Tselluloosi biokütused: tootmine, eelised ja jätkusuutlik tulevik

  • Tselluloosipõhised biokütused pärinevad põllumajandusjäätmetest ja mittesöödavatest materjalidest.
  • Selle peamised eelised on väiksem mõju heitkogustele ja mittekonkureerimine toidukultuuridega.

Tselluloossed biokütused

Taastuvatest toorainetest saadakse erinevat tüüpi biokütuseid. Selles artiklis keskendume sellele tselluloossed biokütused, teatud tüüpi biokütus, mida toodetakse põllumajandusjäätmetest, puidust ja kiiresti kasvavatest heintaimedest. Neid materjale saab muuta mitmesugusteks biokütusteks, sealhulgas sõidukite ja lennukite mootoritele sobivateks.

Selles artiklis kirjeldame, mis on tselluloosipõhised biokütused, nende omadused ja tootmisprotsess, pakkudes täielikku nägemust teemast.

Mis on tselluloossed biokütused

Tselluloos

Tänapäeval on üha ilmsem vajadus vabaneda sõltuvusest fossiilkütustest. Näiteks nafta tekitab globaalsel tasandil majandus-, keskkonna- ja julgeolekuriske. Kuigi praegune majandusmudel toetab jätkuvalt nafta kasutamist, on ülioluline leida uusi taastuvaid energiaallikaid, mis seda asendaksid, eriti transpordi puhul, mis on üks peamisi kasvuhoonegaaside heitkoguste allikaid.

osa tselluloossed biokütused, on selles kontekstis paljulubav valik. Erinevalt esimese põlvkonna biokütustest, mida saadakse sellistest põllukultuuridest nagu mais ja sojaoad, pärinevad tselluloosipõhised biokütused taimede osadest, mis ei ole söödavad, nagu varred, lehed ja puidujäägid.

Tselluloosipõhised biokütused kuuluvad teise põlvkonna biokütuste hulka ning nende peamiseks eeliseks on see, et nad ei konkureeri toiduks mõeldud põllukultuuridega, mistõttu on need pikemas perspektiivis jätkusuutlikum ja elujõulisem lahendus.

Kasvuhoonegaaside heitkoguste bilanss

Suhkruroog

Esimese põlvkonna biokütuste üks peamisi puudusi on nende piiratud positiivne mõju kasvuhoonegaaside vähendamisele, kuna maisist või suhkruroost biokütuste tootmisprotsess, mis on energia- ja kemikaalimahukas, vähendab suuresti fossiilkütuste asendamisest saadavat keskkonnakasu. .

Teisest küljest võib tselluloosi sisaldavate biokütuste abil saada a palju positiivsem heitkoguste bilanss kasvuhoonegaasidest. Selle põhjuseks on asjaolu, et tselluloosmaterjalid, nagu puidujäätmed, nisuõled ja maisivarred, on juba saadaval muude põllumajanduslike tegevuste kõrvalsaadusena, vähendades nii kasvatamisest, kasutamisest ja maakasutusest tulenevaid täiendavaid heitkoguseid.

Erinevalt toidukultuuridest ei vaja paljud tselluloosipõhise biokütuse tootmiseks kasutatavad materjalid viljakat maad ja paljusid kiiresti kasvavaid energiakultuuride liike saab kasvatada marginaalsel või saastunud maal, mis aitab veelgi kaasa maapinna taastumisele.

Tsellulooskütuste tootmine

Biokütuse materjal

Tselluloosi sisaldavate biokütuste tootmine põhineb peamiselt tselluloosi lagundamisel selle põhikomponentideks, mida seejärel kääritatakse vedelate biokütuste tootmiseks. Tselluloos on taime rakuseintes leiduv komplekspolümeer, mis koosneb pikkadest suhkrumolekulide ahelatest. Nende suhkrumolekulide ekstraheerimiseks tuleb tselluloosi lagundada keemilise või ensümaatilise protsessi käigus.

Esimese põlvkonna biokütuste puhul on protsess otsesem, kuna kasutatakse söödavat biomassi (lihtsaid süsivesikuid, mida leidub maisis või suhkruroos), mis muudab kääritamise lihtsamaks. Tselluloosi molekulaarsete tellingute lõhkumine nõuab aga palju keerukamaid teaduslikke ja tehnoloogilisi edusamme.

