Globaalissa kontekstissa, jossa ilmastopolitiikka on nousemassa asemaan ja maat pyrkivät vähentämään hiilidioksidipäästöjä, biopolttoaineet nousevat yhdeksi tärkeimmistä ratkaisuista. Liikenne on kriittinen ala, joka tuottaa 2 prosenttia maailmanlaajuisista CO29-ekvivalenttipäästöistä vuonna 2. Siksi on välttämätöntä löytää keinoja tämän teollisuuden hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi, ja toisen ja kolmannen sukupolven biopolttoaineilla on tärkeä rooli tässä strategiassa.
Tässä artikkelissa tutkimme yksityiskohtaisesti, mitä toisen ja kolmannen sukupolven biopolttoaineet ovat, miten niitä tuotetaan, niiden ominaisuuksia ja etuja perinteisiin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna.
Ensimmäisen sukupolven biopolttoaineet
Ensimmäisen sukupolven biopolttoaineita saadaan elintarvikekäyttöön tarkoitetuista maatalouskasveista, kuten maissista, sokeriruo'osta tai soijapavuista. Bioetanoli ja biodiesel ovat kaksi edustavaa esimerkkiä tämäntyyppisistä biopolttoaineista. Hän bioetanoli Sitä saadaan pääasiassa viljelykasveista, joissa on runsaasti sokereita tai tärkkelystä, ja sitä käytetään bensiinin kanssa sekoitettuna ajoneuvojen polttoaineiden valmistukseen. Toisaalta, biodiesel Se valmistetaan kasviöljyistä tai eläinrasvoista kemiallisen prosessin kautta, jota kutsutaan transesteröinniksi.
Vaikka nämä biopolttoaineet ovat olleet välttämättömiä energiasiirtymän ensimmäisessä vaiheessa, niitä kritisoidaan kilpailusta elintarviketuotannon kanssa, mikä voi nostaa hintoja ja joissakin tapauksissa aiheuttaa metsien häviämistä ja biologisen monimuotoisuuden vähenemistä omistamalla suuria maa-alueita tuotantoon. energiaa ruoan sijaan.
Toisen ja kolmannen sukupolven biopolttoaineet
Toisen sukupolven biopolttoaineet
Toisen sukupolven biopolttoaineet ovat merkittävä parannus ensimmäisen sukupolven biopolttoaineisiin verrattuna, koska niiden tuotanto ei kilpaile ihmisten ravinnon kanssa. Näitä biopolttoaineita saadaan syötäväksi kelpaamattomista lignoselluloosapitoisista raaka-aineista, mukaan lukien maa- ja metsätalousjätteet, kuten esim. oljet, selluloosajätteet, sokeriruokosokeri, Muun muassa.
Yksi käytetyimmistä teknologioista tässä prosessissa on tuotanto selluloosapitoinen bioetanoli, johon liittyy selluloosamateriaalien kemiallinen hajottaminen entsyymejä ja mikro-organismeja käyttäen. Tämä prosessi on monimutkaisempi verrattuna perinteisiin menetelmiin, mutta mahdollistaa paremman ekologisen kestävyyden antamalla jätteeksi katsotuille materiaaleille uuden käyttötavan.
Toinen tärkeä lähde on biodieselin hankinta syötäväksi kelpaamattomat öljyt, kuten jatrophaöljy tai levä. Näillä resursseilla vältytään kilpailulta ruuan kanssa ja lisäksi käytetään marginaalisia maita ja viljelykasveja, jotka vaativat vähemmän vesivaroja.
Yksi toisen sukupolven biopolttoaineiden suurimmista eduista on, että ne pystyvät vähentää merkittävästi kasvihuonekaasupäästöjä (GHG), parantaa energia-alan kestävyyttä ja vähentää ensimmäisen sukupolven biopolttoaineiden tuotannon aiheuttamaa metsien häviämistä ja maan huononemista.
Kolmannen sukupolven biopolttoaineet
Kolmannen sukupolven biopolttoaineet edustavat uutta rajaa kestävien polttoaineiden tuotannossa. Ne on kehitetty mikro-organismeja tai leviä joilla on kyky tuottaa öljyjä ja muita energiayhdisteitä. Etenkin levät ovat lupaava lähde, koska ne pystyvät kasvamaan erilaisissa ympäristöissä, mukaan lukien murtovesistöissä ja jätevesissä, kilpailematta tuottavasta maatalousmaasta.
