에탄올 바이오 연료의 장단점은 무엇입니까?

우리는 매일 에너지를 사용합니다. 우리는 불을 켜고,우리의 가정을 가열하고,차를 강화하기 위하여 그것을 이용한다. 세계 에너지의 대부분은 화석 연료를 태우는 데서 비롯됩니다. 그러나 과학자와 엔지니어는 지속 가능한 대안을 찾고 있습니다.

바이오 연료는 전통적인 화석 연료 자원에 대한 대중적인 대안이되고 있습니다. 그러나 어떤 새로운 기술과 마찬가지로,그것은 장점과 단점을 무게하는 것이 중요합니다. 이들 중 일부를 고려해 봅시다.

바이오 연료는 무엇이며 어떻게 사용됩니까?

바이오 연료는 최근에 죽거나 살아있는 식물 재료 및 동물 폐기물에서 파생됩니다. 이것은 오래 죽은 식물 및 동물 문제에서 파생 된 화석 연료와 다릅니다. 가장 일반적으로 사용되는 바이오 연료는 에탄올과 바이오 디젤입니다. 그들은 일반적으로 작물로 재배 하는 식물에서 생산 됩니다. 이 식물들은 바이오 연료 생산에서 공급 원료로 사용되는 바이오 매스를 구성합니다. 공급 원료는 바이오 연료를 만드는 데 사용되는 모든 재료입니다. 북아메리카에서 옥수수는 에탄올 생산에 사용되는 주요 공급 원료 유형입니다.

온타리오의 옥수수 밭
온타리오의 옥수수 밭(출처:위키 미디어 공용).

옥수수에서 에탄올을 생산하려면 첫 번째 단계는 전분을 분해하는 것입니다. 전분은 복잡한 탄수화물입니다. 에타놀을 생성하기 위하여는,그것은 포도당과 포도당 같이 간단한 설탕으로 나누어져야 합니다. 발효라는 과정은 에탄올에 이러한 설탕을 변환합니다.

당신은 알고 계십니까?

효모는 혐기성 조건에서 설탕을 에탄올로 발효시킵니다. 이 과정은 산소없이 발생할 수 있다는 것을 의미한다!

바이오디젤은 식물성 기름 또는 동물성 지방에게서 합니다. 에스테르 교환이라는 반응은 바이오 디젤에 식물 오일의 변환에 대한 책임이 있습니다. 에스테르 교환 그렇지 않으면 바이오 디젤로 알려진 지방산 알킬 에스테르를 생산하는 오일이나 지방과 알코올의 반응이다.

캐나다 바이오 리파이너리는 연간 17 억 리터의 에탄올을 생산할 수 있습니다. 이 중 대부분은 가솔린에 섞여 있습니다. 1980 년대 이후 건설된 가솔린 구동 차량의 대부분은 엔진을 개조하지 않고 최대 10%의 에탄올을 혼합하여 가동할 수 있다. 일부 북미 자동차 회사는 수정 된 엔진이 장착 된 유연한 연료 또는 플렉스 연료 차량을 만듭니다. 이 엔진은 최대 85%에탄올과 15%가솔린의 혼합물을 사용할 수 있습니다.

당신은 알고 계십니까?

미국과 브라질은 바이오 연료 생산의 세계 선두 주자입니다. 그들은 함께 세계 바이오 연료의 70%를 생산합니다!

캐나다의 재생 가능 연료 규정은 2010 년에 제정되었습니다. 그들은 재생 불가능한 화석 연료가 평균 5%재생 가능한 연료 함량을 포함해야합니다. 그 5%수준은 현재 옥수수와 밀 에탄올로 충족되고 있습니다. 플렉스 연료 차량에 사용할 수 있는 혼합에 대 한 어떤? 대형 차량을 보유한 일부 캐나다 회사는 전자 85. 그러나 아직 널리 사용할 수 없습니다. 캐나다에는 85 대를 판매하는 주유소가 거의 없습니다. 반면,미국에는 3,000 개가 넘는 주유소가 있으며,이는 많은 것처럼 들릴 수 있습니다. 그러나 그것은 여전히 총 연료 스테이션의 2%미만입니다.

바이오 연료의 장점은 무엇입니까?

에탄올은 재생 가능 에너지 자원으로 간주됩니다. 새로운 작물을 만드는 데 필요한 원료를 보충하기 위해 재배 할 수 있기 때문입니다. 반면에 화석 연료는 생산하는데 수백만 년이 걸립니다. 그들이 사용하고 일단 때문에 그들은 재생 불가능한 자원으로 간주됩니다,그게 다야!

바이오 연료 사용의 주요 이점 중 하나는 온실 가스(온실 가스)배출을 감소 시킨다는 것입니다. 2017 년 석유 및 가스 및 운송 부문은 캐나다 총 온실 가스 배출량의 50%이상을 차지했습니다. 이들 대부분은 가솔린과 같은 화석 연료를 태워서 방출되는 이산화탄소(이산화탄소)였습니다.

탄소 순환은 무엇입니까?

탄소 순환은 환경 전반에 걸쳐 탄소 순환을 담당합니다. 모든 유기물에는 탄소가 포함되어 있습니다. 식물과 동물이 죽을 때 탄소는 화석 연료로 변하면서 지하에 갇혀 있습니다. 즉,화석 연료는 탄소 싱크. 화석 연료가 점화될 때,탄소는 이산화탄소(이산화탄소)의 모양으로 공기로 풀어 놓입니다.

탄소 순환
탄소 순환(출처:과학,파생물:위키 미디어 공용을 통한 피슉스).

