Esistono diversi tipi di biocarburanti che provengono da materie prime che possono essere rigenerate. Oggi ne parleremo biocarburanti cellulosici. Questo tipo di carburante proviene da residui agricoli in rapida crescita, legno ed erba che possono essere trasformati in una varietà di biocarburanti, compresi i carburanti per aviogetti.
In questo articolo descriveremo cosa sono i biocarburanti cellulosici e quali caratteristiche hanno.
Cosa sono i biocarburanti cellulosici
Per la società odierna dovrebbe essere chiaro che dobbiamo uscire dalla sfera petrolifera. La dipendenza da questo combustibile fossile pone rischi intollerabili per la sicurezza nazionale, economica o ambientale. Tuttavia, l'attuale modello economico non ne impedisce l'utilizzo combustibili fossili. Per trovare nuove fonti di energia rinnovabile, è necessario scoprire un nuovo agente in grado di spingere la flotta mondiale di veicoli, poiché questa è la principale fonte di emissioni di gas serra in atmosfera.
Puoi praticamente distillare i biocarburanti da qualsiasi cosa sia o sia mai stata vegetale. Quelli della prima generazione provengono da biomassa commestibile, principalmente mais e soia, canna da zucchero e barbabietola, tra gli altri. Sono i frutti più a portata di mano in una foresta di potenziali biocarburanti poiché predomina la tecnica necessaria per estrarli.
Va detto questo questi biocarburanti non sono una soluzione durevole nel tempo. È necessaria una terra arabile esistente e si potrebbero produrre solo biocarburanti per coprire il 10% di tutto il fabbisogno di combustibili liquidi dei paesi più sviluppati. Chiedendo raccolti più grandi, l'alimentazione del bestiame diventa più costosa e sui prezzi di alcuni alimenti, anche se non così tanto o come la stampa vorrebbe far credere qualche anno fa. Una volta che si tiene conto delle emissioni totali contenute nei biocarburanti di prima generazione, non è così vantaggioso per l'ambiente come vorremmo che fosse.
Bilancio delle emissioni di gas serra
Questo inconveniente nell'equilibrio dei gas serra nell'atmosfera tra assorbimento e generazione può essere alleviato con l'uso di biocarburanti di seconda generazione derivati da materiali cellulosici. Questi materiali cellulosici sono: residui di legno come segatura e residui di costruzione, agricoli come stocchi di mais e paglia di grano. Troviamo anche colture energetiche, cioè piante che hanno una crescita rapida e hanno materiale in gas o appositamente seminato per la produzione di biocarburanti.
Il vantaggio principale di queste colture energetiche è che costano poco durante la loro produzione. Solo abbondante e non influisce sulla produzione alimentare, che è di vitale importanza tenere in considerazione. La maggior parte delle colture energetiche può essere coltivata su terreni marginali non utilizzati per l'agricoltura. Alcune di queste colture di salici rinnovabili a rotazione breve possono decontaminare il suolo durante la crescita.
Produzione di biocarburanti cellulosici
Enormi quantità di biomassa possono essere raccolte in modo sostenibile per la produzione di carburante. Ci sono alcuni studi che affermano che, almeno, negli Stati Uniti, si possono produrre almeno 1.200 milioni di tonnellate di biomassa cellulosica secca all'anno senza che ciò riduca la biomassa disponibile per il consumo umano, il bestiame e le esportazioni. Con questo si potrebbero ottenere più di 400.000 milioni di litri di biocarburanti all'anno. Questo importo equivale alla metà dell'attuale consumo annuale di benzina e diesel negli Stati Uniti.
Questa biomassa generata può essere convertita in qualsiasi tipo di biocarburante: etanolo, benzina normale, diesel e persino carburante per aviogetti. È molto più facile fermentare i chicchi di mais che decomporre i gambi di cellulosa donati, ma ultimamente sono stati fatti grandi progressi. Gli ingegneri chimici dispongono di potenti modelli di computer chimici quantistici per costruire strutture in grado di controllare le reazioni a livello atomico. Queste indagini hanno lo scopo di estendere presto le tecniche di conversione al campo delle raffinerie. L'era del carburante cellulosico è ora alla nostra portata.
Dopotutto, lo scopo naturale della cellulosa è formare la struttura di una pianta. Questa struttura è costituita da impalcature rigide di molecole bloccate che supportano la crescita verticale che resistono tenacemente al decadimento biologico. Per liberare l'energia contenuta nella cellulosa per sciogliere il nodo molecolare creato dall'evoluzione.
Processo di generazione di energia tramite biomasse cellulosiche
Il processo inizia scomponendo la biomassa solida in molecole più piccole. Queste molecole sono ulteriormente raffinate per avere combustibili. I metodi sono generalmente classificati in base alla temperatura. Abbiamo i seguenti metodi:
- Il metodo a bassa temperatura: Questo metodo funziona con temperature comprese tra 50 e 200 gradi e produce zuccheri in grado di fermentare in etanolo e altri combustibili. Ciò si verifica più o meno allo stesso modo dell'attuale trattamento utilizzato per i raccolti di mais e canna da zucchero.
- Il metodo ad alta temperatura: Questo metodo funziona a temperature comprese tra 300 e 600 gradi e si ottiene un bioolio che può essere raffinato per produrre benzina o diesel.
- Il metodo della temperatura molto alta: Questo metodo funziona a temperature superiori a 700 gradi. In questa operazione viene generato un gas che può essere trasformato in combustibile liquido.
Per ora, non è noto quale sia il metodo che convertirà la quantità massima di energia immagazzinata dal combustibile liquido al minor costo possibile. Potrebbe essere necessario seguire percorsi diversi per diversi materiali di biomassa cellulosica. Trattamento a le alte temperature potrebbero essere ottimali per i boschi, mentre le basse temperature funzionerebbero meglio per le erbe. Tutto dipende dalla quantità di materiale che deve essere ridotta per generare il biocarburante.
In sintesi, la cellulosa è composta da atomi di carbonio, ossigeno e idrogeno. La benzina, da parte sua, è composta da carbonio e idrogeno. La conversione della cellulosa in biocarburanti consiste, quindi, nell'eliminazione dell'ossigeno dalla cellulosa per ottenere molecole ad alta densità energetica che contengono solo carbonio e idrogeno.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sui biocarburanti cellulosici.