Ir dažādi biodegvielu veidi, ko iegūst no izejvielām, kuras var atjaunot. Šodien mēs parunāsim celulozes biodegviela. Šāda veida degviela nāk no ātri augošām lauksaimniecības atliekām, koksnes un zālājiem, kurus var pārveidot par dažādām biodegvielām, ieskaitot reaktīvo degvielu.
Šajā rakstā mēs aprakstīsim, kādas ir celulozes biodegvielas un kādas ir to īpašības.
Kas ir celulozes biodegviela
Mūsdienu sabiedrībai vajadzētu būt skaidram, ka mums ir jāiziet no naftas sfēras. Atkarība no šīs fosilās degvielas rada nepieļaujamu risku valsts, ekonomiskajai vai vides drošībai. Tomēr pašreizējais ekonomiskais modelis neaptur to izmantošanu fosilo kurināmo. Lai atrastu jaunus atjaunojamās enerģijas avotus, ir jāatrod jauns līdzeklis, kas spēj virzīt pasaules transportlīdzekļu parku, jo tas ir galvenais siltumnīcefekta gāzu emisijas avots atmosfērā.
Biodegvielu var praktiski destilēt no visa, kas ir vai ir bijis dārzenis. Pirmās paaudzes pārstāvji ir no ēdamas biomasas, galvenokārt no kukurūzas un sojas pupām, cukurniedrēm un bietēm. Tie ir augļi, kas vairāk ir pieejami potenciālās biodegvielas mežā, jo dominē nepieciešamais paņēmiens, kas vajadzīgs to ieguvei.
Jāsaka tā šīs biodegvielas laika gaitā nav izturīgs risinājums. Esoša aramzeme ir nepieciešama, un tikai biodegvielu varētu ražot, lai segtu 10% no visām attīstītāko valstu šķidrā kurināmā vajadzībām. Pieprasot lielākas kultūras, lopbarība kļūst dārgāka un par dažu pārtikas produktu cenām, lai gan ne tik daudz vai kā presei jūs ticētu pirms dažiem gadiem. Kad pirmās kopējās biodegvielas kopējās emisijas ir uzskaitītas, videi tas nav tik izdevīgi, kā mēs to vēlētos.
Siltumnīcefekta gāzu emisiju bilance
Šo siltumnīcefekta gāzu bilances trūkumu atmosfērā starp absorbciju un radīšanu var mazināt, izmantojot otrās paaudzes biodegvielu, kas iegūta no celulozes materiāliem. Šie celulozes materiāli ir: koksnes atlikumi, piemēram, zāģu skaidas un celtniecības atlikumi, lauksaimniecības, piemēram, kukurūzas kātiņi un kviešu salmiņi. Mēs atrodam arī enerģētiskās kultūras, tas ir, augus, kuriem ir strauja izaugsme un kuros ir materiāls gāzē vai īpaši sēti biodegvielu ražošanai.
Galvenā šo enerģētisko kultūru priekšrocība ir tā, ka to ražošanas laikā tās maksā maz. Tikai bagātīgs un neietekmē pārtikas ražošanu, kas ir ļoti svarīgi ņemt vērā. Lielāko daļu enerģijas kultūru var audzēt uz zemes, kas netiek izmantota lauksaimniecībai. Dažas no šīm īsās rotācijas atjaunojamām vītolu kultūrām augot var augsni dezinficēt.
Celulozes biodegvielu ražošana
Degvielas ražošanai var ilgtspējīgi iegūt milzīgu daudzumu biomasas. Ir daži pētījumi, kas apstiprina, ka vismaz Amerikas Savienotajās Valstīs gadā var saražot vismaz 1.200 miljonus tonnu sausas celulozes biomasas, nemazinot cilvēku patēriņam, mājlopiem un eksportam pieejamo biomasu. Ar šo gadā varētu iegūt vairāk nekā 400.000 XNUMX miljonus litru biodegvielas. Šī summa ir vienāda ar pusi no pašreizējā gada benzīna un dīzeļdegvielas patēriņa ASV.
Šo radīto biomasu var pārveidot par jebkura veida biodegvielu: etanols, parastais benzīns, dīzeļdegviela un pat reaktīvā degviela. Raudzēt kukurūzas kauliņus ir daudz vieglāk nekā sadalīt saziedotos celulozes kātiņus, taču pēdējā laikā ir panākts liels progress. Ķīmijas inženieriem ir spēcīgi kvantu ķīmisko datoru modeļi, lai izveidotu struktūras, kas spēj kontrolēt reakcijas atomu līmenī. Šo pētījumu mērķis ir drīz paplašināt pārveidošanas paņēmienus arī naftas pārstrādes rūpnīcā. Celulozes degvielas laikmets tagad ir mūsu rīcībā.
Galu galā celulozes dabiskais mērķis ir veidot augu struktūru. Šī struktūra sastāv no stingrām bloķētu molekulu sastatnēm, kas atbalsta vertikālu augšanu, kas izturīgi pretojas bioloģiskajai sabrukšanai. Lai atbrīvotu enerģiju, ko satur celuloze, lai atšķetinātu molekulāro mezglu, ko radījusi evolūcija.
Enerģijas ražošanas process, izmantojot celulozes biomasu
Process sākas ar cietās biomasas sadalīšanu mazākās molekulās. Šīs molekulas tiek tālāk rafinētas, lai iegūtu degvielu. Metodes parasti klasificē pēc temperatūras. Mums ir šādas metodes:
- Zemas temperatūras metode: Šī metode darbojas ar temperatūru no 50 līdz 200 grādiem un rada cukurus, kas spēj fermentēties etanolā un citā degvielā. Tas notiek līdzīgi kā pašreizējā apstrāde, ko izmanto kukurūzas un cukurniedru kultūrām.
- Augstas temperatūras metode: Šī metode darbojas temperatūrā no 300 līdz 600 grādiem, un tiek iegūta bio eļļa, kuru var attīrīt, iegūstot benzīnu vai dīzeļdegvielu.
- Ļoti augstas temperatūras metode: Šī metode darbojas temperatūrā, kas pārsniedz 700 grādus. Šajā operācijā rodas gāze, kuru var pārveidot par šķidro degvielu.
Pagaidām nav zināms, kura ir metode, kas ar zemākajām iespējamām izmaksām pārveidos maksimālo uzkrātās enerģijas daudzumu no šķidrā kurināmā. Dažādiem celulozes biomasas materiāliem var būt jāievēro dažādi ceļi. Ārstēšana līdz augsta temperatūra varētu būt optimāla mežiem, bet zāla temperatūra vislabāk derētu zālājiem. Viss ir atkarīgs no materiāla daudzuma, kas jāsamazina, lai iegūtu biodegvielu.
Rezumējot, celulozi veido oglekļa, skābekļa un ūdeņraža atomi. Savukārt benzīnu veido ogleklis un ūdeņradis. Celulozes pārveidošana par biodegvielu sastāv no skābekļa izvadīšanas no celulozes, iegūstot augsta enerģijas blīvuma molekulas, kas satur tikai oglekli un ūdeņradi.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par celulozes biodegvielām.