Ero biopolttoaineiden ja fossiilisten polttoaineiden välillä

Mikä on biopolttoaine?

Biopolttoaine on nestemäistä polttoainetta, joka on valmistettu biomassasta, yhteinen termi, joka viittaa kasveihin, kasvijäämiin, orgaanisiin jätteisiin ja kaikkeen, mikä on peräisin elävästä organismista. Biopolttoaineiden yleisimmät muodot ovat etanoli ja biodieseli.

Biopolttoaineiden tyypit

Biopolttoaine voi olla eri muodoissa sen valmistustavasta ja materiaalista riippuen.

etanoli

Etanoli valmistetaan tyypillisesti sokereista, joita löytyy jyvistä, kuten maissista, ohrasta ja durrasta. Etanolia käytetään yleensä öljyperäisen bensiinin korvikkeena autoissa ja muissa tekniikkajärjestelmissä, joissa perinteisesti on käytetty öljybensiiniä. Jonkin verran etanolia käytetään melkein kaikissa kaasuissa Yhdysvalloissa. Yhdysvalloissa käytetään tällä hetkellä kahta etanoli-maaöljybensiiniseoksen muotoa, seos 10-prosenttisen etanolin (E10) kanssa ja seos noin 50 - 80-prosenttisen etanolin (E85) kanssa. Useimmat bensiinikäyttöiset ajoneuvot voivat käyttää E10-bensiiniä. Bensiinikäyttöisissä ajoneuvoissa, jotka ovat mallia 2007 tai uudempia, voidaan käyttää bensiiniä, joka on E15 tai 15% etanolia. Tällä hetkellä vain joustavan polttoaineen ajoneuvot voivat käyttää E85-bensiiniä.

Suurin osa etanolista valmistetaan tällä hetkellä viljoista löytyvistä kasvisokereista, mutta parhaillaan tutkitaan, voidaanko etanolia valmistaa kasvien selluloosapitoisista osista. Tätä etanolia kutsutaan selluloosa-etanoliksi.

biodiesel

Biodieseli on valmistettu kasviöljyistä ja eläinrasvoista. Se voidaan valmistaa myös keittorasvasta. Sitä käytetään öljypohjaisen dieselin korvaamiseen puristussytytysmoottoreissa. Biodieselin käyttö ei vaadi moottorin vaihtamista tai muuttamista, mikäli se on dieselmoottoria.

Biopolttoaineiden edut ja haitat

Biopolttoaineita on mainostettu uusiutuvana, vihreänä vaihtoehtona fossiilisiin polttoaineisiin. Toisaalta biopolttoaineiden hyödyllisyydelle ja kestävyydelle on joitain haasteita öljypohjaisten polttoaineiden korvaamiseksi.

Plussat

Toisin kuin öljypohjaiset polttoaineet, biopolttoaineet ovat yleensä myrkyttömiä. Lisäksi niitä mainostetaan usein hiileneutraalina polttoaineen lähteenä. Perusteena on, että koska biopolttoaineiden valmistuksessa käytettyjä kasveja on aina uudistettu, uudet laitokset absorboivat biopolttoaineiden polttamisen yhteydessä ilmakehään vapautuvan hiilidioksidin uudelleen. Toinen syy biopolttoaineiden mainostamiseen on, että ne mahdollisesti vähentävät riippuvuutta tuontiöljystä ja voivat sallia suuremman paikallisen kestävyyden maassa, jos sillä on runsaasti maata polttoaineiden kasvattamiseksi..

Haittoja

Vaikka biopolttoaineiden on ehdotettu korvaavan fossiilisia polttoaineita, viimeaikaisten tutkimusten mukaan biopolttoaineiden tuottama energiamäärä ei riitä korvaamaan fossiilisia polttoaineita muuttamatta suurimpaa osaa planeetan muusta kuin kaupunkien maapinta-alasta viljelymaalla tuottamaan tarvittavia kasveja. biopolttoaineiden tuotanto.

