Nhiên liệu sinh học xenlulo

Nhiên liệu sinh học xenlulo

Có nhiều loại nhiên liệu sinh học khác nhau từ nguyên liệu thô có thể được tái sinh. Hôm nay chúng ta sẽ nói về nhiên liệu sinh học xenlulo. Loại nhiên liệu này được lấy từ phụ phẩm nông nghiệp, gỗ và cỏ phát triển nhanh có thể được biến đổi thành nhiều loại nhiên liệu sinh học bao gồm cả nhiên liệu máy bay phản lực.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ mô tả nhiên liệu sinh học xenlulo là gì và chúng có những đặc điểm gì.

Nhiên liệu sinh học xenlulo là gì

Cellulose

Đối với xã hội ngày nay, rõ ràng là chúng ta phải thoát ra khỏi quả cầu dầu mỏ. Sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch này gây ra những rủi ro không thể chấp nhận được đối với an ninh quốc gia, kinh tế hoặc môi trường. Tuy nhiên, mô hình kinh tế hiện tại không dừng việc sử dụng các nhiên liệu hóa thạch. Để tìm ra các nguồn năng lượng tái tạo mới, cần phải phát hiện ra tác nhân mới có khả năng đẩy đội xe thế giới, vì đây là nguồn chính phát thải khí nhà kính vào khí quyển.

Thực tế, bạn có thể chưng cất nhiên liệu sinh học từ bất cứ thứ gì là thực vật hoặc đã từng là thực vật. Những sản phẩm của thế hệ đầu tiên đến từ sinh khối ăn được, chủ yếu là ngô và đậu nành, mía và củ cải đường, cùng những loại khác. Chúng là thành quả có nhiều hơn trong một rừng nhiên liệu sinh học tiềm năng vì kỹ thuật cần thiết cần thiết để chiết xuất chúng chiếm ưu thế.

Phải nói rằng những nhiên liệu sinh học này không phải là một giải pháp lâu bền theo thời gian. Đất canh tác hiện có là cần thiết và chỉ nhiên liệu sinh học mới có thể được sản xuất để đáp ứng 10% nhu cầu nhiên liệu lỏng của các nước phát triển nhất. Bằng cách yêu cầu cây trồng lớn hơn, thức ăn chăn nuôi trở nên đắt hơn và giá của một số loại thực phẩm, mặc dù không nhiều hoặc như báo chí sẽ tin bạn vài năm trước đây. Một khi tổng lượng phát thải chứa trong nhiên liệu sinh học thế hệ đầu tiên được tính đến, nó sẽ không có lợi cho môi trường như chúng ta mong muốn.

Cân bằng phát thải khí nhà kính

Mía

Hạn chế này trong việc cân bằng khí nhà kính trong khí quyển giữa quá trình hấp thụ và tạo ra có thể được giảm bớt khi sử dụng nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai có nguồn gốc từ vật liệu xenlulo. Các vật liệu xenlulo này là: tàn dư gỗ như mùn cưa và phụ phẩm xây dựng, nông nghiệp như thân cây ngô và rơm lúa mì. Chúng tôi cũng tìm thấy các loại cây năng lượng, tức là các loại cây có tốc độ tăng trưởng nhanh và có nguyên liệu là khí đốt hoặc được gieo đặc biệt để sản xuất nhiên liệu sinh học.

Lợi thế chính mà các cây năng lượng này có là chi phí thấp trong quá trình sản xuất. Chỉ dồi dào và không ảnh hưởng đến sản lượng lương thực, đó là điều quan trọng cần tính đến. Hầu hết các cây năng lượng có thể được trồng trên đất trống không được sử dụng để làm nông nghiệp. Một số cây liễu tái sinh luân canh ngắn ngày này có thể khử độc cho đất khi chúng phát triển.

Sản xuất nhiên liệu sinh học xenlulo

Nguyên liệu nhiên liệu sinh học

Một lượng lớn sinh khối có thể được thu hoạch bền vững để sản xuất nhiên liệu. Có một số nghiên cứu khẳng định rằng, tại Hoa Kỳ, ít nhất 1.200 triệu tấn sinh khối xenlulo khô mỗi năm có thể được sản xuất mà không làm giảm sinh khối sẵn có cho tiêu dùng của con người, gia súc và xuất khẩu. Với cái này hơn 400.000 triệu lít nhiên liệu sinh học có thể thu được mỗi năm. Số tiền này tương đương với một nửa lượng xăng và dầu diesel tiêu thụ hàng năm hiện nay của Hoa Kỳ.

