Biodegviela , jebkura degviela, kas iegūta no biomasa -tas ir, augs vai aļģes materiālu vai dzīvnieku atkritumi. Tā kā šādu izejvielu var viegli papildināt, biodegviela tiek uzskatīta par atjaunojamās enerģijas avotu, atšķirībā no fosilā kurināmā, piemēram, naftas , ogles un dabasgāze. Biodegviela parasti tiek atbalstīta kā rentabla un videi draudzīga labdabīgs alternatīva naftas un citu fosilo degvielu, jo īpaši kontekstā pieaugošās naftas cenas un pieaugošās bažas par fosilā kurināmā ieguldījumu globālā sasilšana . Daudzi kritiķi pauž bažas par dažu biodegvielu paplašināšanas apjomu ekonomisko un vides izmaksu dēļ, kas saistītas ar rafinēšanas procesu un iespējamo lielu aramzemes platību izņemšanu no pārtikas ražošanas.
DuPont zinātnieks Makss Li, izstrādājot jaunu biodegvielu savā modernākajā fermentācijas laboratorijā DuPont eksperimentālajā stacijā Vilmingtonā, Del, 2006. gada 19. jūnijā. PRNewsFoto / DuPont / AP Images
Etanola gāzes degvielas sūknis, kas piegādā E85 maisījumu automašīnai Vašingtonas štatā, ASV. Karolīna K. Smita, M.D. / Shutterstock.com
Dažas sen izmantotas biodegvielas, piemēram, koks , var izmantot tieši kā izejvielu, kas tiek sadedzināta ražošanai karstums . Savukārt siltumu var izmantot elektrostacijas ģeneratoru darbināšanai elektrības ražošanai. Vairākas esošās spēkstacijas sadedzina zāli, koksni vai cita veida biomasu.
Izpētiet pieaugošo etanola biodegvielas ražošanu ASV un tās negatīvos aspektus. Pārskats par etanola biodegvielas ražošanu Amerikas Savienotajās Valstīs. Contunico ZDF Enterprises GmbH, Mainca Skatiet visus šī raksta videoklipus
Šķidrās biodegvielas ir īpaši ieinteresētas milzīgā daudzuma dēļ infrastruktūru jau ir izveidots, lai tos izmantotu, īpaši pārvadāšanai. Šķidrā biodegviela vislielākajā ražošanā ir etanols (etilspirts), ko iegūst, raudzējot cieti vai cukurs . Brazīlija un Amerikas Savienotās Valstis ir starp vadošajiem etanola ražotājiem. Amerikas Savienotajās Valstīs biodegvielu etanolā ražo galvenokārt no kukurūza (kukurūzas) graudu, un to parasti sajauc ar benzīnu, lai iegūtu benzoholu - degvielu, kas satur 10 procentus etanola. Brazīlijā etanola biodegvielu galvenokārt ražo no cukurniedrēm, un to parasti izmanto kā 100 procentu etanola degvielu vai benzīna maisījumos, kas satur 85 procentus etanola. Atšķirībā no pirmās paaudzes etanola biodegvielas, ko ražo no pārtikas kultūrām, otrās paaudzes celulozes etanolu iegūst no mazvērtīgas biomasas, kurai ir augsts celulozes saturs, ieskaitot šķeldu, kultūraugu atliekas un sadzīves atkritumus. Celulozes etanolu parasti ražo no cukurniedru maisījumiem, atkritumiem, kas rodas no cukura pārstrādes, vai no dažādām zālēm, kuras var kultivēts uz zemas kvalitātes zemes. Ņemot vērā to, ka konversijas līmenis ir zemāks nekā pirmās paaudzes biodegvielām, kā benzīna piedevu galvenokārt izmanto celulozes etanolu.