Esimerkiksi yhdessä tutkimuksessa todettiin, että 5%: n korvaaminen dieselin kulutuksesta biodieselillä edellyttäisi 60%: n muuttamista nykyisistä soijatiloista biopolttoaineiden tuotantoon. Cornellin yliopiston tutkimus osoittaa myös, että biopolttoaineiden tuottamiseen tarvitaan enemmän energiaa kuin lopputuotteen tuottamaan energiaan. Tämän vuoksi on kyseenalaista, voidaanko biopolttoaineita käyttää samassa mittakaavassa kuin fossiilisia polttoaineita. Lisäksi biopolttoaineiden käyttö voi luoda kilpailua viljelykasvien ja polttoainekasvien välillä. Tämä voi tehdä haasteeksi tarjota riittävästi polttoainetta maalle ja ruokkia kaikkia maassa samanaikaisesti.

Toinen biopolttoaineiden ongelma on, että kaikki biopolttoaineet eivät ole hiileneutraaleja. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että viljakasveista valmistetut biopolttoaineet tuottavat noin yhtä paljon hiilidioksidipäästöjä kuin fossiiliset polttoaineet. Biopolttoaineiden valmistukseen käytettyjen satojen uudelleenkasvatus ei myöskään välttämättä vähennä hiilidioksidipäästöjä. Tämä johtuu siitä, että uudet polttoainekasvit eivät absorboi hiilidioksidia riittävän nopeasti korvatakseen biopolttoaineiden palamisesta aiheutuvat päästöt. Kasvijäämistä tai jätteistä tuotetut biopolttoaineet puolestaan ​​vähentävät hiilidioksidipäästöjä.

Nämä ongelmat eivät tarkoita sitä, että biopolttoaineita ei voida käyttää, mutta ne viittaavat siihen, että niiden käyttöastetta rajoitetaan aivan kuten fossiilisia polttoaineita.

Fossiilinen polttoaine

Fossiiliset polttoaineet ovat polttoaineita, jotka on johdettu kuolleiden organismien jäännöksistä, jotka elivät miljoonia vuosia sitten. Fossiilisiin polttoaineisiin kuuluvat öljy, hiili ja maakaasu sekä terva ja bitumi. Fossiiliset polttoaineet eivät ole uusiutuvia, koska niiden muodostava prosessi vaatii miljoonia vuosia, mikä tekee niistä mahdotonta täydentää uudelleen ihmissivilisaatioille tyypillisessä ajassa..

Fossiilisten polttoaineiden tyypit

Kaikki fossiiliset polttoaineet on luotu aikaisemmin elävästä materiaalista, kuten kasveista ja levistä, jotka ovat luonnollisesti alttiita lämmölle ja paineelle. Fossiilisia polttoaineita voi esiintyä nestemäisissä, kiinteissä ja kaasumuodoissa.

Öljy

Öljy on nestemäinen aine, joka koostuu hiilivedyistä, jotka muodostivat kerran eläviä organismeja. Öljyä löytyy tyypillisesti läpäisevästä kalliokerroksesta, kuten hiekkakivestä tai kalkkikivistä, jonka päällä on läpäisemätön kalliokerros, yleensä haihtumiskivi, joka estää öljyn karkaamasta. Läpäisevän kivikerroksen alapuolella on liuskekerros. Öljy on peräisin liuskekerroksesta.

Yhdysvallat on tällä hetkellä maailman suurin öljyn kuluttaja. Suurimpia öljyviejiä Yhdysvaltoihin ovat Saudi-Arabia, Kanada, Meksiko ja Nigeria. Öljy on tyypillisesti bensiinin ja muiden nestemäisten fossiilisten polttoaineiden lähde, jota käytetään maatajoneuvojen ja lentokoneiden voimanlähteenä. Se on erittäin tärkeä polttoaineen lähde kuljetuksissa.

