vilka är fördelarna och nackdelarna med etanol biobränsle?

vi använder energi varje dag. Vi använder den för att slå på lampor, för att värma våra hem och för att driva bilar. Merparten av världens energi kommer från förbränning av fossila bränslen. Men forskare och ingenjörer letar efter mer hållbara alternativ.

biobränslen blir ett populärt alternativ till traditionella fossila bränsleresurser. Men som med all ny teknik är det viktigt att väga för-och nackdelar. Låt oss överväga några av dessa.

Vad är biobränsle och hur används det?

biobränslen härrör från nyligen döda eller levande växtmaterial och animaliskt avfall. Detta skiljer sig från fossila bränslen, som härrör från långdöd växt-och djurmaterial. De vanligaste biobränslena är etanol och biodiesel. De produceras från växter som vanligtvis odlas som grödor. Dessa växter utgör den biomassa som används som råmaterial i biobränsleproduktion. Råmaterial är allt material som används för att göra biobränslen. I Nordamerika är majs den huvudsakliga typen av råmaterial som används vid etanolproduktion.

för att producera etanol från majs är det första steget att bryta ner stärkelse. Stärkelse är ett komplext kolhydrat. För att producera etanol måste den delas upp i enkla sockerarter som dextros och glukos. En process som kallas jäsning omvandlar sedan dessa sockerarter till etanol.

visste du?

jäst fermenterar socker till etanol under anaeroba förhållanden. Detta innebär att processen kan ske utan syre!

Biodiesel är tillverkad av vegetabiliska oljor eller animaliska fetter. En reaktion som kallas transesterifiering är ansvarig för omvandlingen av växtoljor till biodiesel. Transesterifiering är reaktionen av en alkohol med olja eller fett för att producera fettsyraalkylestrar, annars känd som biodiesel.

kanadensiska bioraffinaderier har kapacitet att producera 1,7 miljarder liter etanol per år. Det mesta av detta blandas i bensin. Majoriteten av bensindrivna fordon byggda sedan 1980-talet kan köras på en blandning av upp till 10% etanol (E10) utan några motorändringar. Vissa nordamerikanska bilföretag tillverkar flexibelt bränsle, eller Flexbränsle, fordon med modifierade motorer. Dessa motorer kan använda blandningar av upp till 85% etanol och 15% bensin (E85).

visste du?

USA och Brasilien är världsledande inom biobränsleproduktion. Tillsammans producerar de 70% av världens biobränslen!

Kanadas förnybara Bränslebestämmelser antogs 2010. De kräver att icke-förnybara fossila bränslen innehåller i genomsnitt 5% förnybart bränsleinnehåll. Den nivån på 5% uppfylls för närvarande med etanol av majs och vete (E5). Vad sägs om E85-blandningen som kan användas i flexbränslefordon? Vissa kanadensiska företag med stora fordonsflottor använder E85. Men det är ännu inte allmänt tillgängligt. Det finns bara en handfull bensinstationer i Kanada som säljer E85. Däremot finns det över 3 000 bensinstationer med E85-pumpar i USA som kanske låter som mycket. Men det är fortfarande mindre än 2% av de totala bensinstationerna.

vilka är fördelarna med biobränslen?

etanol anses vara en förnybar energiresurs. Det beror på att nya grödor kan odlas för att fylla på det råmaterial som behövs för att göra det. Å andra sidan tar fossila bränslen miljontals år att producera. De anses vara en icke-förnybar resurs eftersom när de är förbrukade, det är det!

en av de största fördelarna med att använda biobränslen är att det minskar utsläppen av växthusgaser. År 2017 stod olje-och gas-och transportsektorerna för över 50% av Kanadas totala växthusgasutsläpp. De flesta av dessa var koldioxid (CO2) som släpptes ut genom att bränna fossila bränslen, såsom bensin.

grafisk textversion

CO2 som släpps ut i atmosfären när fossila bränslen bränns producerar kraftfulla växthusgaser. Dessa växthusgaser bidrar till klimatförändringen. Tyvärr finns det inget sätt att vända CO2 tillbaka till fossila bränslen.

