Σε ένα πλαίσιο αναδυόμενων πολιτικών για τη μείωση του ποσοστού των εκπομπών CO2 και την επίτευξη κλιματικής ουδετερότητας, οι μεταφορές, που αντιπροσώπευαν το 29% του παγκόσμιου ισοδύναμου CO2 το 2019, χρειάζονται όλες τις πιθανές λύσεις για την προώθηση της απαλλαγής από τον άνθρακα. Μία από αυτές τις λύσεις περιλαμβάνει την αύξηση της παραγωγής και κατανάλωσης βιοκαυσίμων. Πολλοί άνθρωποι δεν ξέρουν τι είναι βιοκαυσίμων δεύτερης και τρίτης γενιάς.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε τι είναι τα βιοκαύσιμα δεύτερης και τρίτης γενιάς, τα χαρακτηριστικά τους, πώς παράγονται και πολλά άλλα.
Πρώτη γενιά
Τα βιοκαύσιμα πρώτης γενιάς είναι ένα είδος καυσίμου που παράγεται από πρώτες ύλες βιολογικής προέλευσης, όπως γεωργικές καλλιέργειες ή δασικά προϊόντα. Αυτά τα βιοκαύσιμα θεωρούνται «πρώτης γενιάς» επειδή ήταν τα πρώτα που αναπτύχθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν σε μεγάλη κλίμακα ως εναλλακτική λύση στα παραδοσιακά ορυκτά καύσιμα, όπως το πετρέλαιο και η βενζίνη.
Ένα από τα πιο κοινά βιοκαύσιμα πρώτης γενιάς είναι η αιθανόλη, που λαμβάνεται κυρίως από καλλιέργειες καλαμποκιού, ζαχαροκάλαμου, τεύτλων και άλλων προϊόντων πλούσια σε σάκχαρα ή άμυλα. Η διαδικασία παραγωγής αιθανόλης περιλαμβάνει τη ζύμωση αυτών των οργανικών υλικών για τη μετατροπή των σακχάρων σε αλκοόλη. Η προκύπτουσα αιθανόλη αναμιγνύεται με βενζίνη σε διαφορετικές αναλογίες και χρησιμοποιείται ως καύσιμο οχημάτων σε πολλά μέρη σε όλο τον κόσμο.
Ένα άλλο βιοκαύσιμο πρώτης γενιάς είναι το βιοντίζελ, το οποίο παράγεται από φυτικά έλαια, όπως σόγια, κραμβέλαιο ή φοινικέλαιο και ζωικά λίπη. Η διαδικασία παραγωγής βιοντίζελ περιλαμβάνει τη μετεστεροποίηση αυτών των ελαίων και λιπών, η οποία τα μετατρέπει σε υγρό καύσιμο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κινητήρες ντίζελ.
Αρχικά, αυτά τα βιοκαύσιμα θεωρήθηκαν μια ελκυστική επιλογή επειδή πρόσφεραν μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας που θα μπορούσε να βοηθήσει μείωση της εξάρτησης από ορυκτά καύσιμα και μετριασμός των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής με τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, έχουν προκύψει ανησυχίες για τη βιωσιμότητά του και τις αρνητικές επιπτώσεις του, όπως ο ανταγωνισμός για γεωργική γη και φυσικούς πόρους, η αποψίλωση των δασών και ο αντίκτυπος στην επισιτιστική ασφάλεια.
Τι είναι τα βιοκαύσιμα δεύτερης και τρίτης γενιάς;
Δεύτερη γενιά
Τα βιοκαύσιμα δεύτερης γενιάς είναι μια εξέλιξη των βιοκαυσίμων πρώτης γενιάς που παράγονται από πρώτες ύλες που δεν προορίζονται για ανθρώπινη κατανάλωση και που παρουσιάζουν μια πιο βιώσιμη και αποτελεσματική προσέγγιση όσον αφορά τους πόρους. Σε αντίθεση με την πρώτη, τα βιοκαύσιμα δεύτερης γενιάς είναι Λαμβάνονται από λιγνοκυτταρινικά υλικά, όπως γεωργικά, δασικά απόβλητα ή μη βρώσιμες καλλιέργειες.
Ένα από τα πιο αξιοσημείωτα είναι η κυτταρινική βιοαιθανόλη. Αυτό παράγεται από την αποσύνθεση της κυτταρίνης, της ημικυτταρίνης και της λιγνίνης που περιέχονται σε φυτικά υλικά όπως π.χ. υπολείμματα καλλιεργειών, άχυρο, ζαχαροκάλαμο βαγάσας και ξύλο. Η διαδικασία παραγωγής είναι πιο περίπλοκη από αυτή της αιθανόλης πρώτης γενιάς, καθώς περιλαμβάνει τη χρήση ενζύμων και μικροοργανισμών για την αποσύνθεση αυτών των κυτταρινικών δομών σε ζυμώσιμα σάκχαρα, τα οποία στη συνέχεια μετατρέπονται σε αιθανόλη. Αυτή η προσέγγιση καθιστά δυνατή την αξιοποίηση υλικών που προηγουμένως θεωρούνταν απόβλητα και ελαχιστοποιεί τον ανταγωνισμό με την παραγωγή τροφίμων.
