Cellulosehoudende biobrandstoffen

Cellulosehoudende biobrandstoffen

Er zijn verschillende soorten biobrandstoffen die afkomstig zijn van grondstoffen die kunnen worden geregenereerd. Vandaag gaan we erover praten cellulosehoudende biobrandstoffen. Dit type brandstof is afkomstig van snelgroeiende landbouwresten, hout en grassen die kunnen worden omgezet in een verscheidenheid aan biobrandstoffen, waaronder vliegtuigbrandstoffen.

In dit artikel gaan we beschrijven wat cellulose-biobrandstoffen zijn en welke eigenschappen ze hebben.

Wat zijn cellulose-biobrandstoffen

cellulose

Voor de huidige samenleving moet het duidelijk zijn dat we uit de oliesfeer moeten komen. Afhankelijkheid van deze fossiele brandstof vormt onaanvaardbare risico's voor de nationale, economische of ecologische veiligheid. Het huidige economische model houdt het gebruik ervan echter niet tegen fossiele brandstoffen. Om nieuwe bronnen van hernieuwbare energie te vinden, is het nodig om een ​​nieuw middel te vinden dat in staat is om het wereldpark van voertuigen voort te drijven, aangezien dit de belangrijkste bron van broeikasgasemissies in de atmosfeer is.

Biobrandstoffen kun je praktisch distilleren uit alles wat plantaardig is of ooit is geweest. Die van de eerste generatie zijn afkomstig van eetbare biomassa, voornamelijk maïs en sojabonen, suikerriet en bieten. Het zijn de vruchten die het meest voorhanden zijn in een bos van potentiële biobrandstoffen, aangezien de noodzakelijke techniek die nodig is om ze te winnen, de boventoon voert.

Dat moet gezegd worden deze biobrandstoffen zijn op termijn geen duurzame oplossing. Een bestaand bouwland is nodig en alleen biobrandstoffen zouden kunnen worden geproduceerd om 10% van alle vloeibare brandstofbehoeften van de meest ontwikkelde landen te dekken. Door grotere oogsten te eisen, wordt veevoer duurder en op de prijzen van sommige kruidenierswaren, hoewel niet zo hoog als de pers een paar jaar geleden zou doen geloven. Als de totale uitstoot van de biobrandstoffen van de eerste generatie eenmaal is verrekend, is dat niet zo gunstig voor het milieu als we zouden willen.

Evenwicht van broeikasgasemissies

Suikerriet

Dit nadeel in de balans van broeikasgassen in de atmosfeer tussen absorptie en opwekking kan worden verlicht door het gebruik van biobrandstoffen van de tweede generatie die zijn afgeleid van cellulosematerialen. Deze cellulosematerialen zijn: houtresten zoals zaagsel en bouwresten, landbouwproducten zoals maïsstengels en tarwestro. We vinden ook energiegewassen, dat wil zeggen planten die snel groeien en materiaal in gas hebben of specifiek zijn ingezaaid voor de productie van biobrandstoffen.

Het belangrijkste voordeel van deze energiegewassen is dat ze weinig kosten tijdens hun productie. Alleen overvloedig en hebben geen invloed op de voedselproductie, wat van vitaal belang is om rekening mee te houden. De meeste energiegewassen kunnen worden verbouwd op marginale gronden die niet voor landbouw worden gebruikt. Sommige van deze hernieuwbare wilgengewassen met een korte omlooptijd kunnen de grond tijdens de groei ontsmetten.

Productie van biobrandstoffen op cellulosebasis

Biobrandstof materiaal

Enorme hoeveelheden biomassa kunnen duurzaam worden geoogst voor brandstofproductie. Er zijn enkele onderzoeken die bevestigen dat, in ieder geval in de Verenigde Staten, ten minste 1.200 miljoen ton droge cellulosehoudende biomassa per jaar kan worden geproduceerd zonder dat dit de beschikbare biomassa voor menselijke consumptie, vee en export vermindert. Hiermee er zou meer dan 400.000 miljoen liter biobrandstoffen per jaar kunnen worden gewonnen. Dit bedrag komt overeen met de helft van het huidige jaarlijkse verbruik van benzine en diesel in de Verenigde Staten.

