Biokütuse ja fossiilkütuse erinevus
Share
Mis on biokütus?
Biokütus on biomassist toodetud vedelkütus, mis tähistab põllukultuuridele, taimejääkidele, orgaanilistele jäätmetele ja kõigele muule elusast organismist pärit terminit. Biokütuse levinumad vormid on etanool ja biodiisel.
Biokütuse liigid
Biokütus võib olla erineval kujul, sõltuvalt sellest, kuidas see on valmistatud ja millisest materjalist see on toodetud.
Etanool
Etanool on tavaliselt valmistatud suhkrutest, mida leidub terades, näiteks mais, oder ja sorgo. Etanooli kasutatakse tavaliselt naftapõhise bensiini asendajana autodes ja muudes tehnoloogilistes süsteemides, kus traditsiooniliselt on kasutatud bensiini. Osa etanooli kasutatakse peaaegu kõigis Ameerika Ühendriikide gaasides. Praegu on USA-s kasutatud kahes vormis etanooli ja petrooleumi segu, segu 10% etanooliga (E10) ja segu umbes 50-80% etanooliga (E85). Enamik bensiinimootoriga sõidukeid võib kasutada E10 bensiini. Bensiinimootoriga sõidukites, mille mudel on 2007 või uuem, võib kasutada bensiini, mis on E15 või 15% etanooli. Praegu saavad E85 bensiini kasutada ainult elastse kütusega sõidukid.
Praegu valmistatakse enamik etanooli terades leiduvatest taimsetest suhkrutest, kuid praegu uuritakse, kas etanooli saab valmistada taimede tselluloossetest osadest. Seda etanooli nimetatakse tselluloosseks etanooliks.
Biodiisel
Biodiisel on valmistatud taimeõlidest ja loomsetest rasvadest. Seda saab valmistada ka küpsetusrasvast. Seda kasutatakse diiselmootorites naftapõhise diislikütuse asendamiseks. Biodiisli kasutamine ei nõua mootori muutmist või modifitseerimist, kui see on diiselmootor.
Biokütuste plussid ja miinused
Biokütuseid on reklaamitud fossiilkütustele taastuva ja rohelise alternatiivina. Teisest küljest on biokütuste kui naftapõhiste kütuste asendaja kasulikkuse ja jätkusuutlikkuse osas väljakutseid..
Plussid
Erinevalt naftapõhistest kütustest pole biokütused üldiselt toksilised. Lisaks reklaamitakse neid sageli süsinikuneutraalse kütusena. Põhjenduseks on see, et kuna biokütuste tootmiseks kasutatud taimi uuendatakse alati uuesti, absorbeerivad uued taimed biokütuste põletamisel atmosfääri eralduva süsinikdioksiidi uuesti. Veel üks põhjus, miks biokütuseid reklaamitakse, on see, et need võimaldavad vähem sõltuvust imporditavast naftast ja võimaldavad suuremat kohalikku jätkusuutlikkust riigis, kui sellel on rikkalikult maad, kus kasvatada kütusekultuure.
Miinused
Ehkki on soovitatud, et biokütused asendaksid fossiilseid kütuseid, näitavad hiljutised uuringud, et biokütuste toodetav energiakogus ei ole fossiilkütuste asendamiseks piisav, ilma et enamik planeedi asulavälist maapinda muutuks põllumaaks põllukultuuride tootmiseks. biokütuste tootmine.
Näiteks leiti ühes uuringus, et 5% diislikütuse tarbimise asendamiseks biodiislikütusega oleks vaja muuta 60% praegustest sojafarmidest biokütuste tootmiseks. Cornelli ülikooli teadusuuringud näitavad ka, et biokütuste tootmiseks on vaja rohkem energiat kui lõpptoote pakutavat energiat. See muudab küsitavaks, kas biokütuseid saab kasutada fossiilkütustega samal skaalal. Lisaks võib biokütuste kasutamine luua maa konkurentsi toidukultuuride ja kütusekultuuride vahel. See võib muuta väljakutseks pakkuda riigile piisavalt kütust ja toita samal ajal kõiki selles riigis.