Vaikka öljy on tarjonnut runsaasti energiaa, sillä on myös merkittäviä haittoja. Uuttamismenetelmät ovat vaarallisia luonnonympäristölle, kuten viimeaikaiset öljyvuodot ovat osoittaneet. Öljyn palamisen tiedetään myös vapauttavan ilmaan hiukkasia, jotka vaikuttavat haitallisesti ihmisten ja eläinten keuhkoihin. Lisäksi öljyn polttaminen vapauttaa ilmakehään myös huomattavia määriä hiilidioksidia, mikä aiheuttaa maailmanlaajuisen keskilämpötilan nousun, muuttaen ilmastonmuutosta tavoilla, jotka eivät ole hyödyllisiä ihmisen sivilisaatiolle tai monille kasvi- ja eläinlajeille.

kivihiili

Hiili koostuu kiinteästä massasta hiilivetyjä, jotka on tuotettu lämmöstä ja paineesta. Hiili muodostuu pääasiassa kuolleista kasveista. Hiilellä on myös useita eri laatuja.

Kivihiilen edeltäjä on turve, pehmeä orgaaninen aine, joka on valmistettu hajoavista kasviaineista. Jos turve altistuu lämmölle ja paineelle, se muuttuu hiileksi. Ruskohiili tai ruskohiili on kivihiilen alhaisin laatu. Sillä on suhteellisen alhainen hiilipitoisuus ja siihen kohdistuu suhteellisen alhainen lämpö ja paine muodostumisen aikana.

Subbibinoidut ja bitumiset kivihiilit ovat kivihiilen muotoja, jotka ovat välituotteita antrasiitin, kivihiilen korkeimman muodon ja ruskohiilen välillä. Subbibinoitu kivihiili on tylsää, kun taas bitumipitoinen kivihiili on kiiltävää ja sileää. Asfalttinen kivihiili on myös yleisin sähköntuotannossa käytetty kivihiili. Antrasiitti sisältää korkeimman hiilipitoisuuden ja siihen on kohdistettu suurin lämpö ja paine. Se on kovaa ja haurasta muihin hiilen muotoihin verrattuna.

Hiilellä oli erittäin tärkeä rooli teollisessa vallankumouksessa, ja sitä käytetään monissa maissa ympäri maailmaa halpana energialähteenä. Hiiltä käytetään pääasiassa sähkön tuotantoon. Tällä hetkellä suurin hiilen tuottaja on Kiina, joka tuottaa 48% maailman hiilen tarjonnasta. Yhdysvallat tuottaa noin 11% maailman hiilestä etenkin Pennsylvanian, Wyomingin, Illinoisin ja Kentucky kaltaisissa osavaltioissa..

Vaikka kivihiili voi tarjota huomattavaa sähkövoimaa, se on myös yksi ympäristölle haitallisimmista fossiilisista polttoaineista. Kivihiilen louhinnan tiedetään tuhoavan suuret kasvilliset pellot ja saastuttavan joet myrkyllisillä miinajätteillä. Hiilen polttaminen tuottaa myös elohopeaa, rikkidioksidia ja typen oksideja, jotka voivat aiheuttaa happosateita. Lisäksi hiili myötävaikuttaa merkittävästi ihmissivilisaation tuottamiin hiilidioksidipäästöihin.

Maakaasu

Maakaasua käytetään enimmäkseen lämmitykseen ja sähköyn, ja sitä pidetään puhtaampana, suhteellisen vähän hiiltä kuluttavana vaihtoehtona muille fossiilisille polttoaineille. Yhdysvallat on merkittävä maakaasun käyttäjä ja tuottaja.

Maakaasun polttaminen tuottaa paljon vähemmän hiilidioksidia kuin öljyn tai hiilen polttaminen ja vapauttaa ilmakehään paljon vähemmän epäpuhtauksia. Se aiheuttaa kuitenkin edelleen 29 prosenttia hiilidioksidipäästöistä Yhdysvalloissa.

