care sunt avantajele și dezavantajele biocombustibilului cu etanol?
folosim energie în fiecare zi. Îl folosim pentru a aprinde luminile, pentru a ne încălzi casele și pentru a alimenta mașinile. Cea mai mare parte a energiei din lume provine din arderea combustibililor fosili. Dar oamenii de știință și inginerii caută alternative mai durabile.
biocombustibilii devin o alternativă populară la resursele tradiționale de combustibili fosili. Dar, ca și în cazul oricărei tehnologii noi, este important să cântăriți argumentele pro și contra. Să luăm în considerare unele dintre acestea.
ce este biocombustibilul și cum se utilizează?
biocombustibilii sunt derivați din materiale vegetale și deșeuri animale recent moarte sau vii. Acest lucru diferă de combustibilii fosili, care sunt derivați din materii vegetale și animale moarte de mult timp. Cele mai frecvent utilizate biocombustibili sunt etanolul și biodieselul. Sunt produse din plante care sunt cultivate de obicei ca culturi. Aceste plante alcătuiesc biomasa care este utilizată ca materie primă în producția de biocombustibili. Materia primă este orice material care este folosit pentru a face biocombustibili. În America de Nord, porumbul este principalul tip de materie primă utilizată în producția de etanol.
pentru a produce etanol din porumb, primul pas este descompunerea amidonului. Amidonul este un carbohidrat complex. Pentru a produce etanol, acesta trebuie împărțit în zaharuri simple, cum ar fi dextroza și glucoza. Un proces numit fermentație transformă apoi aceste zaharuri în etanol.
știați?
drojdia fermentează zahărul în etanol în condiții anaerobe. Aceasta înseamnă că procesul poate avea loc fără oxigen!
Biodieselul este fabricat din uleiuri vegetale sau grăsimi animale. O reacție numită transesterificare este responsabilă pentru Conversia uleiurilor vegetale în biodiesel. Transesterificarea este reacția unui alcool cu ulei sau grăsime pentru a produce esteri alchilici ai acizilor grași, altfel cunoscuți sub numele de biodiesel.
Biorafinariile canadiene au capacitatea de a produce 1,7 miliarde de litri de etanol pe an. Cea mai mare parte este amestecată în benzină. Majoritatea vehiculelor pe benzină construite începând cu anii 1980 pot funcționa cu un amestec de până la 10% etanol (E10) fără modificări ale motorului. Unele companii auto din America de Nord produc combustibil flexibil sau combustibil flexibil, vehicule cu motoare modificate. Aceste motoare pot utiliza amestecuri de până la 85% etanol și 15% benzină (E85).
știați?
Statele Unite și Brazilia sunt liderii mondiali în producția de biocombustibili. Împreună, produc 70% din biocombustibilii din lume!
reglementările canadiene privind combustibilii regenerabili au fost adoptate în 2010. Acestea necesită ca combustibilii fosili neregenerabili să conțină în medie 5% conținut de combustibil regenerabil. Acest nivel de 5% este în prezent întâlnit cu etanol din porumb și grâu (E5). Cum rămâne cu amestecul E85 care poate fi utilizat în vehiculele cu combustibil flexibil? Unele companii canadiene cu flote mari de vehicule folosesc E85. Dar nu este încă disponibil pe scară largă. Există doar o mână de benzinării în Canada care vând E85. În schimb, în SUA există peste 3 000 de benzinării cu pompe E85 care pot suna foarte mult. Dar este încă mai puțin de 2% din totalul stațiilor de combustibil.
care sunt avantajele biocombustibililor?
etanolul este considerat o resursă de energie regenerabilă. Asta pentru că noi culturi pot fi cultivate pentru a umple materia primă necesară pentru ao face. Pe de altă parte, combustibilii fosili au nevoie de milioane de ani pentru a produce. Acestea sunt considerate o resursă neregenerabilă, deoarece odată ce sunt epuizate, asta este!
unul dintre principalele beneficii ale utilizării biocombustibililor este că reduce emisiile de gaze cu efect de seră (GES). În 2017, sectoarele petrolului și gazelor și transporturilor au reprezentat peste 50% din totalul emisiilor de GES din Canada. Cele mai multe dintre acestea au fost dioxid de carbon (CO2) eliberat prin arderea combustibililor fosili, cum ar fi benzina.
care este ciclul carbonului?
ciclul carbonului este responsabil pentru ciclarea carbonului în mediul înconjurător. Toată materia organică conține carbon. Când plantele și animalele mor, carbonul este prins sub pământ pe măsură ce se transformă în combustibili fosili. Aceasta înseamnă că combustibilii fosili sunt o chiuvetă de carbon. Când combustibilii fosili sunt arși, carbonul este eliberat în aer sub formă de dioxid de carbon (CO2).
versiune grafică – Text
în ciclul carbonului, carbonul se deplasează din atmosferă în sedimentele de pe Pământ și înapoi. Pe măsură ce carbonul ajunge pe Pământ, carbonul organic dizolvat ajunge atât în oceanul adânc, cât și în Oceanul de suprafață. Carbonul este eliberat înapoi în atmosferă prin procese naturale, cum ar fi fotosinteza vegetației, și prin procese cauzate de om, cum ar fi procesele industriale care produc combustibili fosili.
