Alternatywne paliwa neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla

Neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla to termin używany do opisania paliw na bazie węgla, które po spaleniu nie wzrosną dwutlenek węgla (CO2) w atmosferze. Paliwa te nie przyczyniają się ani nie zmniejszają ilości węgla (mierzonego w uwalnianiu CO2) do atmosfery.

Dwutlenek węgla w atmosferze jest pokarmem roślinnym, co jest dobre, a także pomaga utrzymać ciepło naszej planety. Jednak zbyt dużo CO2 może prowadzić do tego, co teraz nazywamy globalne ocieplenie. Paliwa neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla mogą pomóc w zapobieganiu gromadzeniu się zbyt dużej ilości CO2 w atmosferze. Dokonuje się tego, gdy uwolniony węgiel jest absorbowany przez rośliny, które pomogą wyprodukować następny galon paliwa neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla.

Za każdym razem, gdy podróżujemy pojazdami napędzanymi benzyną lub olejem napędowym, dodajemy Gazy cieplarniane do atmosfery. To dlatego, że palenie paliwo naftowe (które powstały miliony lat temu) uwalnia CO2 do powietrza. Jako naród zarejestrowanych jest obecnie 250 milionów pojazdów osobowych, co stanowi około 25 procent wszystkich pojazdów osobowych na świecie. W USA nasze pojazdy spalają około 140 miliardów litrów benzyny i 40 miliardów litrów oleju napędowego rocznie.

Przy tych liczbach nietrudno zauważyć, że każdy galon spalanego paliwa neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla może przyczynić się do redukcji CO2 w atmosferze, przyczyniając się w ten sposób do ograniczenia globalnego ocieplenia.

Wiele osób uważa, że ​​przyszłość leży w neutralnych pod względem emisji dwutlenku węgla paliwach alternatywnych wytwarzanych z upraw i produktów odpadowych znanych jako biopaliwa. Czyste biopaliwa, takie jak biodiesel, bioetanol i bio-butanol są neutralne pod względem węgla, ponieważ rośliny pochłaniają uwalniany CO2 podczas spalania.

Najpopularniejszym paliwem neutralnym pod względem emisji dwutlenku węgla biodiesel. Ponieważ jest wytwarzany z takich zasobów organicznych, jak tłuszcze zwierzęce i olej roślinny, można go wykorzystać do recyklingu szerokiej gamy odpadów. Jest dostępny w różnych proporcjach mieszanki - na przykład B5 to 5 procent biodiesla i 95 procent oleju napędowego, podczas gdy B100 to biodiesel - i istnieją stacje tankowania biodiesla w całych Stanach Zjednoczonych Istnieje niewielka liczba kierowców, którzy wyhodowali własny biodiesel i niektórzy, którzy przerabiają swoje silniki Diesla na działanie na prostym oleju roślinnym pochodzącym z recyklingu restauracje.

Bioetanol to etanol (alkohol), który powstaje w wyniku fermentacji skrobi roślinnych, takich jak zboża, takie jak kukurydza, trzcina cukrowa, trawa trawiasta i odpady rolnicze. Nie mylić z etanolem, który jest produktem ubocznym reakcji chemicznej z ropą naftową, której nie uważa się za odnawialną.

W USA większość bioetanolu pochodzi od rolników uprawiających kukurydzę. Wiele amerykańskich samochodów osobowych i lekkich ciężarówek może być zasilanych benzyną lub mieszanką bioetanolu / benzyny o nazwie E-85–85 procent etanolu / 15 procent benzyny. Chociaż E-85 nie jest czystym paliwem neutralnym pod względem emisji dwutlenku węgla, wytwarza niskie emisje. Dużym minusem etanolu jest to, że jest mniej energochłonny niż inne paliwa, więc zmniejsza zużycie paliwa o 25% do 30%. Ceny benzyny wahają się w okolicach 2 USD, a galon E-85 nie jest konkurencyjny cenowo. Powodzenia w znalezieniu stacji benzynowej, która sprzedaje ją poza stanami rolnymi na środkowym zachodzie.

Metanol, podobnie jak etanol, jest bardzo silnym alkoholem wytwarzanym z pszenicy, kukurydzy lub cukru w ​​procesie podobnym do warzenia i jest uważany za najbardziej energooszczędne paliwo do produkcji. Ciecz w normalnych temperaturach ma wyższą liczbę oktanową niż benzyna, ale niższą gęstość energii. Metanol można mieszać z innymi paliwami lub stosować samodzielnie, ale jest on nieco bardziej żrący niż tradycyjne paliwa, wymagając modyfikacji układu paliwowego silnika rzędu 100-150 USD.

W krótkim okresie na początku XXI wieku w Kalifornii był niewielki rosnący rynek samochodów z metanolem, aż do Sieć inicjatyw wodorowych przejął dowodzenie, a program stracił wsparcie. Sprzedaż tych samochodów była powolna z powodu niskiej ceny benzyny w tym czasie i braku stacji paliw, które pompowały paliwo. Krótki program potwierdził jednak niezawodność pojazdów i zebrał pozytywne opinie od kierowców.

Glony- szczególnie mikroalgi - są źródłem alternatywnego paliwa neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla. Od lat 70. rządy federalne i stanowe wraz z prywatnymi firmami inwestycyjnymi zainwestowały setki milionów w badania nad algami jako biopaliwo, które jak dotąd nie odniosły sukcesu. Mikroglony mają zdolność wytwarzania lipidów, które są znane jako potencjalne źródło biopaliw.

Glony te można hodować na wodzie niezdatnej do picia, być może nawet w ściekach, w stawach, więc nie wykorzystuje gruntów ornych ani dużych ilości wody. Podczas gdy na papierze mikroglony wydają się oczywiste, ogromne problemy techniczne od lat oszołomiły badaczy i naukowców. Ale prawdziwi wierzący w glony się nie poddają, więc może kiedyś napompujesz biopaliwo na bazie alg do zbiornika paliwa w samochodzie.

Nie, olej napędowy z wody i dwutlenku węgla nie jest jakimś schematem Ponziego skierowanym do niedorzecznych inwestorów. W 2015 roku Audi wraz z niemiecką firmą energetyczną Sunfire ogłosiło, że jest w stanie zsyntetyzować olej napędowy z wody i CO2, które mogą napędzać samochody. Synteza tworzy ciecz znaną jako niebieska ropa naftowa i jest dopracowana do tego, co Audi nazywa e-diesel.

Audi twierdzi, że e-diesel nie zawiera siarki, pali się czystiej niż standardowy olej napędowy, a proces jego uzyskania jest 70 procent efektywny. Pierwsze pięć litrów trafiło do zbiornika Audi A8 3.0 TDI napędzanego przez niemieckiego ministra badań. Aby stać się realnym paliwem neutralnym pod względem emisji dwutlenku węgla, kolejnym krokiem jest zwiększenie produkcji.

Nasze uzależnienie od ropy naftowej miało tragiczne konsekwencje. Wydaje się, że logicznym rozwiązaniem byłoby opracowanie lub odkrycie alternatywnego, neutralnego pod względem emisji węgla paliwa, które nie pochodzi z ropy naftowej. Jednak znalezienie alternatywnej, obfitej, odnawialnej, ekonomicznej w produkcji i przyjaznej dla środowiska jest złożonym i trudnym wyzwaniem.

Dobra wiadomość jest taka, że ​​kiedy to czytasz, naukowcy ciężko pracują nad tym trudnym wyzwaniem.

Zaktualizował Larry E. sala