Elektri tootmise protsess tselluloosse biomassi kaudu

Protsess algab biomassi lagunemine väiksemateks molekulideks, mida seejärel rafineeritakse vedelate biokütuste tootmiseks. Olenevalt temperatuurist, mille juures töötlemine toimub, on erinevaid meetodeid:

  • Madala temperatuuri meetod (50-200 kraadi): Selle meetodiga saadakse suhkruid, mida saab kääritada etanooliks ja muudeks kütusteks, sarnaselt esimese põlvkonna biokütuste tootmisel kasutatavale protsessile.
  • Kõrge temperatuuri meetod (300-600 kraadi): See toodab bioõli, mida saab rafineerida bensiiniks või diislikütuseks.
  • Väga kõrge temperatuuri meetod (üle 700 kraadi): See toodab gaase, mida saab seejärel muuta vedelkütusteks.

Igal meetodil on oma eelised ja piirangud, olenevalt algse biomassi tüübist. Üldiselt on leitud, et sellised materjalid nagu puit toimivad paremini kõrgematel temperatuuridel, samas kui maitsetaimed ja kõrrelised töötlevad paremini madalamatel temperatuuridel.

Tselluloosi biokütuseks muutmise põhiaspektiks on hapniku eemaldamine tselluloosi molekulaarahelatest, mis aitab suurendada lõpliku biokütuse energiatihedust. Sellel muundusprotsessil on potentsiaal luua taastuvenergiaallikas, mis pole mitte ainult tõhus, vaid ka jätkusuutlik.

Teisest küljest võivad tselluloosijäätmete täiustatud kääritamis- ja lagundustehnikad võimaldada sellisel riigil nagu USA toota kuni 1.200 miljardit tonni kuiva tselluloosi sisaldavat biomassi aastas, mis võrdub ligikaudu 400.000 miljardi liitri biokütusega. piisavalt, et katta peaaegu pool praegusest vedelkütuse vajadusest.

Teadustöö edenedes paranevad märkimisväärselt tselluloosi biomassi muundamise tehnoloogiad. Tselluloosi biokütuste tööstuslikul tootmisel on endiselt mõningaid tehnilisi väljakutseid, kuid väljavaated on optimistlikud.

Tselluloosi biokütuste väljakutsed ja võimalused

Kuigi tselluloossed biokütused Neil on palju eeliseid, nende arendamine seisab silmitsi suurte väljakutsetega. Peamine väljakutse on tootmiskulud, mis on fossiilkütustega võrreldes endiselt kõrgemad. See on keerukate tehnoloogiliste protsesside tulemus, mis on vajalik tselluloosi lagundamiseks ja biomassi vedelaks biokütuseks muundamiseks.

Teiseks oluliseks väljakutseks on vajadus välja töötada spetsiifilised tööstusettevõtted tselluloosi biomassi töötlemiseks. Tavalised rafineerimistehased ei sobi tselluloosse biomassi töötlemiseks, mistõttu on vaja täiendavaid investeeringuid infrastruktuuri.

Tsellulooskütuste tootmine

Nendest väljakutsetest hoolimata on tselluloosist biokütuste pakutavad võimalused tohutud. Need vähendavad otsest konkurentsi toidukultuuridega, kasvuhoonegaaside heitkoguseid ja kasutavad toorainet, mis muidu ära visataks, nagu puidujäägid, põhk ja põllumajandusjäätmed.

Tehnoloogia arenedes nähakse tselluloosipõhiseid biokütuseid elujõulise ja jätkusuutliku võimalusena maailma energiavajaduste rahuldamiseks, vähendades sõltuvust fossiilkütustest ja leevendades kliimamuutuste mõju.

Tselluloosipõhised biokütused on paljulubav valik maailmas, mis otsib fossiilkütustele jätkusuutlikke alternatiive. Tootmistehnoloogiate arenedes mängivad need biokütused ülemaailmses energiaallikate kombinatsioonis tõenäoliselt üha olulisemat rolli.


Jäta oma kommentaar

Sinu e-postiaadressi ei avaldata. Kohustuslikud väljad on tähistatud *

*

*

  1. Andmete eest vastutab: Miguel Ángel Gatón
  2. Andmete eesmärk: Rämpsposti kontrollimine, kommentaaride haldamine.
  3. Seadustamine: teie nõusolek
  4. Andmete edastamine: andmeid ei edastata kolmandatele isikutele, välja arvatud juriidilise kohustuse alusel.
  5. Andmete salvestamine: andmebaas, mida haldab Occentus Networks (EL)
  6. Õigused: igal ajal saate oma teavet piirata, taastada ja kustutada.