Etanola ražošanas rūpnīca Dienviddakotā, ASV Jim Parkin / Shutterstock.com
Uzziniet biodīzeļdegvielas ražošanas procesu no rapšu eļļas Uzziniet, kā tiek ražots biodīzeļdegviela. Contunico ZDF Enterprises GmbH, Mainca Skatiet visus šī raksta videoklipus
Otra visizplatītākā šķidrā biodegviela ir biodīzeļdegviela, ko galvenokārt ražo no eļļainiem augiem (piemēram, sojas pupas vai eļļas palma ) un mazākā mērā no citiem eļļainiem avotiem (piemēram, no ēdiena gatavošanas taukiem, kas radušies restorāna cepšanas laikā). Biodīzeļdegviela, kas ir vispopulārākā Eiropā, tiek izmantota dīzeļdzinējos un parasti tiek sajaukta ar naftas dīzeļdegvielu dažādos procentos. Pielietojums aļģes un zilaļģes kā trešās paaudzes biodīzeļdegvielas avots ir daudzsološs, taču to ir grūti attīstīt ekonomiski. Dažās aļģu sugās ir līdz 40 procentiem lipīdi pēc svara, ko var pārveidot par biodīzeļdegvielu vai sintētisks naftas. Daži aprēķini norāda, ka aļģes un cianobaktērijas vienā platības vienībā varētu radīt 10 līdz 100 reizes vairāk degvielas nekā otrās paaudzes biodegvielas.
aļģu biodegviela Pētniecības tehniķis Niks Svīnijs inokulē aļģes, kuras audzē telšu reaktorā aļģu laboratorijā Valsts atjaunojamās enerģijas laboratorijas lauka izmēģinājumu laboratorijas ēkā (FTLB) Zelta, Kolorādo štatā. Deniss Šrēders / Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija
kurai Āzijas reliģija tic reinkarnācijai
Citas biodegvielas ietver metāna gāzi un biogāzi, ko var iegūt, sadaloties biomasai bez skābekļa, un metanolu, butanolu un dimetilgrupu. ēteris —Kuri ir izstrādes stadijā.
Novērtējot biodegvielu ekonomiskos ieguvumus, jāņem vērā to ražošanai nepieciešamā enerģija. Piemēram, kukurūzas audzēšanas procesā etanola ražošanai tiek izmantotas fosilās degvielas lauksaimniecības iekārtās, mēslojuma ražošanā, kukurūzas transportēšanā un etanola destilācijā. Šajā ziņā etanols no kukurūzas ir salīdzinoši neliels enerģijas pieaugums; enerģijas ieguvums no cukurniedrēm ir lielāks un ka celulozes etanola vai aļģu biodīzeļdegviela varētu būt vēl lielāka.
Biodegviela dod arī labumu videi, taču, atkarībā no tā, kā tā tiek ražota, tai var būt arī nopietni vides trūkumi. Augu izcelsmes biodegviela kā atjaunojams enerģijas avots principā dod nelielu neto ieguldījumu globālā sasilšana un klimata pārmaiņas; oglekļa dioksīds (galvenā siltumnīcefekta gāze), kas laikā nonāk gaisā sadedzināšana tiks izņemti no gaisa agrāk, kad augoši augi iesaistās fotosintēze . Šāds materiāls tiek uzskatīts par oglekļa neitrālu. Tomēr praksē lauksaimniecības biodegvielu rūpnieciskā ražošana var radīt papildu siltumnīcefekta gāzu emisijas, kas var kompensēt atjaunojamās degvielas izmantošanas priekšrocības. Šīs emisijas ietver oglekļa dioksīdu, kas rodas, sadedzinot fosilo kurināmo ražošanas procesā, un slāpekļa oksīdu no augsne kas ir ārstēts ar slāpeklis mēslojums. Šajā sakarā tiek uzskatīts, ka celulozes biomasa ir vairāk izdevīgs .