Ένα άλλο βιοκαύσιμο δεύτερης γενιάς είναι το βιοντίζελ από μη βρώσιμα έλαια, όπως έλαια φυκιών, jatropha και άλλες μη εδώδιμες καλλιέργειες. Αυτά τα έλαια χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιοντίζελ με παρόμοιο τρόπο με το βιοντίζελ πρώτης γενιάς, αλλά χωρίς τη χρήση φυτικών ελαίων για τρόφιμα, γεγονός που μειώνει τον αντίκτυπο στην ασφάλεια των τροφίμων.
Θεωρούνται μια πιο βιώσιμη εναλλακτική λύση σε σχέση με την πρώτη γενιά, καθώς εκμεταλλεύονται πηγές βιομάζας που δεν είναι ανταγωνιστικές με την παραγωγή τροφίμων και μπορούν να συμβάλουν στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Επιπλέον, αυτά τα βιοκαύσιμα έχουν τη δυνατότητα να αξιοποιούν περιθωριακές εκτάσεις και γεωργικά απόβλητα, μειώνοντας έτσι την πίεση στους φυσικούς πόρους και την αποψίλωση των δασών.
Τρίτη γενιά
Τα βιοκαύσιμα τρίτης γενιάς είναι μια πιο προηγμένη και εξειδικευμένη κατηγορία βιοκαυσίμων που παράγονται από μικροοργανισμούς ή φύκια και αντιπροσωπεύουν μια ακόμη πιο βιώσιμη και αποτελεσματική προσέγγιση για την παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας σε σύγκριση με προηγούμενες γενιές. Μία από τις πιο αξιοσημείωτες πηγές βιοκαυσίμων τρίτης γενιάς είναι το βιοντίζελ μικροφυκών.. Σε αυτή τη διαδικασία, συγκεκριμένα στελέχη μικροφυκών αναπτύσσονται σε λίμνες ή αντιδραστήρες και αυτά τα μικροφύκη συσσωρεύουν λιπίδια πλούσια σε λάδι.
Στη συνέχεια, τα έλαια εξάγονται και μετατρέπονται σε βιοντίζελ χρησιμοποιώντας χημικές διαδικασίες παρόμοιες με αυτές που χρησιμοποιούνται για το βιοντίζελ πρώτης και δεύτερης γενιάς. Η καλλιέργεια μικροφυκών προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, καθώς αυτά τα μικρά υδρόβια φυτά μπορούν να αναπτυχθούν σε διαφορετικές συνθήκες, όπως το αλατούχο νερό και τα λύματα, και Δεν ανταγωνίζονται την παραγωγή τροφίμων ούτε καταλαμβάνουν μεγάλες εκτάσεις γης.
Μια άλλη αναδυόμενη τεχνολογία στην παραγωγή βιοκαυσίμων τρίτης γενιάς είναι η παραγωγή προηγμένων υδρογονανθράκων από γενετικά τροποποιημένους μικροοργανισμούς, όπως βακτήρια και ζυμομύκητες. Αυτοί οι μικροοργανισμοί έχουν κατασκευαστεί για να παράγουν ενώσεις που μοιάζουν με υδρογονάνθρακες που βρίσκονται στα ορυκτά καύσιμα, όπως το αργό πετρέλαιο. Καθώς μεγαλώνουν, συσσωρεύουν αυτές τις ενώσεις οι οποίες στη συνέχεια μπορούν να εξαχθούν και να εξευγενιστούν σε βιοκαύσιμα, όπως η συνθετική βενζίνη ή το ντίζελ.
Αυτή η τεχνολογία είναι υπό ανάπτυξη και έχει τη δυνατότητα να προσφέρει μια εξαιρετικά αποδοτική και επεκτάσιμη εναλλακτική λύση στα ορυκτά καύσιμα. Τα βιοκαύσιμα τρίτης γενιάς είναι πολλά υποσχόμενα επειδή δεν βασίζονται μόνο σε μη διατροφικές πηγές και δεν ανταγωνίζονται την παραγωγή τροφίμων, αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιούν οριακή γη ή πόρους που διαφορετικά δεν θα χρησιμοποιούνταν. Επιπλέον, μπορούν να έχουν μικρότερο περιβαλλοντικό αντίκτυπο και να μειώσουν σημαντικά τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Στόχος των βιοκαυσίμων δεύτερης και τρίτης γενιάς
Η σημασία των βιοκαυσίμων δεύτερης και τρίτης γενιάς για τον τομέα των μεταφορών είναι αξιοσημείωτη στο πλαίσιο της φιλοδοξίας μας να επιτύχουμε ελάχιστο μερίδιο 28% των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στις μεταφορές έως το 2030. Γιατί όμως μπορούν να θεωρηθούν ανανεώσιμα καύσιμα;
Όταν καίγονται βιοκαύσιμα σε κινητήρες εσωτερικής καύσης, απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Αυτό απορροφάται ξανά από το φυτό, το οποίο το μετατρέπει σε βιομάζα, με μηδενικό καθαρό ισοζύγιο CO2 στη διαδικασία. Αυτό σημαίνει ότι, παρόλο που οι εκπομπές συνεχίζονται, δεν προστίθενται νέες εκπομπές στην ατμόσφαιρα. Εάν αυτές οι οδοί συνδυαστούν με την τεχνολογία δέσμευσης και αποθήκευσης διοξειδίου του άνθρακα, είναι πιθανές οι αρνητικές εκπομπές.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τα βιοκαύσιμα δεύτερης και τρίτης γενιάς και τα χαρακτηριστικά τους.