CO2 care este eliberat în atmosferă atunci când combustibilii fosili sunt arși produce Ges puternice. Aceste Ges contribuie la schimbările climatice. Din păcate, nu există nicio modalitate de a transforma CO2 înapoi în combustibili fosili.
CO2 este produs și atunci când biocombustibilii sunt arși. Dar o parte din CO2 eliberat prin arderea biocombustibililor este absorbit de noua cultură de materie primă prin procesul de fotosinteză. CO2 este încorporat în moleculele de zahăr pe care le produc plantele. Acestea vor fi în cele din urmă transformate înapoi în biocombustibil. Din acest motiv, etanolul este considerat neutru din punct de vedere al carbonului.
știați?
s-a constatat că etanolul produce cu 25% mai multă energie decât este pus în producția sa, iar biodieselul produce un enorm 93%!
care sunt dezavantajele biocombustibililor?
biocombustibilii sunt, de asemenea, îngrijorați. Unele preocupări includ echilibrul energetic, dezbaterea alimente versus combustibil și disponibilitatea biocombustibililor.
biocombustibilii au un sold energetic negativ sau un sold energetic pozitiv?
etanolul în sine este considerat neutru din punct de vedere al carbonului. Dar procesul de producere nu este. Combustibilii fosili sunt adesea utilizați pe tot parcursul procesului de producere a biocombustibililor. De exemplu, tractoarele fermierilor folosesc motorină. Camioanele care transportă materia primă către biorafinării folosesc combustibil diesel. Biorafinăriile în sine folosesc uneori combustibili fosili pentru energie. Dacă energia de intrare pentru a produce un combustibil este mai mare decât energia de ieșire, acel combustibil are un sold energetic negativ. Asta nu e bine. Dacă energia de ieșire este mai mare decât energia de intrare, combustibilul are un echilibru energetic pozitiv. Asta e bine.
oamenii de știință trebuie să facă analize ale ciclului de viață pentru a înțelege pe deplin impactul GES al biocombustibililor în comparație cu combustibilii fosili. În primele zile ale producției de etanol, multe studii au descoperit că are un echilibru energetic negativ. Cu toate acestea, analizele recente ale ciclului de viață Canadian și American AU găsit un echilibru energetic modest pozitiv în industria producției de etanol din porumb. Îmbunătățirea se datorează în mare parte biorafinării mai noi, eficiente din punct de vedere energetic.
care este dezbaterea „alimente vs. combustibil”?
biocombustibilii vin cu unele preocupări economice și etice. Mai exact, ce se întâmplă dacă oamenii folosesc terenurile agricole pentru a crește biomasa de combustibil în loc de alimente? Aceasta se referă la securitatea alimentară. Criticii biocombustibililor din prima generație susțin că utilizarea culturilor alimentare pentru producția de combustibil crește prețurile la alimente. Acest lucru face mai dificil pentru oameni să își permită să mănânce sănătos.
o marfă este orice lucru valoros care este cumpărat, vândut sau tranzacționat. Să ne uităm la exemplul unei mărfuri: porumb.
porumbul este o materie primă regenerabilă. Dar unele recolte au mai mult succes decât altele. Asta înseamnă că oferta sa poate varia. Când condițiile agricole sunt bune, poate exista o mulțime de porumb. Poate fi suficient pentru hrana umană, hrana animalelor și producția de biocombustibili. Dar uneori recoltele suferă din cauza condițiilor precum seceta, inundațiile și perioadele reci. În aceste momente, aprovizionarea cu porumb poate scădea. Și când oferta unei mărfuri scade, prețul crește.
desigur, această dezbatere ‘mâncare vs. combustibil’ are o altă latură. Unele studii arată că risipa alimentară globală este o problemă mult mai mare pentru securitatea alimentară decât concurența cu biocombustibilii. Unii oameni de știință au sugerat chiar că alimentele care ar merge în mod normal la deșeuri ar trebui să fie redirecționate către industria biocombustibililor.
biocombustibilii pot afecta alimentele și resursele pentru alte organisme. Este nevoie de mult teren pentru a produce biocombustibili. Curățarea terenurilor pentru agricultură poate avea un impact mare asupra mediului și asupra vieții plantelor și animalelor care trăiesc acolo.
rezumând
cu siguranță nu există răspunsuri ușoare atunci când vine vorba de dezbaterea dintre combustibilii fosili și biocombustibili. Lanțul alimentar global și industria biocombustibililor sunt interconectate în moduri complicate. Dar oamenii sunt din ce în ce mai conștienți de posibilele dezavantaje ale biocombustibililor pe bază de culturi alimentare de primă generație. Există, de asemenea, un impuls către biocombustibili de a doua generație. Acestea utilizează materii prime nealimentare, cum ar fi deșeurile agricole, Restaurante și municipale.