料バイオマスを栽培するために耕作地を使用するとどうなりますか？ これは食料安全保障に関連しています。 第一世代のバイオ燃料の批評家は、燃料生産のために食用作物を使用すると食料価格が上昇すると主張している。 これは、人々が健康的に食べる余裕がより困難になります。

商品は、購入、販売、または取引される価値のあるものです。 トウモロコシ：のは、一つの商品の例を見てみましょう。

トウモロコシは再生可能な原料です。 しかし、いくつかの収穫は他の収穫よりも成功しています。 それはその供給が変化する可能性があることを意味します。 農業条件が良いときは、トウモロコシがたくさんあるかもしれません。 人間の食物、動物飼料、およびバイオ燃料生産には十分な可能性があります。 しかし、干ばつ、洪水、寒い時期などの条件のために収穫が苦しむことがあります。 これらの時点で、トウモロコシの供給が低下する可能性があります。 そして、商品の供給がダウンすると、価格が上がります。

もちろん、この「食糧対燃料」の議論には別の側面があります。 いくつかの研究では、世界的な食糧の浪費は、バイオ燃料との競争よりも食料安全保障にとってはるかに大きな問題であることが示されています。 一部の科学者は、通常は廃棄物になる食品を代わりにバイオ燃料産業に転用すべきであると示唆している。

バイオ燃料は、他の生物の食糧や資源にも影響を与える可能性があります。 バイオ燃料を生産するには多くの土地が必要です。 農業のための土地をクリアすると、環境に大きな影響を与えることができ、そこに住んでいる植物や動物の生活。

要約すると

化石燃料とバイオ燃料の間の議論になると、確かに簡単な答えはありません。 世界の食物連鎖とバイオ燃料産業は、複雑な方法で相互接続されています。 しかし、人々は第一世代の食糧作物ベースのバイオ燃料の可能性のある欠点をますます認識しています。 代わりに第二世代のバイオ燃料へのプッシュもあります。 これらは、農業、レストラン、および都市廃棄物のような非食品原料を使用しています。