Zemes izmantošana ir arī galvenais faktors biodegvielu ieguvumu novērtēšanā. Parastu izejvielu izmantošana, piemēram, kukurūza un sojas pupas , kā pirmās paaudzes biodegvielas galvenā sastāvdaļa izraisīja diskusijas par pārtiku pret degvielu. Novirzot aramzemi un izejvielas no cilvēku pārtikas ķēdes, biodegvielas ražošana var ietekmēt pārtikas cenu un pieejamības ekonomiku. Turklāt enerģijas kultūras, kas audzētas biodegvielai, var sacensties par pasaules dabisko biotopi . Piemēram, uzsvars uz etanolu, kas iegūts no kukurūzas, pļavas un krūmājus pārceļ uz kukurūzas monokultūrām, un uzsvars uz biodīzeļdegvielu sagrauj senos tropiskos mežus, lai atbrīvotu vietu eļļas palmu plantācijām. Dabiskā biotopa zaudēšana var mainīt hidroloģiju, palielināt eroziju un kopumā samazināt bioloģiskā daudzveidība savvaļas dabas teritoriju. Zemes attīrīšanas rezultātā pēkšņi var atbrīvoties arī liels daudzums oglekļa dioksīda, jo tajā esošā augu viela tiek sadedzināta vai ļauts sabrukt.
Daži no biodegvielu trūkumiem galvenokārt attiecas uz biodegvielas avotiem ar zemu daudzveidību - kukurūzu, sojas pupām, cukurniedrēm, eļļas palmām -, kas ir tradicionālas lauksaimniecības kultūras. Viena alternatīva ietver ļoti daudzveidīgs sugu maisījumi, kā īpašu piemēru minot Ziemeļamerikas augsto zāļu prēriju. Degradētās lauksaimniecības zemes, kas vairs nav ražota, pārveidošana par tik daudzveidīgiem biodegvielas avotiem varētu palielināt savvaļas dabas teritoriju, samazināt eroziju, attīrīt ūdenī esošus piesārņotājus, uzglabāt oglekļa dioksīdu no gaisa kā oglekli savienojumi augsnē un galu galā atjauno auglību degradētajās zemēs. Šādas biodegvielas varētu sadedzināt tieši elektroenerģijas ražošanai vai pārveidot par šķidro kurināmo, attīstoties tehnoloģijām.
Pareizs biodegvielas audzēšanas veids, lai vienlaikus apmierinātu visas vajadzības, joprojām būs daudz eksperimentu un diskusiju jautājums, taču biodegvielas ražošanas straujais pieaugums, visticamāk, turpināsies. Amerikas Savienotajās Valstīs 2007. gada Enerģētikas neatkarības un drošības akts pilnvarots 136 miljardu litru (36 miljardu galonu) biodegvielas izmantošana gadā līdz 2022. gadam, kas ir vairāk nekā seškārtīgs pieaugums salīdzinājumā ar 2006. gada ražošanas līmeni. Tiesību akti ar noteiktiem nosacījumiem arī pieprasa, lai 79 miljardi litru (21 miljards galonu) no kopējās summas būtu biodegviela, izņemot kukurūzas etanolu, un tā turpināja noteiktas valdības subsīdijas un nodokļu atvieglojumus biodegvielas ražošanai.
biodegvielu testēšanas centrs Biodegvielu testēšanas centra darbinieki Nacionālajā atjaunojamo energoresursu laboratorijā (NREL) Zelta pilsētā, Colo., 2009. Dennis Schroeder - National Renewable Energy Laboratory / U.S. Enerģētikas departaments
Viens no atšķirīgajiem biodegvielu solījumiem ir tas, ka apvienojumā ar jauno tehnoloģiju, ko sauc par oglekļa uztveršanu un uzglabāšanu, biodegvielas ražošanas un izmantošanas process var spēt pastāvīgi noņemt oglekļa dioksīdu no atmosfēras. Saskaņā ar šo redzējumu biodegvielas kultūraugi, augot, noņemtu oglekļa dioksīdu no gaisa, un enerģijas iekārtas uztvertu oglekļa dioksīdu, kas tiek dots, sadedzinot biodegvielu, lai iegūtu enerģiju. Uztverto oglekļa dioksīdu varētu atdalīt (uzglabāt) ilgtermiņa krātuvēs, piemēram, ģeoloģiskos veidojumos zem zemes, dziļā okeāna nogulumos vai, iespējams, kā cietas vielas, piemēram, karbonātus. Skatīt arī oglekļa piesaistīšana.