그래픽-텍스트 버전

탄소 순환에서 탄소는 대기에서 지구의 퇴적물로 이동하고 뒤로 이동합니다. 탄소가 지구에 도달함에 따라 용해 된 유기 탄소는 심해와 지표 해양으로 들어갑니다. 탄소는 식물 광합성과 같은 자연적 과정과 화석 연료를 생산하는 산업 과정과 같은 인간이 야기한 과정을 통해 대기로 다시 방출됩니다.

화석연료를 태울 때 대기로 방출되는 이산화탄소는 강력한 온실가스를 생성한다. 이러한 온실 가스는 기후 변화에 기여합니다. 불행히도 이산화탄소를 화석 연료로 되돌릴 방법은 없습니다.

이산화탄소는 바이오 연료가 연소 될 때도 생성됩니다. 그러나 바이오 연료를 태워서 방출되는 이산화탄소의 일부는 광합성 과정을 통해 새로운 공급 원료 작물에 흡수됩니다. 이산화탄소는 식물이 생성하는 설탕 분자로 통합됩니다. 이들은 결국 바이오 연료로 다시 변환 될 것입니다. 이 때문에 에탄올은 탄소 중립으로 간주됩니다.

당신은 알고 계십니까?

에탄올은 생산에 투입되는 것보다 25%더 많은 에너지를 생산하고 바이오 디젤은 무려 93%를 산출한다는 것이 밝혀졌습니다!

바이오 연료의 단점은 무엇입니까?

바이오 연료도 우려와 함께. 일부 우려 사항에는 에너지 균형,음식 대 연료 토론 및 바이오 연료의 가용성이 포함됩니다.

바이오 연료는 부정적인 에너지 균형 또는 긍정적 인 에너지 균형을 가지고 있습니까?

에탄올 자체는 탄소 중립으로 간주됩니다. 그러나 그것을 생산하는 과정은 그렇지 않습니다. 화석 연료는 종종 바이오 연료를 생산하는 과정에서 사용됩니다. 예를 들어,농부의 트랙터는 디젤 연료를 사용합니다. 바이오 리파이너리에 공급 원료를 수송 트럭은 디젤 연료를 사용합니다. 바이오 리파이너리 자체는 때때로 화석 연료를 사용하여 전력을 공급합니다. 연료를 만드는 입력 에너지가 출력 에너지보다 크면 그 연료는 음의 에너지 균형을 갖습니다. 좋지 않아 출력 에너지가 입력 에너지보다 크면 연료는 양의 에너지 균형을 갖습니다. 잘됐네

과학자들은 화석 연료에 비해 바이오 연료의 온실가스 영향을 완전히 이해하기 위해 수명 주기 분석을 수행해야 한다. 에탄올 생산의 초기에,많은 연구는 부정적인 에너지 균형을 가지고 있음을 발견했다. 그러나 최근 캐나다와 미국의 라이프 사이클 분석은 옥수수 에탄올 생산 산업에서 겸손하게 긍정적 인 에너지 균형을 발견했습니다. 개선은 주로 새롭고 에너지 효율적인 바이오 리파이너리에 기인합니다.

“음식 대 연료 토론”이란 무엇입니까?

바이오 연료는 경제적,윤리적 문제와 함께 제공됩니다. 특히,사람들이 농경지를 사용하여 음식 대신 연료 바이오 매스를 재배하면 어떻게됩니까? 이것은 식량 안보와 관련이 있습니다. 1 세대 바이오 연료에 대한 비평가들은 연료 생산을 위해 식량 작물을 사용하면 식량 가격이 상승한다고 주장합니다. 이것은 사람들이 건강하게 먹을 여유가 더 어렵게 만듭니다.

상품은 구매,판매 또는 거래되는 가치있는 모든 것입니다. 옥수수:의 하나의 상품의 예를 살펴 보자.

옥수수는 재생 가능한 공급 원료입니다. 그러나 일부 수확은 다른 수확보다 더 성공적입니다. 즉,공급이 다를 수 있음을 의미합니다. 농업 조건이 좋을 때 옥수수가 많이있을 수 있습니다. 인간의 음식,동물 사료 및 바이오 연료 생산에 충분할 수 있습니다. 그러나 때때로 수확은 가뭄,홍수 및 추운 기간과 같은 조건으로 인해 어려움을 겪습니다. 이 때 옥수수 공급이 중단 될 수 있습니다. 그리고 상품의 공급이 내려갈 때,가격은 올라갑니다.

물론이’식량 대 연료’논쟁에는 또 다른 측면이 있습니다. 일부 연구에 따르면 세계 식량 낭비는 바이오 연료와의 경쟁보다 식량 안보에 훨씬 더 큰 문제입니다. 일부 과학자들은 일반적으로 폐기물로 갈 음식이 대신 바이오 연료 산업으로 전환되어야한다고 제안하기까지했습니다.

바이오 연료는 다른 유기체의 식량과 자원에도 영향을 미칠 수 있습니다. 그것은 바이오 연료를 생산하는 땅을 많이 걸립니다. 농업을 위해 땅을 개간하는 것은 환경과 거기에 사는 식물과 동물의 삶에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

요약

화석 연료와 바이오 연료 사이의 논쟁에 관해서는 확실히 쉬운 대답은 없습니다. 글로벌 먹이 사슬과 바이오 연료 산업은 복잡한 방식으로 상호 연결되어 있습니다. 그러나 사람들은 1 세대 식량 작물 기반 바이오 연료의 가능한 단점을 점점 더 잘 알고 있습니다. 대신 2 세대 바이오 연료를 향해 밀어도있다. 이들은 농업,식당 및 도시 폐기물과 같은 비 식품 공급 원료를 사용합니다.