Keskeinen esimerkki kolmannen sukupolven biopolttoaineesta on mikrolevä biodiesel. Mikroleviä kasvatetaan reaktoreissa, jotka on suunniteltu maksimoimaan niiden suorituskyky, ja niiden keräämät lipidit uutetaan ja käsitellään polttoaineen tuottamiseksi. Tämän prosessin etuna on se, että se ei vaadi suuria maamääriä, sen lisäksi se parantaa hiilen talteenoton tehokkuutta, koska levät imevät erinomaisesti hiilidioksidia kasvunsa aikana.
Lisäksi bioteknologia on mahdollistanut tiettyjen mikro-organismien geneettisen muuntamisen fossiilisten hiilivetyjen ominaisuuksien kaltaisten biopolttoaineiden tuottamiseksi. Näitä kehittyneitä järjestelmiä kehitetään, mutta niillä on potentiaalia luoda polttoaineita, jotka ovat täysin uusiutuvia ja jotka eivät kilpaile elintarvikeresurssien kanssa.
Toisen ja kolmannen sukupolven biopolttoaineiden tavoitteet ja edut
Toisen ja kolmannen sukupolven biopolttoaineiden päätavoite on minimoida riippuvuus fossiilisista polttoaineista samalla kun vähennetään energiantuotannon ympäristövaikutuksia maailmanlaajuisesti. Nämä biopolttoaineet tarjoavat kestävän tavan vastata liikenteen energiatarpeisiin vaarantamatta elintarviketuotantoa tai aiheuttamatta peruuttamatonta vahinkoa ympäristölle.
Jotkut tärkeimmistä eduista ovat:
- Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero: On arvioitu, että toisen ja kolmannen sukupolven biopolttoaineet voivat vähentää CO2-päästöjä jopa 70 % perinteisiin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna.
- Muiden kuin elintarvikkeiden resurssien käyttö: Koska nämä biopolttoaineet perustuvat syötäväksi kelpaamattomiin jätteisiin ja mikro-organismeihin, ne eivät nopeuttaa elintarvikekriisiä eivätkä aiheuta paineita elintarvikkeiden hintoihin.
- Joustavuutta ja monipuolisuutta: Kolmannen sukupolven biopolttoaineissa käytetään monenlaisia lähteitä jätteistä mikroleveihin, mikä mahdollistaa suuremman monipuolisuuden niiden tuotannossa ja käytössä.
Biopolttoaineiden tuotannon haasteita
Vaikka biopolttoaineiden potentiaali on valtava, niiden tuotannossa on edelleen haasteita. Yksi suurimmista haasteista on korkeat tuotantokustannukseterityisesti kolmannen sukupolven biopolttoaineiden osalta. Levien tai geneettisesti muunnettujen mikro-organismien kasvattaminen vaatii suuria alkuinvestointeja ja erikoisteknologiaa.
Toinen haaste on infrastruktuurin saatavuus sekä jalostamoiden ja tuotantolaitosten sopeuttaminen käsittelemään ja jalostamaan näitä uudentyyppisiä biopolttoaineita. Vaikka tällä alalla on edistytty, on vielä paljon tehtävää tehokkuuden parantamiseksi ja tuotannon lisäämiseksi taloudellisesti kannattavammaksi.
Lopuksi on tärkeää käsitellä määräyksiä ja julkisia käytäntöjä, jotka vaihtelevat suuresti maiden välillä, mikä vaikeuttaa biopolttoaineiden laajaa käyttöönottoa. Maailmanlaajuisesti tarvitaan suurempaa valtion tukea, kannustimia ja säännöksiä investoimaan näihin teknologioihin.
Tämän teknologisen kehityksen ja vihreän politiikan täytäntöönpanoon keskittymisen myötä toisen ja kolmannen sukupolven biopolttoaineet voivat olla todellisia kestäviä ratkaisuja liikenteen hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen.
Nämä biopolttoaineet edustavat uusiutuvan energian tulevaisuutta, sillä ne käyttävät muita kuin elintarvikelähteitä ja mahdollistavat kasvihuonekaasupäästöjen merkittävän vähentämisen. Jos nykyiset kustannus- ja tuotantohaasteet voidaan voittaa, näillä polttoaineilla on olennainen rooli ilmastonmuutoksen torjunnassa.