Vilka är några av fördelarna och nackdelarna med biobränslen vs fossila bränslen?
Användningen av biobränslen och fossila bränslen är två olika sätt att driva fordon. De är helt enkelt två olika sorters energi.
Biobränslen kommer från organiskt material, medan fossila bränslen kommer från resterna av förhistoriska växter och djur. Fossila bränslen är effektivare än biobränslen, men de producerar föroreningar som kan skada miljön. Biobränslen är miljövänligare än fossila bränslen, men de är inte lika effektiva.
Vad är fossila bränslen?
Fossila bränslen bildas genom naturlig process såsom anerobt sönderfall av döda organismer. Fossilt bränsle kan reformeras men beskrivs som icke-förnybart eftersom förbrukningstakten är mycket snabbare än reformeringen.
Fossila bränslen innehåller en hög andel kol, varav energin kommer från fotosyntesen i de döda organismerna.
Fossila bränslen sträcker sig från material som har låga kol-väte-förhållanden t.ex. metan till vätskor t.ex. petroleum och icke-flyktiga material som består av rent kol t.ex. antracitkol.
Förbränning av fossilt bränsle producerar CO2 vilket leder till:
- Total ökning av atmosfärisk CO2 eftersom naturen bara kan absorbera en bråkdel av det som produceras via fotosyntes
- Global uppvärmning som i sin tur orsakar smältning av inlandsisen, höjning av havsnivån, förlust av land.
- Ökning av [CO2(aq)] i vattendrag. CO2 reagerar med vatten och bildar kolsyra som sänker vattnets pH. Många vattenlevande organismer kan inte tolerera drastiska förändringar i pH och temperatur
Användning av fossila bränslen är mycket kostnadseffektivt och energieffektivt. Elproduktionen är fortfarande till övervägande del beroende av kolförbränning på många håll i världen.
Idag används fossila bränslen för att generera el, driva bilar och flygplan och värma våra hem.
Även om de är en riklig och relativt billig energikälla, kommer fossila bränslen också med vissa miljömässiga nackdelar. Till exempel, när de bränns släpper de ut skadliga utsläpp till atmosfären, vilket bidrar till luftföroreningar och klimatförändringar. Dessutom är fossila bränslen icke-förnybara resurser, vilket betyder att de så småningom kommer att ta slut.
Skillnaden mellan biobränsle och fossilt bränsle
Vad är biobränsle?
Biobränslen kommer från biomassa, vilket är material som härrör från levande organismer. Detta kan vara antingen material från djur eller växter.
Etanol och biodiesel är vanliga biobränslen.
Etanol är ett biobränsle som tillverkas genom att jäsa biomassa inklusive kolhydrater – sockerarter t.ex. stärkelse, sackaros och glukos
Biodiesel kommer från vegetabiliska oljor, animaliska fetter och återvunna fetter. Biodiesel är det vanligaste biobränslet i Europa.
Till skillnad från fossila bränslen, som är ändliga resurser som så småningom kommer att förbrukas, kan biobränsle fyllas på genom hållbara metoder som jord- och skogsbruk. Det finns en mängd olika typer av biobränsle, alla med sina egna fördelar och nackdelar.
Till exempel är biodiesel ett populärt val för att driva fordon eftersom den kan användas i konventionella dieselmotorer med endast mindre modifieringar. Biodiesel har dock en relativt låg energitäthet, vilket innebär att det krävs mer bränsle för att resa samma sträcka som med bensin eller diesel.
Alternativt används etanol vanligtvis som tillsats till bensin, men den har lägre oktantal än bensin och kan därför inte användas ensam i de flesta motorer. Biobränsle är ett lovande alternativ till fossila bränslen, men ytterligare forskning behövs för att utveckla effektivare och skalbara produktionsmetoder.
Fördelar och nackdelar med biobränslen
Fördelar med biobränsle
- Biobränsle produceras från förnybara resurser medan bensin produceras från icke-förnybara råoljereserver. Bioetanol och biodiesel är alltså hållbara bränslen, som kan produceras kontinuerligt medan bensin är ohållbart.
- Bioetanol och biodiesel är biologiskt nedbrytbara. Utsläpp utgör således ett mindre miljöhot än utsläpp av icke biologiskt nedbrytbar bensin, vilket kan orsaka långvarig förorening av mark och vatten.
- Förbränning av bensin ökar koncentrationen av växthusgaser i atmosfären. Om grön energi används för att producera biobränsle kan koldioxiden som frigörs under förbränningen avlägsnas av växter under fotosyntesen, vilket resulterar i en koldioxidneutral process.
