Yra įvairių rūšių biokuras, gaunamas iš žaliavos, kurią galima regeneruoti. Šiandien mes kalbėsime apie tai celiuliozinis biokuras. Šios rūšies kuras gaunamas iš greitai augančių žemės ūkio likučių, medienos ir žolių, kuriuos galima paversti įvairiais biodegalais, įskaitant reaktyvinius degalus.
Šiame straipsnyje aprašysime, kas yra celiuliozinis biokuras ir kokias savybes jie turi.
Kas yra celiuliozinis biokuras
Šiandieninei visuomenei turėtų būti aišku, kad turime išeiti iš naftos sferos. Priklausomybė nuo šio iškastinio kuro kelia nepakeliamą riziką nacionaliniam, ekonominiam ar aplinkos saugumui. Tačiau dabartinis ekonominis modelis nesustabdo jų naudojimo iškastinį kurą. Norint rasti naujų atsinaujinančios energijos šaltinių, būtina atrasti naują agentą, galintį paskatinti pasaulio transporto priemonių parką, nes tai yra pagrindinis šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo į atmosferą šaltinis.
Praktiškai galite distiliuoti biokurą iš visko, kas yra ar kada nors buvo daržovė. Pirmosios kartos atstovai gauna valgomosios biomasės, daugiausia kukurūzų ir sojos pupelių, cukranendrių ir burokėlių. Jie yra vaisiai, kuriuos labiausiai galima rasti biokuro miške, nes vyrauja būtina jų išgauti reikalinga technika.
Reikia pasakyti taip šie biodegalai laikui bėgant nėra patvarus sprendimas. Esama ariama žemė yra būtina ir tik biodegalus būtų galima gaminti, kad būtų patenkinta 10% visų labiausiai išsivysčiusių šalių skystojo kuro poreikių. Reikalaujant didesnio derliaus, gyvulių pašarai brangsta ir priklauso nuo kai kurių maisto produktų kainų, nors ir ne tiek, kiek spauda patikėtumėte prieš kelerius metus. Apskaičiavus bendrą išmetamą kiekį pirmosios kartos biokure, tai nėra taip naudinga aplinkai, kaip mes norėtume.
Šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo balansas
Šį šiltnamio efektą sukeliančių dujų į atmosferą pusiausvyros tarp absorbcijos ir susidarymo trūkumą galima sušvelninti naudojant antrosios kartos biodegalus, gaunamus iš celiuliozinių medžiagų. Šios celiuliozinės medžiagos yra: medienos liekanos, tokios kaip pjuvenos ir statybinės liekanos, žemės ūkio, pavyzdžiui, kukurūzų stiebai ir kviečių šiaudai. Taip pat randame energetinių augalų, tai yra augalų, kurie greitai auga ir turi medžiagų dujose arba yra specialiai pasėti biodegalams gaminti.
Pagrindinis šių energetinių augalų pranašumas yra tas, kad jų gamybos metu jie kainuoja nedaug. Tik gausu ir neturi įtakos maisto gamybai, į kurią būtina atsižvelgti. Daugiausia energetinių augalų galima auginti ribinėje žemėje, kuri nėra naudojama ūkininkavimui. Kai kurie iš šių trumpo kaitumo atsinaujinančių gluosnių pasėlių gali užteršti dirvą augdami.
Celiuliozinio biokuro gamyba
Kurui gaminti galima tvariai surinkti didžiulius biomasės kiekius. Yra keletas tyrimų, kurie patvirtina, kad bent jau Jungtinėse Valstijose per metus galima pagaminti mažiausiai 1.200 milijonų tonų sausos celiuliozės biomasės, nesumažinant žmonių maistui, gyvuliams ir eksportui skirtos biomasės. Su šiuo per metus būtų galima gauti daugiau nei 400.000 XNUMX milijonų litrų biokuro. Ši suma atitinka pusę dabartinio metinio benzino ir dyzelino suvartojimo JAV.
Ši sukurta biomasė gali būti paversta bet kokio tipo biokuru: etanolio, įprasto benzino, dyzelino ir net reaktyvinio kuro. Raugintus kukurūzų branduolius yra daug lengviau suskaidyti nei paaukotus celiuliozės stiebus, tačiau pastaruoju metu padaryta didelė pažanga. Chemijos inžinieriai turi galingus kvantinės chemijos kompiuterinius modelius, kad būtų galima sukurti struktūras, galinčias kontroliuoti reakcijas atominiame lygyje. Šiais tyrimais siekiama greitai išplėsti konversijos metodus į naftos perdirbimo areną. Celiuliozės epocha dabar yra mūsų žinioje.
Juk natūrali celiuliozės paskirtis yra formuoti augalo struktūrą. Ši struktūra susideda iš standžių užrakintų molekulių karkasų, palaikančių vertikalų augimą, kurie atkakliai priešinasi biologiniam irimui. Siekiant išlaisvinti celiuliozės energiją, norint išnarplioti evoliucijos sukurtą molekulinį mazgą.
Elektros energijos gamybos procesas naudojant celiuliozinę biomasę
Procesas prasideda skaidant kietąją biomasę į mažesnes molekules. Šios molekulės toliau rafinuojamos, kad turėtų kurą. Metodai paprastai skirstomi pagal temperatūrą. Mes turime šiuos metodus:
- Žemos temperatūros metodas: Šis metodas veikia esant temperatūrai nuo 50 iki 200 laipsnių ir gamina cukrų, galintį fermentuotis į etanolį ir kitus degalus. Tai vyksta panašiai kaip ir dabartinis kukurūzų bei cukranendrių pasėlių gydymas.
- Aukštos temperatūros metodas: Šis metodas veikia esant 300–600 laipsnių temperatūrai ir gaunama bioaliejus, kurį galima rafinuoti gaminant benziną ar dyzeliną.
- Labai aukštos temperatūros metodas: Šis metodas veikia esant aukštesnei nei 700 laipsnių temperatūrai. Atliekant šią operaciją susidaro dujos, kurias galima paversti skystu kuru.
Kol kas nežinoma, kuris metodas pavers didžiausią sukauptą skystojo kuro energijos kiekį kuo mažesnėmis sąnaudomis. Skirtingoms celiuliozės biomasės medžiagoms gali tekti eiti skirtingais keliais. Gydymas iki aukšta temperatūra gali būti optimali miškui, o žolė - žolėms. Viskas priklauso nuo medžiagos kiekio, kurį reikia sumažinti norint pagaminti biokurą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad celiuliozę sudaro anglies, deguonies ir vandenilio atomai. Savo ruožtu benzinas susideda iš anglies ir vandenilio. Celiuliozė virsta biokuru sudaro deguonies pašalinimas iš celiuliozės ir gaunamos didelio tankio molekulės, kuriose yra tik anglies ir vandenilio.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galėsite sužinoti daugiau apie celiuliozinį biokurą.