Es gibt verschiedene Arten von Biokraftstoffen, die aus Rohstoffen stammen, die regeneriert werden können. Heute werden wir darüber reden Zellulose-Biokraftstoffe. Diese Art von Kraftstoff stammt aus schnell wachsenden landwirtschaftlichen Rückständen, Holz und Gräsern, die in eine Vielzahl von Biokraftstoffen einschließlich Düsentreibstoffen umgewandelt werden können.
In diesem Artikel werden wir beschreiben, was Biokraftstoffe auf Zellulosebasis sind und welche Eigenschaften sie haben.
Was sind Biokraftstoffe auf Zellulosebasis?
Für die heutige Gesellschaft sollte klar sein, dass wir aus der Ölsphäre herauskommen müssen. Die Abhängigkeit von diesem fossilen Brennstoff birgt unerträgliche Risiken für die nationale, wirtschaftliche oder ökologische Sicherheit. Das derzeitige Wirtschaftsmodell stoppt jedoch nicht deren Verwendung Fossile Brennstoffe. Um neue erneuerbare Energiequellen zu finden, muss ein neues Mittel entdeckt werden, das die weltweite Fahrzeugflotte antreiben kann, da dies die Hauptquelle für Treibhausgasemissionen in die Atmosphäre ist.
Sie können Biokraftstoffe praktisch aus allem destillieren, was pflanzlich ist oder war. Die der ersten Generation stammen aus essbarer Biomasse, hauptsächlich Mais und Sojabohnen, Zuckerrohr und Rüben. Sie sind die Früchte, die in einem Wald potenzieller Biokraftstoffe am meisten zur Hand sind, da die notwendige Technik, die erforderlich ist, um sie zu extrahieren, überwiegt.
Das muss man sagen Diese Biokraftstoffe sind im Laufe der Zeit keine dauerhafte Lösung. Ein vorhandenes Ackerland ist notwendig und es könnten nur Biokraftstoffe produziert werden, um 10% des gesamten Flüssigbrennstoffbedarfs der am weitesten entwickelten Länder zu decken. Durch die Forderung nach größeren Ernten wird Viehfutter teurer und kostet einige Lebensmittel, wenn auch nicht so viel oder wie die Presse vor einigen Jahren angenommen hätte. Sobald die in den Biokraftstoffen der ersten Generation enthaltenen Gesamtemissionen berücksichtigt sind, ist dies nicht mehr so umweltfreundlich, wie wir es uns wünschen.
Treibhausgasemissionsbilanz
Dieser Nachteil im Gleichgewicht der Treibhausgase in die Atmosphäre zwischen Absorption und Erzeugung kann durch die Verwendung von Biokraftstoffen der zweiten Generation, die aus Zellulosematerialien gewonnen werden, verringert werden. Diese Cellulosematerialien sind: Holzreste wie Sägemehl und Baurückstände, landwirtschaftliche wie Maisstängel und Weizenstrohhalme. Wir finden auch Energiepflanzen, dh Pflanzen, die ein schnelles Wachstum aufweisen und Material in Gas enthalten oder speziell für die Herstellung von Biokraftstoffen ausgesät werden.
Der Hauptvorteil dieser Energiepflanzen besteht darin, dass sie während ihrer Produktion nur wenige kosten. Nur reichlich vorhanden und hat keinen Einfluss auf die Lebensmittelproduktion, was von entscheidender Bedeutung ist, um dies zu berücksichtigen. Die meisten Energiepflanzen können auf Randflächen angebaut werden, die nicht für die Landwirtschaft genutzt werden. Einige dieser erneuerbaren Weiden mit kurzer Fruchtfolge können den Boden während des Wachstums dekontaminieren.
Herstellung von Biokraftstoffen auf Zellulosebasis
Riesige Mengen an Biomasse können nachhaltig für die Kraftstoffproduktion geerntet werden. Es gibt einige Studien, die bestätigen, dass zumindest in den Vereinigten Staaten mindestens 1.200 Millionen Tonnen trockene Zellulosebiomasse pro Jahr produziert werden können, ohne dass dies die für den menschlichen Verzehr, das Vieh und den Export verfügbare Biomasse verringert. Mit diesem Pro Jahr konnten mehr als 400.000 Millionen Liter Biokraftstoffe gewonnen werden. Diese Menge entspricht der Hälfte des aktuellen Jahresverbrauchs an Benzin und Diesel in den Vereinigten Staaten.
Diese erzeugte Biomasse kann in jede Art von Biokraftstoff umgewandelt werden: Ethanol, gewöhnliches Benzin, Diesel und sogar Düsentreibstoff. Fermentierte Maiskörner sind viel leichter zu zersetzen als gespendete Zellulosestiele, aber in letzter Zeit wurden große Fortschritte erzielt. Chemieingenieure verfügen über leistungsstarke quantenchemische Computermodelle, mit denen Strukturen aufgebaut werden können, mit denen Reaktionen auf atomarer Ebene gesteuert werden können. Diese Untersuchungen sollen bald die Umwandlungstechniken auf die Raffinerie-Arena ausweiten. Die Ära des Zellulosebrennstoffs ist jetzt in greifbarer Nähe.
Schließlich besteht der natürliche Zweck von Cellulose darin, die Struktur einer Pflanze zu bilden. Diese Struktur besteht aus starren Gerüsten aus verriegelten Molekülen, die das vertikale Wachstum unterstützen und dem biologischen Zerfall hartnäckig widerstehen. Um die Energie freizusetzen, die Cellulose enthält, um den durch die Evolution erzeugten molekularen Knoten zu entwirren.
Stromerzeugungsprozess durch Zellulosebiomasse
Der Prozess beginnt mit der Zerlegung fester Biomasse in kleinere Moleküle. Diese Moleküle werden weiter verfeinert, um Brennstoffe zu haben. Die Methoden werden normalerweise nach Temperatur klassifiziert. Wir haben die folgenden Methoden:
- Die Niedertemperaturmethode: Diese Methode arbeitet mit Temperaturen zwischen 50 und 200 Grad und erzeugt Zucker, die zu Ethanol und anderen Kraftstoffen fermentieren können. Dies geschieht ähnlich wie bei der derzeitigen Behandlung von Mais und Zuckerrohr.
- Die Hochtemperaturmethode: Diese Methode arbeitet bei Temperaturen zwischen 300 und 600 Grad und es wird ein Bioöl erhalten, das zur Herstellung von Benzin oder Diesel raffiniert werden kann.
- Die sehr hohe Temperaturmethode: Diese Methode funktioniert bei Temperaturen über 700 Grad. Bei diesem Vorgang wird ein Gas erzeugt, das in flüssigen Kraftstoff umgewandelt werden kann.
Derzeit ist nicht bekannt, mit welcher Methode die maximale Menge an gespeicherter Energie aus flüssigem Kraftstoff zu möglichst geringen Kosten umgewandelt wird. Für verschiedene Zellulose-Biomassematerialien müssen möglicherweise unterschiedliche Wege beschritten werden. Behandlung zu Hohe Temperaturen könnten für Wälder optimal sein, während niedrige Temperaturen für Gräser am besten wären. Es hängt alles von der Materialmenge ab, die reduziert werden muss, um den Biokraftstoff zu erzeugen.
Zusammenfassend besteht Cellulose aus Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Wasserstoffatomen. Benzin besteht seinerseits aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Die Umwandlung von Cellulose in Biokraftstoffe besteht dann darin, den Sauerstoff aus der Cellulose zu entfernen, um Moleküle mit hoher Energiedichte zu erhalten, die nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über Zellulose-Biokraftstoffe erfahren können.