- Förbränning av bioetanol producerar mindre partiklar, vilket kan vara ansvarigt för betydande lungsjukdomar och kan till och med vara associerat med bildandet av cancer. Att minska luftburna föroreningar har också den extra fördelen att kostnaderna för hälsovård i ett samhälle minskar.
- Bioetanol och biodiesel är båda delvis oxiderade (innehåller syre), därför kräver fullständig förbränning av dessa biobränslen mindre syretillförsel och är mindre benägna att producera sot och kolmonoxid via ofullständig förbränning.
Nackdelar
- Biobränslen är mindre energieffektiva än fossila bränslen.
- Etanol har lägre förbränningsvärme (∆cH) än bensin
- Biodiesel har lägre förbränningsvärme (∆cH) än diesel
- Sannolikt föga tilltalande för konsumenterna på grund av högre priser och lägre effektivitet.
- Produktionsprocessen av bioetanol är inte industriellt och ekonomiskt genomförbar.
- Fermentering har en långsam reaktionshastighet och kräver specifika förhållanden (jäst, 37ºC och utspädda lösningar). Dessa krav innebär att etanol produceras i mycket långsam takt från glukos.
- Efter att etanol har producerats måste den separeras från vatten med hjälp av destillation som kräver en betydande mängd energi. Om denna energi produceras från förbränning av fossila bränslen skulle användningen av bioetanol inte vara koldioxidneutral.
- Produktion av biobränslen inklusive både bioetanol och biodiesel kräver att matgrödor odlas
- Ökad efterfrågan på biobränsle till ersatt fossilt bränsle kan göra att grödor odlas för bränsle snarare än mat. Matbrist eller ökade livsmedelspriser kan bli följden.
- I takt med att fler grödor odlas för att producera biobränslen används mer gödsel. Överdriven användning av gödningsmedel kan resultera i jorderosion och kan leda till mark- och vattenföroreningar.
Vad är egentligen ett fossilt bränsle, och varför är det icke förnybart?
Kol, naturgas och råolja betraktas alla som fossila bränslen eftersom de bildades av fossiliserade växter och djur som dog för miljoner år sedan. Dessa energikällor har ett extremt högt kolinnehåll vilket gjorde dem till en topputmanare för global användning.
Det fortsatta stora beroendet av en sådan energikälla är dock omöjligt att upprätthålla. Eftersom fossila bränslen tar miljontals år att bilda, kan vi inte bara fortsätta skapa mer när vi behöver det. Dessutom lär vi oss mer varje dag om fossila bränslens förödande inverkan på miljön.
För många människor är ämnet om fossila bränslen som bidrar till problemet med global uppvärmning kontroversiellt. Trots den pågående debatten om dess exakta miljömässiga och ekonomiska påverkan är forskarna säkra på att fossila bränslen är tydliga bidragsgivare.
Vetenskapen bakom den skadliga miljöpåverkan av att använda fossila bränslen kan spåras ända tillbaka till 1896. Den svenska forskaren Svante Arrenhius publicerade sin teori om att när människor använde fossila bränslen skulle vi höja planetens temperatur och därmed skapa en ”växthuseffekt”. Sedan dess har forskare tittat närmare på den globala uppvärmningen och de effekter som fossila bränslen har på miljön. Utan tvekan har användningen av fossila bränslen haft en negativ inverkan på vårt klimat.
Slutsats
Biobränslen är en förnybar energikälla som kommer från biologiska material. Den vanligaste typen av biobränsle är etanol, som tillverkas av växter som majs eller sockerrör. Biobränslen kan brännas i bilar eller lastbilar precis som bensin, och de skapar också elektricitet.
Fossila bränslen är en icke-förnybar energikälla som kommer från de nedgrävda resterna av växter och djur som har omvandlats till olja, kol eller naturgas. Fossila bränslen används för att producera el och för att driva fordon. Biobränslen är bättre för miljön eftersom de släpper ut färre växthusgaser än fossila bränslen. Biobränslen tar också mindre tid att bryta ned än fossila bränslen.
Däremot bildas fossila bränslen från resterna av förhistoriska organismer som har begravts djupt inne i jorden och utsatts för högt tryck och temperatur under miljontals år. Som ett resultat förbränns biobränslen mycket renare än fossila bränslen, och användningen av dem kan bidra till att minska utsläppen av växthusgaser.
Dessutom är biobränslen mycket effektivare än fossila bränslen, vilket innebär att de kan ge mer energi per massaenhet. Slutligen är biobränslen förnybara, vilket innebär att de kan fyllas på genom hållbara metoder, medan fossila bränslen är en begränsad resurs som så småningom kommer att utarmas.