Veel üks biokütuste probleem on see, et mitte kõik biokütused ei ole süsiniku suhtes neutraalsed. Värskeimad uuringud näitavad, et teraviljakultuuridest toodetud biokütused tekitavad umbes sama palju süsinikuheiteid kui fossiilsed kütused. Biokütuste tootmiseks kasutatud põllukultuuride uuesti kasvatamine ei vähenda tingimata ka süsinikuheidet. Selle põhjuseks on asjaolu, et uued kütusekultuurid ei absorbeeri süsinikdioksiidi piisavalt kiiresti, et korvata biokütuste põletamise tagajärjel tekkivad heitkogused. Teisest küljest kipuvad põllukultuuride jääkidest või jäätmetest toodetud biokütused vähendama süsinikuheidet.
Need probleemid ei tähenda, et biokütuseid ei saaks kasutada, kuid nad viitavad sellele, et nende kasutamise ulatus on piiratud nagu fossiilkütuste puhul.
Fossiilkütus
Fossiilkütused on kütused, mis on saadud miljonite aastate eest elanud surnud organismide jäänustest. Fossiilsete kütuste hulka kuuluvad nafta, kivisüsi ja maagaas, samuti tõrv ja bituumen. Fossiilkütused ei ole taastuvenergiata, kuna neid moodustav protsess nõuab miljoneid aastaid, muutes nende täiendamise võimatuks inimtsivilisatsioonidele tüüpilise aja jooksul..
Fossiilkütuste liigid
Kõik fossiilkütused on loodud endisest elusmaterjalist, näiteks taimedest ja vetikatest, mis on loodusliku kuumuse ja rõhu all. Fossiilsed kütused võivad esineda vedelal, tahkel ja gaasilisel kujul.
Õli
Õli on vedel aine, mis koosneb süsivesinikest, mis kunagi koosnesid elusorganismidest. Tavaliselt leitakse õli läbilaskvast kivimikihist, näiteks liivakivist või lubjakivist, mis on kaetud mitteläbilaskva kivimikihiga, tavaliselt aurustumisega, mis hoiab õli väljapääsemast. Läbilaskva kivikihi all on kiht. Õli pärineb kildakihist.
USA on praegu maailma suurim naftatarbija. Suurimad naftaeksportijad Ameerika Ühendriikidesse on Saudi Araabia, Kanada, Mehhiko ja Nigeeria. Nafta on tavaliselt bensiini ja muude vedelate fossiilsete kütuste allikas, mida kasutatakse maismaasõidukite ja lennukite toiteks. See on transpordi jaoks väga oluline kütuseallikas.
Kuigi nafta on andnud palju energiat, on sellel ka olulisi puudusi. Nagu näitasid hiljutised naftareostused, on kaevandamismeetodid looduskeskkonnale ohtlikud. Samuti on teada, et õli põletamine vabastab õhku osakesi, mis kahjustavad inimeste ja loomade kopse. Lisaks eraldab õli põletamine atmosfääri märkimisväärses koguses süsinikdioksiidi, mis põhjustab globaalse keskmise temperatuuri tõusu, muutes globaalset kliimat viisil, mis pole inimtsivilisatsioonile või paljudele taime- ja loomaliikidele kasulik.
Kivisüsi
Kivisüsi koosneb tahkest massist süsivesinikke, mis tekivad soojusest ja rõhust. Kivisüsi moodustub peamiselt surnud taimedest. Söel on ka mitu erinevat klassi.
Kivisöe eelkäija on turvas, pehme orgaaniline materjal, mis on valmistatud lagunevast taimest. Kui turvas on kuumuse ja rõhu all, muundub see turvaks söeks. Pruunsüsi või pruunsüsi on madalaima kvaliteediga kivisüsi. Sellel on suhteliselt madal süsiniku kontsentratsioon ja selle tekkimise ajal on temperatuur ja temperatuur suhteliselt madal.
Subbituumen- ja bituumensüsi on söevormid, mis on antratsiidi, kõrgeima söevormi ja ligniidi vahel. Subbituumensüsi on tuhm, bituumensüsi aga läikiv ja sile. Bituumensüsi on ka elektritootmises kõige levinum kivisüsi tüüp. Antratsiit sisaldab kõige suuremat süsiniku kontsentratsiooni ja on olnud kõige suurema kuumuse ja rõhu all. Võrreldes teiste kivisöega on see kõva ja rabe.
Söel oli tööstusrevolutsioonis väga oluline roll ja seda kasutatakse paljudes maailma riikides odava energiaallikana. Söe kasutatakse peamiselt elektrienergia tootmiseks. Praegu on suurim söetootja Hiina, kes toodab 48% kogu maailma söetarbimisest. USA toodab umbes 11% kogu maailmas söest, eriti sellistes osariikides nagu Pennsylvania, Wyoming, Illinois ja Kentucky.