CO2 produceras också när biobränslen bränns. Men en del av CO2 som frigörs genom att bränna biobränslen absorberas av den nya grödan av råmaterial genom fotosyntesprocessen. CO2 införlivas i sockermolekylerna som växterna producerar. Dessa kommer så småningom att omvandlas tillbaka till biobränsle. På grund av detta anses etanol vara koldioxidneutral.

visste du?

det har visat sig att etanol ger 25% mer energi än vad som sätts i sin produktion, och biodiesel ger en jättestor 93%!

vad är nackdelarna med biobränslen?

biobränslen kommer också med oro. Vissa farhågor inkluderar energibalans, debatten om mat kontra bränsle och tillgången på biobränslen.

har biobränslen en negativ energibalans eller en positiv energibalans?

etanol i sig anses vara koldioxidneutral. Men processen att producera den är inte. Fossila bränslen används ofta under hela processen för att producera biobränslen. Till exempel använder jordbrukstraktorer dieselbränsle. Lastbilarna som transporterar råvaran till bioraffinaderier använder dieselbränsle. Bioraffinaderierna själva använder ibland fossila bränslen för kraft. Om ingångsenergin för att göra ett bränsle är större än utgångsenergin, har det bränslet en negativ energibalans. Det är inte bra. Om utgångsenergin är större än ingångsenergin har bränslet en positiv energibalans. Det är bra.

forskare måste göra livscykelanalyser för att fullt ut förstå VÄXTHUSGASPÅVERKAN av biobränslen jämfört med fossila bränslen. I början av etanolproduktionen fann många studier att det hade en negativ energibalans. De senaste kanadensiska och amerikanska livscykelanalyserna har dock funnit en blygsamt positiv energibalans i majsetanolproduktionsindustrin. Förbättringen beror till stor del på nyare, energieffektiva bioraffinaderier.

Vad är ”mat vs bränsle debatt”?

biobränslen kommer med några ekonomiska och etiska problem. Specifikt, vad händer om människor använder åkermark för att odla bränslebiomassa istället för mat? Detta gäller livsmedelssäkerhet. Kritiker av första generationens biobränslen hävdar att användningen av livsmedelsgrödor för bränsleproduktion ökar livsmedelspriserna. Detta gör det svårare för människor att ha råd att äta hälsosamt.

en vara är något värdefullt som köps, säljs eller handlas. Låt oss titta på exemplet på en vara: majs.

majs är en förnybar råvara. Men vissa skördar är mer framgångsrika än andra. Det betyder att utbudet kan variera. När jordbruksförhållandena är bra kan det finnas gott om majs. Det kan finnas tillräckligt för livsmedel, djurfoder och biobränsleproduktion. Men ibland skördar drabbas på grund av förhållanden som torka, översvämningar och kalla perioder. Vid dessa tillfällen kan utbudet av majs gå ner. Och när tillgången på en vara går ner, går priset upp.

naturligtvis har denna debatt om mat mot bränsle en annan sida. Vissa studier visar att globalt matsvinn är en mycket större Fråga för livsmedelssäkerhet än konkurrensen med biobränslen är. Vissa forskare har till och med föreslagit att mat som normalt skulle gå till spillo borde avledas till biobränsleindustrin istället.

biobränslen kan också påverka livsmedel och resurser för andra organismer. Det krävs mycket mark för att producera biobränslen. Att rensa mark för jordbruk kan ha stora effekter på miljön och växt-och djurlivet som bor där.

sammanfattning

det finns verkligen inga enkla svar när det gäller debatten mellan fossila bränslen och biobränslen. Den globala livsmedelskedjan och biobränsleindustrin är sammankopplade på komplicerade sätt. Men människor är mer och mer medvetna om de möjliga nackdelarna med första generationens livsmedelsbaserade biobränslen. Det finns också en push mot andra generationens biobränslen istället. Dessa använder råvaror som inte är livsmedel som jordbruks -, restaurang-och kommunalt avfall.