Существуют различные типы биотоплива, получаемые из сырья, которое можно регенерировать. Сегодня мы поговорим о целлюлозное биотопливо. Этот вид топлива поступает из быстрорастущих сельскохозяйственных остатков, древесины и трав, которые можно преобразовать в различные виды биотоплива, включая топливо для реактивных двигателей.
В этой статье мы расскажем, что такое целлюлозное биотопливо и какими характеристиками оно обладает.
Что такое целлюлозное биотопливо
Современному обществу должно быть ясно, что мы должны уйти из нефтяной сферы. Зависимость от этого ископаемого топлива представляет собой недопустимый риск для национальной, экономической или экологической безопасности.. Однако нынешняя экономическая модель не останавливает использование этих ископаемые виды топлива. Чтобы найти новые источники возобновляемой энергии, необходимо открыть новый агент, способный привести в движение мировой парк транспортных средств, поскольку это основной источник выбросов парниковых газов в атмосферу.
Вы можете практически перегонять биотопливо из всего, что было или когда-либо было растительным. Те, что относятся к первому поколению, производятся из пищевой биомассы, в основном из кукурузы и сои, сахарного тростника и свеклы. Это наиболее подходящие фрукты в лесу потенциальных биотоплив, поскольку преобладает необходимая техника, необходимая для их извлечения.
Надо сказать, что это биотопливо не является надежным решением с течением времени. Существующие пахотные земли необходимы, и только биотопливо может быть произведено, чтобы покрыть 10% всех потребностей в жидком топливе наиболее развитых стран. Из-за требований к более крупным урожаям корма для скота становятся дороже и из-за цен на некоторые продукты питания, хотя и не так сильно, как думала пресса несколько лет назад. Если учесть общие выбросы, содержащиеся в биотопливе первого поколения, это не так полезно для окружающей среды, как нам хотелось бы.
Баланс выбросов парниковых газов
Этот недостаток баланса парниковых газов в атмосферу между поглощением и генерацией может быть устранен за счет использования биотоплива второго поколения, получаемого из целлюлозных материалов. Эти целлюлозные материалы: древесные отходы, такие как опилки и строительные остатки, сельскохозяйственные, такие как стебли кукурузы и пшеничная солома. Мы также находим энергетические культуры, то есть растения, которые имеют быстрый рост и имеют газообразный материал или специально посеяны для производства биотоплива.
Основное преимущество этих энергетических культур заключается в том, что они не требуют больших затрат при выращивании. Только в изобилии и не влияет на производство продуктов питания, что жизненно важно учитывать. Большинство энергетических культур можно выращивать на маргинальных землях, которые не используются для сельского хозяйства. Некоторые из этих возобновляемых культур ивы с коротким оборотом могут обеззараживать почву по мере роста.
Производство целлюлозного биотоплива
Для производства топлива можно устойчиво собирать огромное количество биомассы. Некоторые исследования подтверждают, что, по крайней мере, в Соединенных Штатах может производиться не менее 1.200 миллионов тонн сухой целлюлозной биомассы в год без сокращения биомассы, доступной для потребления людьми, животноводства и экспорта. С этим можно получить более 400.000 XNUMX миллионов литров биотоплива в год. Эта сумма эквивалентна половине текущего годового потребления бензина и дизельного топлива в Соединенных Штатах.
Эта произведенная биомасса может быть преобразована в любой тип биотоплива: этанол, обычный бензин, дизельное топливо и даже авиакеросин. Ферментированные зерна кукурузы разрушить гораздо легче, чем пожертвованные стебли целлюлозы, но в последнее время был достигнут значительный прогресс. У инженеров-химиков есть мощные квантово-химические компьютерные модели, позволяющие создавать структуры, способные управлять реакциями на атомном уровне. Эти исследования призваны в ближайшее время распространить технологии конверсии на арену нефтепереработки. Эра целлюлозного топлива теперь близка к нам.
Ведь естественное предназначение целлюлозы - формировать структуру растения. Эта структура состоит из жестких каркасов из заблокированных молекул, которые поддерживают вертикальный рост и стойко сопротивляются биологическому распаду. Чтобы высвободить энергию, содержащуюся в целлюлозе, чтобы распутать молекулярный узел, созданный эволюцией.
Процесс производства энергии из целлюлозной биомассы
Процесс начинается с расщепления твердой биомассы на более мелкие молекулы. Эти молекулы дополнительно очищаются для получения топлива. Методы обычно классифицируются по температуре. У нас есть следующие методы:
- Низкотемпературный метод: Этот метод работает при температурах от 50 до 200 градусов и производит сахар, способный к брожению в этанол и другие виды топлива. Это происходит примерно так же, как и при нынешней обработке кукурузы и сахарного тростника.
- Высокотемпературный метод: Этот метод работает при температурах от 300 до 600 градусов, и получается биомасло, которое можно переработать для производства бензина или дизельного топлива.
- Метод очень высоких температур: Этот способ работает при температуре выше 700 градусов. В ходе этой операции образуется газ, который можно преобразовать в жидкое топливо.
На данный момент неизвестно, какой метод позволяет преобразовать максимальное количество накопленной энергии из жидкого топлива с минимально возможными затратами. Для разных материалов целлюлозной биомассы могут потребоваться разные пути. Лечение высокие температуры могут быть оптимальными для леса, а низкие - для травы. Все зависит от количества материала, которое необходимо уменьшить, чтобы получить биотопливо.
Таким образом, целлюлоза состоит из атомов углерода, кислорода и водорода. Бензин, в свою очередь, состоит из углерода и водорода. Таким образом, преобразование целлюлозы в биотопливо заключается в удалении кислорода из целлюлозы для получения молекул с высокой плотностью энергии, содержащих только углерод и водород.
Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о целлюлозном биотопливе.