Ehkki kivisüsi võib anda elektrienergiale märkimisväärset elektrienergiat, on see ka praegu keskkonnale kõige kahjulikum fossiilkütus. Kivisöe kaevandamine hävitab teadaolevalt suured taimestikud ja saastab jõed mürgiste miinijäätmetega. Söe põletamisel tekivad ka elavhõbe, vääveldioksiid ja lämmastikoksiidid, mis võivad põhjustada happelist vihma. Lisaks sellele aitab kivisüsi märkimisväärselt kaasa inimtsivilisatsiooni tekitatavale süsinikdioksiidi heitkogusele.
Maagaas
Maagaasi kasutatakse enamasti kütmiseks ja elektrienergiaks ning seda peetakse puhtamaks, suhteliselt vähese süsinikusisaldusega alternatiiviks muudele fossiilsetele kütustele. USA on oluline maagaasi kasutaja ja tootja.
Maagaasi põletamisel eraldub palju vähem süsinikdioksiidi kui nafta või kivisöe põletamisel ja see eraldab atmosfääri palju vähem saasteaineid. Kuid see põhjustab endiselt Ameerika Ühendriikides 29% -list süsinikuheidet.
Biokütuse ja fossiilkütuse sarnasused
Nii biokütused kui ka fossiilkütused on valmistatud ühest elusast ainest. Neid kasutatakse nii soojuse ja elektri tootmiseks kui ka mootorsõidukite ja generaatorite jaoks kogu maailmas. Samuti tekitavad need märkimisväärset süsinikuheidet ja nende jätkuva kasutamise jätkusuutlikkus on nende keskkonnamõju arvestades küsitav.
Biokütuse ja fossiilkütuse erinevused
Ehkki fossiilsete kütuste ja biokütuste vahel on palju sarnasusi, on ka järgmisi olulisi erinevusi.
- Biokütused on taastuvad, fossiilkütused aga mittetaastuvad.
- Biokütuseid kasvatatakse enamasti kaasaegsetest teradest või tänapäevaste taimede orgaanilistest jääkidest, samal ajal kui fossiilkütustest valmistatud organismid on miljonid aastaid surnud.
- Mürgised gaasid ja osakesed, mis põhjustavad kopsude ärritust või kahjustusi, toodetakse fossiilsete kütuste põlemisel, kuid biokütused ei ole iseenesest mittetoksilised.
- Fossiilkütuste kasutamine on praegu vaieldav ja paljud riigid teevad praegu olulisi katseid fossiilkütustest eemaldumiseks. Biokütuseid seevastu peetakse keskkonnasõbralikeks ja need muutuvad üha populaarsemaks.
Biokütus vs fossiilkütus
Kokkuvõte
Biokütuseid toodetakse taimedest ja muudest orgaanilistest ainetest, mis on muudetud vedelkütuseks. Biokütuse tüübid on etanool ja biodiisel. Etanool valmistatakse tavaliselt teradest, välja arvatud tselluloosne etanool. Biodiisel on valmistatud taimeõlist, loomsetest rasvadest ja kasutatud toidurasvast. Etanool valmistatakse bensiini asendamiseks, biodiisel aga diislikütuse asendamiseks. Biokütused ei ole üldiselt mürgised ja võivad muuta riigi vähem sõltuvaks fossiilkütuste välisimpordist. Teisest küljest ei anna biokütused fossiilkütuste täielikuks asendamiseks piisavalt energiat. Biokütuste kasutamine loob konkurentsi ka toiduks kasvatatavate põllukultuuride ja kütuseks kasvatatavate põllukultuuride vahel. Lisaks tekitab see paljudel juhtudel süsinikuheidet sama palju kui fossiilkütused. Fossiilkütused on toodetud organismidest, mis surid miljonid aastad tagasi ja mille jäänused olid kuumuse ja rõhu all. Fossiilseid kütuseid peetakse mittetaastuvateks, kuna nende moodustumine võtab miljoneid aastaid. Fossiilsed kütused ja biokütused on sarnased selle poolest, et mõlemad moodustuvad ühest elusmaterjalist ja eraldavad energia saamiseks põletades süsinikdioksiidi. Need erinevad selle poolest, et biokütused on taastuvad, üldiselt mittetoksilised ja kasvavas tööstuses, samas kui fossiilkütused pole taastumatud, neil on sageli märkimisväärselt mürgised biproduktid ja nad on kahanevas tööstuses..
