Till skillnad från fossila bränslen, som är uttömliga resurser, produceras biobränslen från förnybara råvaror. Sålunda skulle deras produktion och användning i teorin kunna upprätthållas på obestämd tid. Biobränsle är helt fossilfritt.
Fossilt bränsle är den största energikällan för bilar och industrier. Bildandet av fossila bränslen tar dock miljontals år, och mängden fossilt bränsle som är tillgängligt för konsumtion är mycket liten
Därför är det mycket viktigt att uppfinna alternativa källor för bränslebehov. Biobränsle är ett bra substitut för detta ändamål, men det behöver fler förbättringar och modifieringar. Den största skillnaden mellan biobränsle och fossilt bränsle är att fossilt bränsle bildas naturligt medan biobränsle kan produceras industriellt.
Vad är biobränsle?
Biobränsle är ett bränsle som produceras av levande materia. Bildandet av biobränslen tar en kort tidsperiod jämfört med fossila bränslen. Biobränsle produceras huvudsakligen genom biologiska processer. Slutprodukten av biobränsleproduktion kan vara fast, flytande eller gas.
En stor betydelse för biobränsle är att det är en förnybar energikälla. Förnybara bränslen är bränsle som tillverkas av förnybara resurser. Eftersom biobränsle produceras av biomassa och biomassa är en förnybar resurs är biobränsle ett förnybart bränsle.
De vanligaste typerna av biobränsle är bioetanol och biodiesel.
Bioetanol
Bioetanol är det bränsle som erhålls genom biologiska processer med användning av mikroorganismer och enzymer. Slutprodukten är en vätska som är brandfarlig. De källor som används för produktion av biobränsle är sockerrör och vete. Sockret från dessa källor fermenteras för att erhålla etanol.
Destillationen görs för att separera bioetanol från andra komponenter som ingår i slutprodukten. Bioetanol kan användas som tillsats tillsammans med bensin för att minska kolmonoxidutsläppen.
Biodiesel
Biodiesel framställs med vegetabilisk olja och fett i en procedur som kallas omförestring. De största resurserna är sojabönor, raps, etc. Biodiesel är en av de bästa tillsatserna som används i bränsleblandningar för att minska ogynnsamma gasutsläpp. Biodiesel kan minska dessa utsläpp med upp till 60 %.
Förbränning av biobränslen bidrar dock till luftföroreningarna på grund av bildandet av kolpartiklar, kolmonoxid och andra ogynnsamma gasutsläpp. Men i procent är detta bidrag mindre än fossila bränslen.
Fördelarna med att använda biobränsle inkluderar lägre utsläpp, förnybarhet, biologisk nedbrytbarhet och säkerhet. Biobränslen producerar mindre mängder växthusgaser än fossila bränslen.
Biobränsle kan lätt erhållas från organiskt material. Eftersom organiskt material som växtbiomassa kan odlas själva, anses biobränsle som en förnybar energikälla. Eftersom dessa biobränslen är gjorda av organiskt material är det biologiskt nedbrytbart, och därför kommer ett läckage av bränslespill inte att skada miljön så mycket.
Eftersom biobränsle helt enkelt tillverkas av växter som växer på jorden är det säkrare än metoder som involverar gruvdrift eller andra hårda grävningar.
Vad är fossilt bränsle?
Fossilt bränsle är ett naturligt förekommande bränsle som bildas från geologiska processer. Bildandet av fossila bränslen sker under miljontals år. Därför är det en mycket långsam process.
Den största reaktionen som sker vid bildandet av fossilt bränsle är nedbrytning. Eftersom det är en naturlig process består fossila bränslen av föroreningar i betydande mängder. Det finns tre huvudtyper av fossilt bränsle som har upptäckts.
- Kol – Det fossila bränslet som finns mest. Den är i fast form.
- Petroleumolja – Detta bränsle är i flytande form.
- Naturgaser – Dessa är gaser och huvudkomponenten är metan.
Fossila bränslen kan vara antingen förnybara eller icke-förnybara bränslen eftersom det fossila bränslets resurser kan vara antingen förnybara eller icke-förnybara. Vid förbränning frigör fossila bränslen energi. Denna energi är energikällan för ett antal industrier, fordon och andra krav. Även om det är en stor fördel finns det många nackdelar med att använda fossilt bränsle.
Nackdelarna med att använda fossilt bränsle inkluderar deras begränsade tillgång, frigöring av en stor mängd kolmonoxid och koldioxid vid förbränning, utsläpp av ogynnsamma gaser som svaveldioxid. Därför orsakar användning av fossila bränslen utsläpp av växthusgaser och orsakar därmed global uppvärmning såväl som luftföroreningar.
Skillnaden mellan biobränsle och fossilt bränsle
Biobränsle: Biobränsle är ett bränsle som produceras av levande materia.
Fossila bränslen: Fossilt bränsle är ett naturligt förekommande bränsle som bildas från geologiska processer.