Biopolttoaineen ja fossiilisten polttoaineiden samankaltaisuudet

Biopolttoaineet ja fossiiliset polttoaineet ovat molemmat valmistettu kerran elävistä aineista. Niitä käytetään myös lämmön ja sähkön tuottamiseen samoin kuin moottoriajoneuvoihin ja generaattoreihin ympäri maailmaa. Ne tuottavat myös merkittäviä hiilidioksidipäästöjä, ja niiden jatkuvan käytön kestävyys on kyseenalaista niiden ympäristövaikutusten perusteella.

Biopolttoaineiden ja fossiilisten polttoaineiden erot

Vaikka fossiilisten polttoaineiden ja biopolttoaineiden välillä on monia samankaltaisuuksia, on myös merkittäviä eroja, joihin sisältyy seuraavat.

• Biopolttoaineet ovat uusiutuvia, kun taas fossiiliset polttoaineet eivät ole uusiutuvia.
• Biopolttoaineita kasvatetaan pääasiassa nykyaikaisista jyvistä tai nykyaikaisten kasvien orgaanisista jäännöksistä, kun taas fossiilisten polttoaineiden valmistamat organismit ovat kuolleet miljoonia vuosia.
• Myrkylliset kaasut ja hiukkaset, jotka aiheuttavat keuhkojen ärsytystä tai vaurioita, tuotetaan fossiilisten polttoaineiden palamisen sivutuotteiksi, kun taas biopolttoaineet eivät yleensä ole myrkyllisiä.
• Fossiilisten polttoaineiden käyttö on tällä hetkellä kiistanalainen, ja monet maat ovat tällä hetkellä yrittäneet siirtyä eroon fossiilisista polttoaineista. Biopolttoaineita toisaalta pidetään ympäristöystävällisinä ja yhä suositumpia.

Biopolttoaine vs. fossiiliset polttoaineet

Yhteenveto

Biopolttoaineita tuotetaan kasveista ja muista orgaanisista aineista, jotka on muutettu nestemäiseksi polttoaineeksi. Biopolttoaineita ovat etanoli ja biodieseli. Etanolia valmistetaan yleensä jyvistä, paitsi selluloosa-etanolia. Biodieseli on valmistettu kasviöljystä, eläinrasvasta ja käytetystä keittorasvasta. Etanolia valmistetaan bensiinin korvaamiseksi, kun taas biodieseliä käytetään dieselin korvaamiseen. Biopolttoaineet ovat yleensä myrkyttömiä ja voivat tehdä maasta vähemmän riippuvaisia ​​fossiilisten polttoaineiden ulkomaisesta tuonnista. Toisaalta biopolttoaineet eivät tarjoa tarpeeksi energiaa fossiilisten polttoaineiden korvaamiseksi kokonaan. Biopolttoaineiden käyttö luo kilpailua myös elintarvikekasvien ja polttoaineena käytettävien kasvien välillä. Lisäksi se tuottaa monissa tapauksissa suunnilleen saman määrän hiilipäästöjä kuin fossiiliset polttoaineet. Fossiiliset polttoaineet valmistetaan organismeista, jotka kuolivat miljoonia vuosia sitten ja joiden jäännökset olivat alttiina lämmölle ja paineelle. Fossiilisia polttoaineita pidetään uusiutumattomina, koska niiden muodostuminen vie miljoonia vuosia. Fossiiliset polttoaineet ja biopolttoaineet ovat samanlaisia ​​siinä mielessä, että ne molemmat muodostuvat yhdestä elävästä aineesta ja molemmat lähettävät hiilidioksidia poltettaessa energiaa varten. Ne eroavat toisistaan ​​siinä, että biopolttoaineet ovat uusiutuvia, yleensä myrkyttömiä ja kasvavaa teollisuutta, kun taas fossiiliset polttoaineet eivät ole uusiutuvia, niillä on usein huomattavasti myrkyllisiä bipotuotteita ja ne ovat vähentyvä teollisuus.