Biobränslen, som namnet antyder, genereras från växter och deras produkter. Dessa bränslen används ibland tillsammans med fossila bränslen för att öka deras effektivitet.
Växter odlas och skördas uteslutande för tillverkning av biobränsle. Till exempel kommer biobränsleetanol från konventionell majs. Detta bränsle används som en bensintillsats.
I Brasilien är sockerrör den primära källan till etanol. Storbritannien, å andra sidan, använder en annan typ av biobränsle som kallas biodiesel, som är gjord av palmolja.
För att omvandla organiskt material till användbart bränsle krävs rätt kombination av värme, kemisk reaktion och jäsning.
Låt oss ta en titt på processen för att producera biobränsle.
Biobränsleproduktion
Biobränsle är en typ av bränsle som härrör från biomassa, vilket kan innefatta växt-, alg- eller djuravfall. Eftersom råvarorna för biobränsle kan odlas regelbundet kallas detta bränsle för en förnybar energikälla. Å andra sidan är icke-förnybara energikällor som naturgas, petroleum och kol fossila bränslen.
Tillverkare använder många enkla processer för att omvandla skördat växtmaterial till biobränsle. Majs är till exempel en utmärkt källa till biobränsle. Majsgrödor krossas för att generera en röra under tillverkningsprocessen.
Detta gör att majsröran kan brytas ner till sockerarter av enzymerna. Denna sockervätska fermenteras sedan med jäst för att producera alkohol, en annan biprodukt från växten. Därefter separeras den från alkoholen genom en filtreringsprocess.
Ingenting går till spillo vid biobränsletillverkning eftersom resterna som samlas in från alkoholen används som djurfoder. Efter att ha kokat alkoholen under en förutbestämd tid omvandlas den till biobränsleetanol.
Typer av biobränslen
Vi har använt biobränslen sedan den första grottmannen upptäckte hur man startar en eld. På den tiden var trä det bästa biobränslet, som de eldade för att ge värme. För närvarande tränger biobränslen på vissa håll undan fossila bränslen, särskilt i produktionen av el.
Många kraftverk använder trä, gräs eller andra former av biomassa för att generera värme och ånga för att driva turbinen.
Biobränslen finns i en mängd olika former, beroende på tillverkningsteknik och material som används. Flera av dem är listade nedan.
Biobränsle Etanol
I själva verket är flytande biobränslen kritiska eftersom de kan användas för att ersätta icke-förnybara energikällor. Den kan användas som bränslekälla för bussar och andra transportmedel. Etanol, ofta känd som etylalkohol, är ett flytande biobränsle som blandas med bensin.
Detta är första generationens etanol som härrör från livsmedelsgrödor. Tvärtom, andra generationens biobränslen genereras av biomassa med lågt värde. Cellulosaetanol kan framställas genom att smälta denna höga cellulosahalt. Den här typen av biobränsle kan tillverkas av en mängd olika råvaror, inklusive skördeavfall, flis och kommunala sopor.
Cellulosaetanol kan framställas av sockerrörsbagass, en biprodukt av sockerproduktion. Eftersom omvandlingshastigheten är lägre än den för första generationens biobränslen, används cellulosaetanol ofta som bensintillsats.
Biodiesel
Biodiesel är en annan form av flytande biobränsle som kommer från oljeproducerande växter som palm eller sojaböna. Dessutom kan vi använda kasserad matolja från restauranger eller hotell för att tillverka biodiesel.
Biodiesel är extremt populärt i Europa, där det används för att driva dieselfordon. Användningen av cyanobakterier och alger i produktionen av tredje generationens biodiesel verkar vara ganska lovande.
Genom att masstillverka denna produkt kan vi minska vårt beroende av fossila bränslen. Detta är några viktiga fakta om biodieselanvändning.
Biomassa
Biomassa kan användas som bränsle på en mängd olika sätt. Alla typer av organiskt material som kan förbrännas och alstra värme kan faktiskt användas som biobränsle.
Exempel på biomassa är jordbruksrester, flis och gödsel. Det är en form av förnybar energi som genererar mest värme jämfört med fossila bränslen.
Vi kan generera biomassaenergi på två huvudsakliga sätt. Till att börja med handlar det om förbränning av biomassa i en ugn. Den andra metoden för användning av biomassa är ganska spännande.
Växtkomponenterna som smälts och utsöndras av kor och bufflar hålls i ett slutet område under hela denna operation. Inom några dagar börjar kogödseln avge metangas, som vi kan använda för att driva våra hem.
Viss biomassa skapar biokol, som kan säljas för olika ändamål som vattenåteranvändning.
Biobränslens miljöfördelar
Förutom att vara en hållbar energikälla har biobränsle en rad miljöfördelar. Eftersom biobränslen kommer från växter har de en försumbar effekt på klimatförändringar och global uppvärmning. Men när storskalig produktion av biobränsle sker i framtiden kan det leda till utsläpp av växthusgaser.
