Det er forskjellige typer biodrivstoff som kommer fra råvarer som kan regenereres. I dag skal vi snakke om cellulosebiodrivstoff. Denne typen drivstoff kommer fra raskt voksende jordbruksrester, tre og gress som kan forvandles til en rekke biodrivstoffer, inkludert flydrivstoff.
I denne artikkelen skal vi beskrive hva cellulosebiodrivstoff er og hvilke egenskaper de har.
Hva er cellulosebiodrivstoff
For dagens samfunn skal det være klart at vi må komme oss ut av oljesfæren. Avhengighet av dette fossile brenselet utgjør en utålelig risiko for nasjonal, økonomisk eller miljømessig sikkerhet. Den nåværende økonomiske modellen stopper imidlertid ikke bruken av disse fossilt brensel. For å finne nye kilder til fornybar energi, er det nødvendig å oppdage et nytt middel som er i stand til å drive verdensflåten av kjøretøy, siden dette er den viktigste kilden til klimagassutslipp i atmosfæren.
Du kan praktisk talt destillere biodrivstoff fra alt som er eller noen gang har vært vegetabilsk. De fra den første generasjonen kommer fra spiselig biomasse, hovedsakelig mais og soyabønner, sukkerrør og rødbeter. De er fruktene som er mer tilgjengelig i en skog med potensielle biodrivstoffer, siden den nødvendige teknikken som er nødvendig for å utvinne dem dominerer.
Det må sies det disse biodrivstoffene er ikke en holdbar løsning over tid. Et eksisterende dyrkbart land er nødvendig, og bare biodrivstoff kan produseres for å dekke 10% av alt behov for flytende drivstoff i de mest utviklede landene. Ved å kreve større avlinger blir husdyrfôr dyrere og på prisene på noen matvarer, men ikke så mye eller som pressen vil ha du tror for noen få år siden. Når det er tatt høyde for de totale utslippene i første generasjons biodrivstoff, er det ikke så gunstig for miljøet som vi ønsker at det skal være.
Klimagassutslippsbalanse
Denne ulempen i balansen mellom klimagasser i atmosfæren mellom absorpsjon og generering kan lindres ved bruk av andre generasjons biodrivstoff som er avledet fra cellulosematerialer. Disse cellulosematerialene er: tresterester som sagflis og bygningsrester, landbruksprodukter som maisstilker og hvetestrå. Vi finner også energiavlinger, det vil si planter som har en rask vekst og som har materiale i gass eller spesielt sådd for produksjon av biodrivstoff.
Hovedfordelen som disse energiavlingene har, er at de koster få i løpet av produksjonen. Bare rikelig og påvirker ikke matproduksjonen, noe som er viktig å ta i betraktning. De fleste energiavlinger kan dyrkes på marginalt land som ikke brukes til oppdrett. Noen av disse kortvarige fornybare pilavlingene kan dekontaminere jorden når de vokser.
Produksjon av cellulosebiodrivstoff
Store mengder biomasse kan høstes bærekraftig for drivstoffproduksjon. Det er noen studier som bekrefter at det i det minste i USA kan produseres minst 1.200 millioner tonn tørr cellulosebiomasse per år uten at dette reduserer biomassen som er tilgjengelig for konsum, husdyr og eksport. Med dette mer enn 400.000 millioner liter biodrivstoff kan fås per år. Dette beløpet tilsvarer halvparten av dagens årlige forbruk av bensin og diesel i USA.
Denne genererte biomassen kan konverteres til hvilken som helst type biodrivstoff: etanol, vanlig bensin, diesel og til og med flybensin. Det er mye lettere å gjære maiskjerner enn å spalte de donerte cellulosestenglene, men i det siste har det blitt gjort store fremskritt. Kjemiske ingeniører har kraftige kvantekjemiske datamodeller for å bygge strukturer som er i stand til å kontrollere reaksjoner på atomnivå. Disse undersøkelsene er ment å utvide konverteringsteknikker til raffinaderifeltet. Tiden med cellulosebrensel er nå innenfor vår rekkevidde.
Tross alt er det naturlige formålet med cellulose å danne strukturen til en plante. Denne strukturen består av stive stillas av låste molekyler som støtter vertikal vekst som tålefast motstår biologisk forfall. For å frigjøre energien som cellulose inneholder for å løsne den molekylære knuten som evolusjonen skaper.
Kraftproduksjon gjennom cellulosebiomasse
Prosessen begynner med å bryte ned fast biomasse i mindre molekyler. Disse molekylene er videre raffinert for å ha drivstoff. Metodene klassifiseres vanligvis etter temperatur. Vi har følgende metoder:
- Metoden med lav temperatur: Denne metoden fungerer med temperaturer mellom 50 og 200 grader og produserer sukker som kan gjære til etanol og annet drivstoff. Dette skjer på omtrent samme måte som den nåværende behandlingen som brukes for mais- og sukkerrøravlinger.
- Metoden for høy temperatur: Denne metoden fungerer ved temperaturer mellom 300 og 600 grader, og det oppnås en bioolje som kan raffineres for å produsere bensin eller diesel.
- Den veldig høye temperaturmetoden: Denne metoden fungerer ved temperaturer over 700 grader. I denne operasjonen genereres en gass som kan omdannes til flytende drivstoff.
Foreløpig er det ikke kjent hvilken metode som vil konvertere den maksimale mengden lagret energi fra flytende drivstoff til lavest mulig kostnad. Forskjellige veier må kanskje følges for forskjellige cellulosebiomassematerialer. Behandling til høye temperaturer kan være optimale for skog, mens lave temperaturer fungerer best for gress. Alt avhenger av mengden materiale som må reduseres for å generere biodrivstoff.
Oppsummert består cellulose av karbon, oksygen og hydrogenatomer. Bensin består på sin side av karbon og hydrogen. Omdannelsen av cellulose til biodrivstoff består i å eliminere oksygenet fra cellulosen for å oppnå molekyler med høy energitetthet som bare inneholder karbon og hydrogen.
Jeg håper at du med denne informasjonen kan lære mer om cellulosebiodrivstoff.