Sinh khối được tạo ra này có thể được chuyển đổi thành bất kỳ loại nhiên liệu sinh học nào: etanol, xăng thông thường, dầu diesel và thậm chí cả nhiên liệu máy bay. Việc lên men hạt ngô dễ dàng hơn nhiều so với việc phân hủy thân cây bằng xenluloza, nhưng gần đây đã đạt được nhiều tiến bộ. Các kỹ sư hóa học có các mô hình máy tính hóa học lượng tử mạnh mẽ để xây dựng các cấu trúc có khả năng kiểm soát các phản ứng ở cấp độ nguyên tử. Các cuộc điều tra này nhằm sớm mở rộng các kỹ thuật chuyển đổi sang lĩnh vực lọc dầu. Kỷ nguyên của nhiên liệu xenlulo hiện đang trong tầm tay của chúng ta.

Rốt cuộc, mục đích tự nhiên của xenlulo là tạo thành cấu trúc của thực vật. Cấu trúc này bao gồm các giàn giáo cứng gồm các phân tử bị khóa, hỗ trợ sự phát triển thẳng đứng bền bỉ chống lại sự phân rã sinh học. Để giải phóng năng lượng mà xenlulozơ có để gỡ nút thắt phân tử do quá trình tiến hóa tạo ra.

Quá trình sản xuất điện thông qua sinh khối xenlulo

Quá trình bắt đầu bằng cách phá vỡ sinh khối rắn thành các phân tử nhỏ hơn. Các phân tử này được tinh chế thêm để có nhiên liệu. Các phương pháp thường được phân loại theo nhiệt độ. Chúng tôi có các phương pháp sau:

  • Phương pháp nhiệt độ thấp: Phương pháp này hoạt động với nhiệt độ từ 50 đến 200 độ và tạo ra đường có khả năng lên men thành etanol và các loại nhiên liệu khác. Điều này xảy ra tương tự như cách xử lý hiện tại được sử dụng cho cây ngô và cây mía.
  • Phương pháp nhiệt độ cao: Phương pháp này hoạt động ở nhiệt độ từ 300 đến 600 độ và dầu sinh học thu được có thể được tinh chế để sản xuất xăng hoặc dầu diesel.
  • Phương pháp nhiệt độ rất cao: Phương pháp này hoạt động ở nhiệt độ trên 700 độ. Trong hoạt động này, một loại khí được tạo ra có thể chuyển hóa thành nhiên liệu lỏng.

Hiện tại, người ta vẫn chưa biết phương pháp nào sẽ chuyển đổi lượng năng lượng tích trữ tối đa từ nhiên liệu lỏng với chi phí thấp nhất có thể. Có thể phải tuân theo các con đường khác nhau đối với các vật liệu sinh khối xenlulo khác nhau. Điều trị để nhiệt độ cao có thể là tối ưu cho rừng, trong khi nhiệt độ thấp sẽ tốt nhất cho cỏ. Tất cả phụ thuộc vào lượng nguyên liệu phải giảm để tạo ra nhiên liệu sinh học.

Tóm lại, xenlulozơ được tạo thành từ các nguyên tử cacbon, oxy và hydro. Về phần mình, xăng được tạo thành từ carbon và hydro. Sau đó, quá trình chuyển đổi xenluloza thành nhiên liệu sinh học bao gồm việc loại bỏ oxy khỏi xenluloza để thu được các phân tử có mật độ năng lượng cao chỉ chứa cacbon và hydro.

Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về nhiên liệu sinh học xenlulo.


Nội dung bài viết tuân thủ các nguyên tắc của chúng tôi về đạo đức biên tập. Để báo lỗi, hãy nhấp vào đây.

Hãy là người đầu tiên nhận xét

Để lại bình luận của bạn

địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu bằng *

*

*

  1. Chịu trách nhiệm về dữ liệu: Miguel Ángel Gatón
  2. Mục đích của dữ liệu: Kiểm soát SPAM, quản lý bình luận.
  3. Hợp pháp: Sự đồng ý của bạn
  4. Truyền thông dữ liệu: Dữ liệu sẽ không được thông báo cho các bên thứ ba trừ khi có nghĩa vụ pháp lý.
  5. Lưu trữ dữ liệu: Cơ sở dữ liệu do Occentus Networks (EU) lưu trữ
  6. Quyền: Bất cứ lúc nào bạn có thể giới hạn, khôi phục và xóa thông tin của mình.