Tvärtom är cellulosabaserad biomassa mer fördelaktig än andra former av biobränslen när det gäller miljöfördelar.
Detta beror på att området där vi för närvarande odlar vår mat kommer att delas med grödor som utvecklats för biobränsle. Som ett resultat är cellulosabaserad biomassa mer praktisk eftersom den inte kräver en dedikerad produktionsanläggning eftersom råvaran för denna form av biobränsle vanligtvis är en avfallsprodukt.
Genom att utse en specifik plats för produktion av biobränsleråvaror kan vi öka effektiviteten i denna energikällas produktion. Dessutom kan det ha en gynnsam effekt på tillväxtländernas ekonomier.
Att använda våra sopor kan hjälpa till att hålla flora och fauna frisk, vilket resulterar i ett hälsosammare ekosystem.
Fördelar och nackdelar med biobränslen
Biobränslen har både fördelar och nackdelar. För att börja en detaljerad diskussion om detta ämne, nedan är några av de erkända fördelarna och nackdelarna med biobränslen.
Fördelarna med biobränslen
Följande är några av fördelarna med biobränslen, inklusive deras låga produktionskostnader, begränsade resurskrav och miljöfördelar.
Produktionskostnader och prissättning
Biobränslen produceras till en lägre kostnad än fossila bränslen. Som ett resultat är deras kostnader relativt låga, till och med billigare än bensin. Etanol är till exempel betydligt billigare än bensin och diesel.
Ökad global efterfrågan på olja skapar en enorm skillnad mellan utbud och efterfrågan. Detta tyder på att kostnaderna för fossila bränslen kommer att fortsätta att stiga i framtiden.
Material och resurser
När det gäller fossila bränslen kan vi inte generera dem. Vidare kan vi bara använda dessa naturligt förekommande material när de har förfinats. Å andra sidan kan biobränslen produceras med en mängd olika råvaror, inklusive gödsel, jordbruksavfall och annat avfall.
Biobränslen är faktiskt ett utmärkt exempel på återvinning, eftersom de använder avfallsmaterial för att generera energi.
Källa till förnybar energi
Detta är en betydande fördel med biobränslen. Genereringen av fossila bränslen tar hundratals eller till och med tusentals år på grund av den naturliga nedbrytningsprocessen.
Biobränsle är dock en förnybar energikälla eftersom det möjliggör tillväxt av nya grödor och produktion av ytterligare biobränsle genom användning av dessa grödor och deras biprodukter.
Koldioxidutsläpp på ett minimum
Efter förbränning släpper biobränslen ut en jämförelsevis liten mängd koldioxid till atmosfären. Dessutom är skadliga ämnen obetydliga jämfört med fossila bränslen. Som ett resultat kan vi använda biobränslen som ett mer miljövänligt alternativ till fossila bränslen.
Välstånd och säkerhet
Ja, vilket land som helst kan producera sina egna biobränslen. Som ett resultat kommer det inte att finnas någon fråga om beroende av oljeproducerande länder, som det är med fossila bränslen.
Även små länder kan skydda sin integritet genom att minska sitt beroende av externa bränslekällor. Som ett resultat kan dessa länder säkerställa sin framtid fri från utländskt tryck eller inflytande.
Stimulering av ekonomin
Eftersom biobränslen kan produceras lokalt kan anläggningarna som skapar dem sysselsätta ett stort antal människor och kunnig personal. Dessutom kräver vi en stadig tillgång på biobränslegrödor för att tillverka etanol. Detta kräver att vi odlar dessa grödor i stor skala.
Det kommer inte bara att skapa sysselsättningsmöjligheter för de anställda, utan kommer också att stimulera ekonomin.
Nackdelarna med biobränslen
Förutom de många fördelarna med biobränslen finns det några nackdelar med dessa energikällor.
Producerad energi
Biobränslen producerar mycket mindre energi än fossila bränslen. Som ett resultat krävs enorma mängder biobränsle för att generera den mängd energi som krävs. Detta har skapat tvivel om effektiviteten av dessa bränslen. Majoriteten av analytiker tror att biobränslen kan användas för hemändamål.
Därför kan vi inte få den största fördelen av dessa bränslen när de används inom industrisektorn.
Indirekta koldioxidutsläpp
Även om det är väletablerat att biobränslen har ett lägre koldioxidavtryck, finns det olika tillfällen där de kan öka koldioxidutsläppen. Den primära källan till oro är biobränslenas tillverkningsmetod.
Det börjar med jordbruksodling, vilket kräver en stor mängd redskap som drivs på fossila bränslen. När grödan är klar krävs enorma skördare för att skörda den. Dessutom, för att utöka odlingsbart territorium, förstör vi snabbt skogar, vilket är den främsta bidragsgivaren till den globala uppvärmningen.
Betydligt högre initialkostnad
För att förädla biobränslen och göra dem mer energieffektiva är det nödvändigt att utveckla lämplig infrastruktur. Detta innebär att du kommer att behöva investera en betydande summa pengar för att bygga ett sådant system.