Resurser
Biobränsle: Biobränsle erhålls från förnybara källor.
Fossila bränslen: Fossila bränslen erhålls huvudsakligen från icke-förnybara resurser.
Biobränsle: Biobränsle ger en låg mängd energi per enhet biomassa.
Fossila bränslen: Fossila bränslen ger en hög mängd energi per massenhet.
Biobränsle: Biobränsle orsakar mindre föroreningar än fossila bränslen.
Fossila bränslen: Fossila bränslen spelar en viktig roll för miljöföroreningar.
Biobränsle: Biobränslen avger en lägre andel ogynnsamma gaser vid förbränning.
Fossila bränslen: Fossila bränslen avger en stor mängd ogynnsamma gaser vid förbränning.
Biobränsle: Biobränslen kan tillverkas med säkrare metoder.
Fossila bränslen: Fossila bränslen erhålls från osäkra metoder som borrning och fräsning.
Olika typer av fossila bränslen
Etanol
Etanol tillverkas vanligtvis av sockerarter som finns i spannmål som majs, korn och sorghum. Etanol används vanligtvis som ersättning för petroleumbaserad bensin i bilar och andra tekniska system som traditionellt har använt petroleumbensin.
Det mesta etanolen tillverkas för närvarande av växtsocker som finns i spannmål, men det pågår för närvarande forskning om etanol kan tillverkas av cellulosadelar av växter. Denna etanol kallas cellulosaetanol.
Biodiesel
Biodiesel är tillverkad av vegetabiliska oljor och animaliska fetter. Den kan också tillverkas av matfett. Den används för att ersätta petroleumbaserad diesel i motorer med kompressionständning. Användningen av biodiesel kräver inte att motorn byts eller modifieras, förutsatt att det är en dieselmotor.
För- och nackdelar med biobränslen
Biobränslen har främjats som ett förnybart, grönt alternativ till fossila bränslen. Å andra sidan finns det vissa utmaningar för användbarheten och hållbarheten hos biobränslen som ersättning för petroleumbaserade bränslen.
Fördelar
Till skillnad från petroleumbaserade bränslen är biobränslen i allmänhet giftfria. Dessutom marknadsförs de ofta som en koldioxidneutral bränslekälla.
Resonemanget är att eftersom de växter som används för att tillverka biobränslen alltid återväxt kommer de nya växterna att återuppta koldioxiden som släpps ut i atmosfären vid förbränning av biobränslen. En annan anledning till att biobränslen främjas är att de potentiellt tillåter mindre beroende av importerad petroleum och kan möjliggöra mer lokal hållbarhet för ett land om det har riklig mark att odla bränslegrödor på.
Nackdelar
Även om biobränslen har föreslagits utgöra ett substitut för fossila bränslen, tyder ny forskning på att mängden energi som produceras av biobränslen inte räcker för att ersätta fossila bränslen utan att omvandla större delen av planetens icke-urbana markyta till jordbruksmark för att producera de grödor som behövs för produktion av biobränsle.
I en studie fann man till exempel att om man skulle ersätta 5 % av dieselförbrukningen med biodiesel skulle det krävas att 60 % av nuvarande sojagårdar konverterades till biobränsleproduktion. Forskning vid Cornell University tyder också på att det behövs mer energi för att producera biobränslen än den energi som slutprodukten ger.
Det gör det tveksamt om biobränslen kan användas i samma skala som fossila bränslen. Dessutom kan användningen av biobränslen skapa konkurrens mellan mark för matgrödor och bränslegrödor. Detta kan göra det till en utmaning att tillhandahålla tillräckligt med bränsle till ett land och mata alla i det landet samtidigt.
Ett annat problem med biobränslen är att inte alla biobränslen är koldioxidneutrala. Ny forskning visar att biobränslen som tillverkas av spannmålsgrödor ger ungefär lika mycket koldioxidutsläpp som fossila bränslen. Att odla om de grödor som används för att tillverka biobränslena minskar inte heller nödvändigtvis koldioxidutsläppen.
Det beror på att de nya bränslegrödorna inte tar upp koldioxid tillräckligt snabbt för att kompensera för de utsläpp som är resultatet av förbränning av biobränslen. Biobränslen som produceras av skörderester eller avfall tenderar å andra sidan att minska koldioxidutsläppen.
Dessa problem betyder inte att biobränslen inte kan användas, men de tyder på att den skala de kan användas i är begränsad precis som fossila bränslen.
Olika typer av fossila bränslen
Fossila bränslen är alla skapade av tidigare levande material, såsom växter och alger, som naturligt utsätts för värme och tryck. Fossila bränslen kan förekomma i flytande, fast och gasform.
Olja
Olja är ett flytande ämne som består av kolväten som en gång utgjorde levande organismer. Vanligtvis kommer olja att finnas i ett permeabelt berglager, såsom sandsten eller kalksten, täckt av ett ogenomträngligt berglager, vanligtvis evaporiter, som kommer att hindra oljan från att fly. Under det permeabla bergskiktet kommer att finnas ett lager av skiffer. Oljan kommer från skifferlagret.
