Globaalses kontekstis, kus kliimapoliitika on muutumas üha olulisemaks ja riigid püüavad vähendada CO2 heitkoguseid, on biokütused üks peamisi lahendusi. Transport on kriitilise tähtsusega sektor, mis tekitab 29. aastal 2% ülemaailmsest süsinikdioksiidi ekvivalendist. Seetõttu on oluline leida viise selle tööstuse süsinikdioksiidi vähendamiseks ning teise ja kolmanda põlvkonna biokütustel on selles strateegias oluline roll.
Käesolevas artiklis uurime üksikasjalikult, mis on teise ja kolmanda põlvkonna biokütused, kuidas neid toodetakse, millised on nende omadused ja eelised traditsiooniliste fossiilkütuste ees.
Esimese põlvkonna biokütused
Esimese põlvkonna biokütuseid saadakse toiduks mõeldud põllukultuuridest, näiteks maisist, suhkruroost või sojaubadest. Bioetanool ja biodiisel on seda tüüpi biokütuste kaks tüüpilist näidet. Ta bioetanool Seda saadakse peamiselt suhkru- või tärkliserikastest põllukultuuridest kääritamise teel ja seda kasutatakse segatuna bensiiniga sõidukikütuste tootmiseks. Teisest küljest, biodiisel See saadakse taimsetest õlidest või loomsetest rasvadest keemilise protsessi kaudu, mida nimetatakse ümberesterdamiseks.
Kuigi need biokütused on olnud energia ülemineku esimeses etapis hädavajalikud, kritiseeritakse neid toidutootmisega konkureerimise pärast, mis võib tõsta hindu ja mõnel juhul põhjustada metsade hävitamist ja bioloogilise mitmekesisuse vähenemist, pühendades tootmiseks suured põllumaad. toidu asemel energiat.
Teise ja kolmanda põlvkonna biokütused
Teise põlvkonna biokütused
Teise põlvkonna biokütused kujutavad endast märkimisväärset edu võrreldes esimese põlvkonna biokütustega, kuna nende tootmine ei konkureeri inimeste toitumisega. Neid biokütuseid saadakse mittesöödavatest lignotselluloosi lähteainetest, sealhulgas põllumajandus- ja metsajäätmetest, nagu näiteks põhk, tselluloosijäätmed, suhkruroo bagasse, Teiste hulgas.
Üks enim kasutatud tehnoloogiaid selles protsessis on tootmine tselluloosist bioetanooli, mis hõlmab tselluloosmaterjalide keemilist lagundamist ensüümide ja mikroorganismide abil. See protsess on traditsiooniliste meetoditega võrreldes keerulisem, kuid võimaldab suuremat ökoloogilist jätkusuutlikkust, andes jäätmeteks peetavatele materjalidele uue kasutuse.
Teine oluline allikas on biodiisli hankimine mittesöödavad õlid, nagu jatrofaõli või vetikad. Nende ressurssidega väldime konkurentsi probleemi toiduga ning lisaks kasutatakse marginaalseid maid ja põllukultuure, mis nõuavad vähem veevarusid.
Teise põlvkonna biokütuste üks suurimaid eeliseid on see, et nad saavad hakkama oluliselt vähendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid (KHG), parandades energiasektori jätkusuutlikkust ning vähendades esimese põlvkonna biokütuste tootmisest põhjustatud raadamist ja maa seisundi halvenemist.
Kolmanda põlvkonna biokütused
Kolmanda põlvkonna biokütused on jätkusuutlike kütuste tootmise uus piir. Need on välja töötatud mikroorganismid või vetikad millel on võime toota õlisid ja muid energiaühendeid. Eelkõige on vetikad paljutõotav allikas tänu nende võimele kasvada erinevates keskkondades, sealhulgas riimveekogudes ja reovees, ilma tootliku põllumajandusmaa pärast konkureerimata.
