Postoje različite vrste biogoriva koja dolaze iz sirovina koje se mogu regenerirati. Danas ćemo razgovarati o tome celulozna biogoriva. Ova vrsta goriva dolazi iz brzorastućih poljoprivrednih ostataka, drveta i trava koji se mogu transformirati u razna biogoriva, uključujući mlazna goriva.
U ovom ćemo članku opisati što su celulozna biogoriva i kakve karakteristike imaju.
Šta su celulozna biogoriva
Za današnje društvo mora biti jasno da moramo izaći iz naftne sfere. Ovisnost o ovom fosilnom gorivu predstavlja nepodnošljive rizike po nacionalnu, ekonomsku ili ekološku sigurnost. Međutim, trenutni ekonomski model ne zaustavlja njihovu upotrebu fosilna goriva. Da bi se pronašli novi izvori obnovljive energije, potrebno je otkriti novog agensa sposobnog za pokretanje svjetske flote vozila, jer je to glavni izvor emisije stakleničkih plinova u atmosferu.
Biogoriva možete praktički destilirati iz bilo čega što je ili je bilo povrće. Oni iz prve generacije dolaze iz jestive biomase, uglavnom kukuruza i soje, šećerne trske i repe. Oni su plodovi koji su vam nadohvat ruke u šumi potencijalnih biogoriva, jer prevladava potrebna tehnika potrebna za njihovo vađenje.
To se mora reći ta biogoriva s vremenom nisu trajno rješenje. Postojeće obradivo zemljište je neophodno i samo bi se biogoriva mogla proizvoditi kako bi se pokrilo 10% svih potreba za tečnim gorivom najrazvijenijih zemalja. Zahtijevajući veće usjeve, stočna hrana poskupljuje i podrazumijeva cijene nekih namirnica, iako ne toliko ili koliko bi tisak vjerovao prije nekoliko godina. Jednom kada se uračunaju ukupne emisije sadržane u biogorivima prve generacije, to nije toliko korisno za okoliš koliko bismo željeli.
Bilans emisija stakleničkih plinova
Ovaj nedostatak u ravnoteži stakleničkih plinova u atmosferu između apsorpcije i stvaranja može se ublažiti upotrebom biogoriva druge generacije koja se dobivaju iz celuloznih materijala. Ovi celulozni materijali su: drvni ostaci poput piljevine i građevinski ostaci, poljoprivredni kao što su stabljike kukuruza i pšenične slame. Takođe pronalazimo energetske usjeve, odnosno biljke koje imaju brzi rast i imaju materijal u plinu ili posebno zasijane za proizvodnju biogoriva.
Glavna prednost koju ove energetske usjeve imaju je što u proizvodnji koštaju malo. Samo u izobilju i ne utječu na proizvodnju hrane, što je od vitalnog značaja da se uzme u obzir. Većina energetskih usjeva može se uzgajati na marginalnom zemljištu koje se ne koristi za poljoprivredu. Neke od ovih usjeva obnovljive vrbe s kratkom rotacijom mogu dekontaminirati tlo dok rastu.
Proizvodnja celuloznih biogoriva
Ogromne količine biomase mogu se održivo ubrati za proizvodnju goriva. Postoje neke studije koje potvrđuju da se barem u Sjedinjenim Državama može proizvesti najmanje 1.200 miliona tona suve celulozne biomase godišnje, a da se to ne smanji biomasom dostupnom za ljudsku ishranu, stoku i izvoz. S ovim godišnje se moglo dobiti više od 400.000 XNUMX miliona litara biogoriva. Ovaj iznos ekvivalentan je polovini trenutne godišnje potrošnje benzina i dizela u Sjedinjenim Državama.
Ova generirana biomasa može se pretvoriti u bilo koju vrstu biogoriva: etanol, obični benzin, dizel i čak mlazno gorivo. Fermentirana zrna kukuruza puno je lakše razgraditi nego donirane stabljike celuloze, ali u posljednje vrijeme postignut je veliki napredak. Hemijski inženjeri imaju na raspolaganju moćne kvantnohemijske računarske modele za izgradnju struktura sposobnih za kontrolu reakcija na atomskom nivou. Namjera je ovih istraga da uskoro prošire tehnike konverzije na rafinerijsko područje. Era celuloznog goriva sada nam je dostupna.
Napokon, prirodna svrha celuloze je da formira strukturu biljke. Ova se struktura sastoji od krutih skela zaključanih molekula koji podržavaju vertikalni rast koji se žilavo opire biološkom propadanju. Da bi se oslobodila energija koju celuloza sadrži, odvezati će molekularni čvor stvoren evolucijom.
Proces proizvodnje električne energije celuloznom biomasom
Proces započinje razgradnjom čvrste biomase na manje molekule. Ovi molekuli se dalje rafiniraju da bi imali gorivo. Metode su obično klasificirane prema temperaturi. Imamo sljedeće metode:
- Metoda niske temperature: Ova metoda djeluje na temperaturama između 50 i 200 stepeni i proizvodi šećere koji mogu fermentirati u etanol i druga goriva. To se događa na sličan način kao i trenutni tretman koji se koristi u usevima kukuruza i šećerne trske.
- Metoda visoke temperature: Ova metoda djeluje na temperaturama između 300 i 600 stepeni i dobiva se bio-ulje koje se može rafinirati za proizvodnju benzina ili dizela.
- Metoda vrlo visoke temperature: Ova metoda djeluje na temperaturama iznad 700 stepeni. U ovoj operaciji stvara se plin koji se može transformirati u tečno gorivo.
Za sada nije poznato koja će metoda pretvoriti maksimalnu količinu uskladištene energije iz tečnog goriva uz najniže moguće troškove. Možda će se morati slijediti različite staze za različite materijale celulozne biomase. Liječenje visoke temperature mogle bi biti optimalne za šumu, dok bi niske bile najbolje za trave. Sve ovisi o količini materijala koja se mora smanjiti kako bi se proizvelo biogorivo.
Ukratko, celuloza se sastoji od atoma ugljenika, kiseonika i vodonika. Benzin se, sa svoje strane, sastoji od ugljenika i vodonika. Pretvaranje celuloze u biogoriva sastoji se, dakle, u uklanjanju kiseonika iz celuloze da bi se dobili molekuli visoke gustine energije koji sadrže samo ugljenik i vodonik.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o celuloznim biogorivima.