För närvarande överstiger kostnaden för att producera olika biobränslen den för fossila bränslen. Detta kan förändras i framtiden i takt med att tekniken utvecklas och blir mer överkomlig.
Matkostnader
En annan fråga som analytiker och miljöforskare är oroade över är störningen av matens kretslopp. Detta beror på att när efterfrågan på biobränsle ökar kommer vi att behöva plantera fler bränslegrödor för att möta behovet.
Till exempel kommer vi i framtiden att odla stora mängder majs inte för mänsklig konsumtion utan för produktion av biobränsle. Som ett resultat kommer matkostnaderna att stiga, vilket gör det svårare för den genomsnittliga personen att uppnå sina näringsbehov.
Bortsett från det kommer omvandlingen av viktig odlingsmark till bränslegrödor att leda till brist på odlingsmark. Detta kan leda till matbrist.
Kan belasta vattenresurserna
Vatten krävs för att utveckla flera bränslegrödor. Som ett resultat kan hög vattenanvändning sätta press på vattenförsörjningen. Detta kan också orsaka förödelse med bevattningssystemet i vissa områden.
Förstörelse av odlingsbar mark
Utvecklingen av jämförbara grödor som används i biobränsleproduktion kan ha en effekt på markens produktivitet. Monokultur kan försämra jordens kvalitet genom att absorbera alla nödvändiga näringsämnen.
Genom att rotera grödor kan du hjälpa till att bevara jordens viktiga näringsämnen. Biobränsle hindrar växtföljden, vilket har en skadlig effekt på jordens tillstånd och allmänna styrka.
Biobränsle är en förnybar energikälla som härrör från olika växtprodukter och avfall. Detta är en form av förnybar energi som vi kan generera genom att producera olika bränslegrödor. Till en början odlar vi bränslegrödorna i blygsam skala, vilket gör att den totala mängden producerat biobränsle är otillräckligt för att uppfylla våra krav.
Dessutom är biobränsle en förnybar energikälla som kan användas i stället för fossila bränslen. Förnybarheten av biobränsle är utan tvekan en betydande fördel, eftersom det innebär att vi kan fylla på denna energi genom att plantera bränslegrödor. Dessutom har det en gynnsam effekt på miljön genom att generera en liten mängd växthusgaser.
Förutom fördelarna med biobränslen finns det några nackdelar. En av de främsta problemen med dessa bränslen är deras höga energiförbrukning för tillverkning. Till exempel kan vi göra 12 liter biobränsle från två liter fossila bränslen. Dessutom finns det vissa andra utgifter som bidrar till det totala priset.
När det gäller att köra en bil på biodiesel krävs flera modifieringar. Dessa är mindre modifieringar som gör att en konventionell dieselmotor kan köras på biodiesel. I stort sett verkar biobränslen vara ganska lovande när det gäller att generera el eller driva våra bilar.
Med tanke på att tekniken fortfarande är i sin linda och kräver tid för utveckling, förväntar vi oss att biobränslen en dag kommer att kunna tillgodose världens energibehov. Tills dess är vi beroende av fossila bränslen.
Använder produktion av biobränslen mer energi än vad de kan generera?
Ett annat mörkt moln som skymtar över biobränslen är om produktionen av dem faktiskt kräver mer energi än de kan generera. Efter att ha räknat in energin som behövs för att odla grödor och sedan omvandla dem till biobränslen, drar Cornell University-forskaren David Pimental slutsatsen att siffrorna helt enkelt inte stämmer.
Hans studie från 2005 fann att produktion av etanol från majs krävde 29 procent mer energi än vad slutprodukten själv kan generera. Han hittade liknande oroande siffror i processen som används för att göra biodiesel från sojabönor. ”Det finns helt enkelt ingen energifördel med att använda växtbiomassa för flytande bränsle”, säger Pimentel.
Siffrorna kan dock se ganska annorlunda ut för biobränsle som härrör från jordbruksavfallsprodukter som annars skulle hamna på en soptipp. Biodiesel har till exempel tillverkats av fjäderfäavfall. När priserna på fossila bränslen stiger igen, kan dessa typer av avfallsbaserade bränslen presentera en gynnsam ekonomi och kommer sannolikt att utvecklas ytterligare.
Biobränslen är lätt att använda, men inte alltid lätt att hitta
Och till skillnad från andra former av förnybar energi (som väte, sol eller vind), är biobränslen lätta för människor och företag att övergå till utan speciell utrustning eller en förändring av fordons- eller hemuppvärmningsinfrastrukturen – du kan bara fylla din befintliga bil, lastbil eller hem oljetank med den.
De som vill ersätta bensin med etanol i sin bil måste dock ha en ”flex-fuel”-modell som kan köras på båda bränslena. Annars kan de flesta vanliga dieselmotorer hantera biodiesel lika lätt som vanlig diesel.