Deze gegenereerde biomassa kan worden omgezet in elk type biobrandstof: ethanol, gewone benzine, diesel en zelfs vliegtuigbrandstof. Het is veel gemakkelijker om maïskorrels te fermenteren dan om de gedoneerde cellulosestengels af te breken, maar de laatste tijd is er grote vooruitgang geboekt. Chemische ingenieurs hebben krachtige kwantumchemische computermodellen om structuren te bouwen die reacties op atomair niveau kunnen sturen. Deze onderzoeken zijn bedoeld om de conversietechnieken binnenkort uit te breiden naar de raffinaderij. Het tijdperk van cellulosebrandstof ligt nu binnen handbereik.

Het natuurlijke doel van cellulose is immers om de structuur van een plant te vormen. Deze structuur bestaat uit stijve steigers van vergrendelde moleculen die verticale groei ondersteunen die hardnekkig weerstand bieden aan biologisch verval. Om de energie vrij te maken die cellulose bevat om de moleculaire knoop die door evolutie is ontstaan, te ontwarren.

Energieopwekkingsproces door middel van cellulose-biomassa

Het proces begint met het afbreken van vaste biomassa in kleinere moleculen. Deze moleculen worden verder verfijnd om brandstoffen te hebben. De methoden zijn meestal ingedeeld op temperatuur. We hebben de volgende methoden:

  • De lage temperatuurmethode: Deze methode werkt met temperaturen tussen de 50 en 200 graden en produceert suikers die kunnen fermenteren tot ethanol en andere brandstoffen. Dit gebeurt op vrijwel dezelfde manier als de huidige behandeling die wordt gebruikt voor maïs en suikerrietgewassen.
  • De methode op hoge temperatuur: Deze methode werkt bij temperaturen tussen 300 en 600 graden en er wordt een bio-olie verkregen die kan worden verfijnd tot benzine of diesel.
  • De methode op zeer hoge temperatuur: Deze methode werkt bij temperaturen boven de 700 graden. Bij deze bewerking wordt een gas gegenereerd dat kan worden omgezet in vloeibare brandstof.

Het is voorlopig niet bekend welke methode de maximale hoeveelheid opgeslagen energie uit vloeibare brandstof tegen zo laag mogelijke kosten zal omzetten. Mogelijk moeten verschillende paden worden gevolgd voor verschillende cellulosehoudende biomassamaterialen. Behandeling aan hoge temperaturen zijn wellicht optimaal voor hout, terwijl lage temperaturen het beste werken voor grassen. Het hangt allemaal af van de hoeveelheid materiaal die moet worden verminderd om de biobrandstof te produceren.

Samengevat bestaat cellulose uit koolstof-, zuurstof- en waterstofatomen. Benzine bestaat op zijn beurt uit koolstof en waterstof. De omzetting van cellulose in biobrandstoffen bestaat dan uit het verwijderen van zuurstof uit de cellulose om moleculen met een hoge energiedichtheid te verkrijgen die alleen koolstof en waterstof bevatten.

Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over cellulosehoudende biobrandstoffen.


De inhoud van het artikel voldoet aan onze principes van redactionele ethiek. Klik op om een ​​fout te melden hier.

Wees de eerste om te reageren

Laat je reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

*

*

  1. Verantwoordelijk voor de gegevens: Miguel Ángel Gatón
  2. Doel van de gegevens: Controle SPAM, commentaarbeheer.
  3. Legitimatie: uw toestemming
  4. Mededeling van de gegevens: De gegevens worden niet aan derden meegedeeld, behalve op grond van wettelijke verplichting.
  5. Gegevensopslag: database gehost door Occentus Networks (EU)
  6. Rechten: u kunt uw gegevens op elk moment beperken, herstellen en verwijderen.