USA är för närvarande världens största konsument av olja. De största exportörerna av olja till USA inkluderar Saudiarabien, Kanada, Mexiko och Nigeria. Olja är vanligtvis källan till bensin och andra flytande fossila bränslen som används för att driva landfordon och flygplan. Det är en mycket viktig bränslekälla för transporter.
Även om olja har gett en mängd energi, har den också betydande nackdelar. Utvinningsmetoder är farliga för den naturliga miljön, vilket nyligen utsläpp av olja har visat. Det är också känt att förbränning av olja släpper ut partiklar i luften som negativt påverkar lungorna hos människor och djur.
Vidare frigör förbränning av olja också betydande mängder koldioxid i atmosfären, vilket gör att den globala medeltemperaturen stiger, vilket förändrar det globala klimatet på sätt som inte är fördelaktiga för den mänskliga civilisationen eller många växt- och djurarter.
Kol
Kol består av en fast massa kolväten som produceras av värme och tryck. Kol bildas främst från döda växter. Kol har också flera olika kvaliteter.
Föregångaren till kol är torv, ett mjukt organiskt material gjord av ruttnande växtmaterial. Om torven utsätts för värme och tryck förvandlas den till kol. Brunkol är den lägsta graden av kol. Den har relativt låg kolkoncentration och utsätts för relativt låg värme och tryck under bildning.
Subbituminöst och bituminöst kol är former av kol som är mellanliggande mellan antracit, den högsta formen av kol, och brunkol. Subbituminöst kol är matt medan bituminöst kol är glänsande och slätt. Bituminöst kol är också den vanligaste typen av kol som används vid kraftproduktion. Antracit innehåller den högsta koncentrationen av kol och har varit utsatt för den största värmen och trycket. Det är hårt och sprött jämfört med andra former av kol.
Kol spelade en mycket viktig roll i den industriella revolutionen och används i många länder runt om i världen som en billig kraftkälla. Kol används huvudsakligen för att producera el. För närvarande är den största producenten av kol Kina, som producerar 48 % av världens koltillgång. USA producerar cirka 11% av världens kol, särskilt i stater som Pennsylvania, Wyoming, Illinois och Kentucky.
Även om kol kan ge betydande kraft till el, är det också ett av de mest miljöskadliga fossila bränslena som används för närvarande. Utvinning av kol är känt för att förstöra stora delar av vegetation och förorena floder med giftigt gruvavfall. Förbränning av kol producerar också kvicksilver, svaveldioxid och kväveoxider som kan orsaka surt regn. Dessutom bidrar kol avsevärt till de koldioxidutsläpp som skapas av den mänskliga civilisationen.
Naturgas
Naturgas används mest för uppvärmning och el och anses vara ett renare alternativ med relativt låga koldioxidutsläpp till andra fossila bränslen. USA är en betydande användare och producent av naturgas.
Förbränning av naturgas producerar mycket mindre koldioxid än förbränning av olja eller kol och släpper ut mycket färre föroreningar i atmosfären. Det är dock fortfarande orsaken till 29% av koldioxidutsläppen i USA.
Likheter mellan biobränsle och fossilt bränsle
Biobränslen och fossila bränslen är båda tillverkade av en gång levande materia. De används också både för att producera värme och el samt för att driva fordon och generatorer runt om i världen. De producerar också betydande koldioxidutsläpp och hållbarheten i deras fortsatta användning är tveksam i ljuset av deras effekter på miljön.
Skillnader mellan biobränsle och fossilt bränsle
Även om det finns många likheter mellan fossila bränslen och biobränslen, finns det också betydande skillnader som inkluderar följande.
- Biobränslen är förnybara, medan fossila bränslen inte är förnybara.
- Biobränslen odlas mestadels från moderna spannmål eller organiska rester av moderna växter, medan organismerna som fossila bränslen är gjorda av har varit döda i miljontals år.
- Giftiga gaser och partiklar som orsakar lungirritation eller skada produceras som biprodukter av förbränning av fossila bränslen, medan biobränslen i allmänhet är giftfria i sig.
- Användningen av fossila bränslen är för närvarande kontroversiell och det görs för närvarande betydande försök från många länder att gå bort från fossila bränslen. Biobränslen å andra sidan anses vara miljövänliga och blir allt mer populära.
Slutsats
Många forskare försöker hitta billiga metoder för att producera biobränsle och att använda dem direkt i fordonsmotorer och andra industriella ändamål eftersom den befintliga mängden fossila bränslen inte räcker till under lång tid eftersom behovet av energi växer dag för dag.
Den största skillnaden mellan biobränsle och fossilt bränsle är deras källa; biobränsle erhålls från förnybara källor medan fossila bränslen huvudsakligen erhålls från icke-förnybara resurser. Biobränsle är också mer miljövänligt än fossilt bränsle.