Peamine näide kolmanda põlvkonna biokütusest on mikrovetikate biodiisel. Mikrovetikaid kasvatatakse reaktorites, mis on loodud nende jõudluse maksimeerimiseks, ning nende kogunenud lipiidid ekstraheeritakse ja töödeldakse kütuse tootmiseks. Selle protsessi eeliseks on see, et lisaks süsinikdioksiidi sidumise tõhustamisele pole vaja suuri maa-alasid, kuna vetikad neelavad oma kasvu ajal suurepäraselt CO2.
Lisaks on biotehnoloogia võimaldanud teatud mikroorganismide geneetilist muundamist, et toota fossiilsetele süsivesinikele sarnaste omadustega biokütuseid. Need täiustatud süsteemid on väljatöötamisel, kuid neil on potentsiaal luua kütuseid, mis on täielikult taastuvad ja mis ei konkureeri toiduressurssidega.
Teise ja kolmanda põlvkonna biokütuste eesmärgid ja eelised
Teise ja kolmanda põlvkonna biokütuste peamine eesmärk on minimeerida sõltuvust fossiilkütustest vähendades samal ajal energiatootmise keskkonnamõju kogu maailmas. Need biokütused pakuvad jätkusuutlikku viisi transpordisektori energiavajaduste rahuldamiseks ilma toidutootmist kahjustamata või keskkonnale pöördumatut kahju tekitamata.
Mõned kõige olulisemad eelised on järgmised:
- Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero: Arvatakse, et teise ja kolmanda põlvkonna biokütused võivad tavapäraste fossiilkütustega võrreldes vähendada CO2 heitkoguseid kuni 70%.
- Toiduks mittekasutatavate ressursside kasutamine: Kuna need biokütused põhinevad mittesöödavatel jäätmetel ja mikroorganismidel, ei kiirenda need toidukriisi ega avalda survet toiduainete hindadele.
- Paindlikkus ja mitmekesisus: Kolmanda põlvkonna biokütused kasutavad väga erinevaid allikaid, alates jäätmetest kuni mikrovetikateni, võimaldades nende tootmist ja kasutamist mitmekülgsemalt.
Väljakutsed biokütuste tootmisel
Kuigi biokütuste potentsiaal on tohutu, seisab nende tootmine siiski silmitsi teatud väljakutsetega. Üks peamisi väljakutseid on kõrge tootmiskulu, eriti kolmanda põlvkonna biokütuste puhul. Vetikate kasvatamine või geneetiliselt muundatud mikroorganismid nõuavad suuri alginvesteeringuid ja spetsiaalset tehnoloogiat.
Teine väljakutse on infrastruktuuri kättesaadavus ning rafineerimistehaste ja tootmistehaste kohandamine uut tüüpi biokütuste käitlemiseks ja töötlemiseks. Kuigi selles valdkonnas on tehtud edusamme, on tõhususe parandamiseks ja tootmise majanduslikult tasuvamaks muutmiseks veel palju teha.
Lõpuks on oluline käsitleda määrused ja avalikud poliitikad, mis on riigiti väga erinevad, muutes biokütuste laialdase kasutuselevõtu keeruliseks. Ülemaailmselt on nendesse tehnoloogiatesse investeerimise soodustamiseks vaja suuremat valitsuse toetust, stiimuleid ja eeskirju.
Tänu nendele tehnoloogilistele edusammudele ja suuremale keskendumisele keskkonnasäästliku poliitika rakendamisele võivad teise ja kolmanda põlvkonna biokütused olla tõelised jätkusuutlikud lahendused transpordi süsinikdioksiidi vähendamiseks.
Need biokütused esindavad taastuvenergia tulevikku, kasutades toiduks mittekasutatavaid allikaid ja võimaldades oluliselt vähendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid. Kui praegustest kulu- ja tootmisprobleemidest suudetakse üle saada, on neil kütustel kliimamuutuste vastases võitluses oluline roll.