Globālā kontekstā, kad klimata politika kļūst arvien populārāka un valstis cenšas samazināt CO2 emisijas, biodegviela ir viens no galvenajiem risinājumiem. Transports ir kritiska nozare, kas 29. gadā rada 2 % no globālā CO2019 ekvivalenta emisijām. Tāpēc ir svarīgi atrast veidus, kā dekarbonizēt šo nozari, un otrās un trešās paaudzes biodegvielai ir svarīga loma šajā stratēģijā.
Šajā rakstā mēs detalizēti izpētīsim, kas ir otrās un trešās paaudzes biodegviela, kā tās tiek ražotas, to īpašības un priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālo fosilo kurināmo.
Pirmās paaudzes biodegviela
Pirmās paaudzes biodegvielu iegūst no pārtikai paredzētām lauksaimniecības kultūrām, piemēram, kukurūzas, cukurniedrēm vai sojas pupiņām. Bioetanols un biodīzeļdegviela ir divi reprezentatīvi šāda veida biodegvielas piemēri. Viņš bioetanols To iegūst galvenokārt no kultūraugiem, kas bagāti ar cukuriem vai cieti, fermentācijas ceļā, un to izmanto, sajaucot ar benzīnu, lai radītu transportlīdzekļu degvielu. No otras puses, biodīzeļdegviela To iegūst no augu eļļām vai dzīvnieku taukiem ķīmiskā procesā, ko sauc par pāresterificēšanu.
Lai gan šīs biodegvielas ir bijušas būtiskas enerģētikas pārejas pirmajā posmā, tās tiek kritizētas par konkurēšanu ar pārtikas ražošanu, kas var paaugstināt cenas un dažos gadījumos izraisīt mežu izciršanu un bioloģiskās daudzveidības samazināšanos, jo ražošanai tiek veltītas lielas lauksaimniecības zemes platības. enerģiju, nevis pārtiku.
Otrās un trešās paaudzes biodegviela
Otrās paaudzes biodegviela
Otrās paaudzes biodegviela ir ievērojams uzlabojums salīdzinājumā ar pirmās paaudzes biodegvielu, jo to ražošana nekonkurē ar cilvēku uzturu. Šīs biodegvielas iegūst no neēdamām lignocelulozes izejvielām, tostarp lauksaimniecības un mežsaimniecības atkritumiem, piemēram, salmi, celulozes atkritumi, cukurniedru maiss, Starp citiem.
Viena no šajā procesā visbiežāk izmantotajām tehnoloģijām ir ražošana celulozes bioetanols, kas ietver celulozes materiālu ķīmisku sadalīšanos, izmantojot fermentus un mikroorganismus. Šis process ir sarežģītāks salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm, taču nodrošina lielāku ekoloģisko ilgtspējību, piešķirot jaunu pielietojumu materiāliem, kas tiek uzskatīti par atkritumiem.
Vēl viens svarīgs avots ir biodīzeļdegvielas iegūšana no nepārtikas eļļas, piemēram, jatrofas eļļa vai aļģes. Izmantojot šos resursus, mēs izvairāmies no konkurences problēmas ar pārtiku, turklāt tiek izmantotas marginālās zemes un kultūraugi, kuriem nepieciešams mazāk ūdens resursu.
Viena no lielākajām otrās paaudzes biodegvielu priekšrocībām ir tā, ka tās var ievērojami samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas (SEG), uzlabojot enerģētikas nozares ilgtspējību un samazinot pirmās paaudzes biodegvielas ražošanas izraisīto mežu izciršanu un zemes degradāciju.
Trešās paaudzes biodegviela
Trešās paaudzes biodegviela ir jauna robeža ilgtspējīgas degvielas ražošanā. Tie attīstās no mikroorganismi vai aļģes kas spēj ražot eļļas un citus enerģijas savienojumus. Jo īpaši aļģes ir daudzsološs avots, jo tās spēj augt dažādās vidēs, tostarp iesāļos ūdenstilpēs un notekūdeņos, nekonkurējot par produktīvu lauksaimniecības zemi.
Trešās paaudzes biodegvielas galvenais piemērs ir mikroaļģu biodīzeļdegviela. Mikroaļģes audzē reaktoros, kas paredzēti, lai palielinātu to veiktspēju, un to uzkrātie lipīdi tiek ekstrahēti un apstrādāti, lai iegūtu degvielu. Šim procesam ir priekšrocība, ka nav nepieciešams liels zemes daudzums, turklāt tas uzlabo oglekļa uztveršanas efektivitāti, jo aļģes augšanas laikā lieliski absorbē CO2.
Turklāt biotehnoloģija ir ļāvusi ģenētiski modificēt noteiktus mikroorganismus, lai ražotu biodegvielu, kuras īpašības ir līdzīgas fosilajiem ogļūdeņražiem. Šīs uzlabotās sistēmas tiek izstrādātas, taču tām ir iespēja radīt degvielu, kas ir pilnībā atjaunojama un nekonkurē ar pārtikas resursiem.
Otrās un trešās paaudzes biodegvielas mērķi un priekšrocības
Otrās un trešās paaudzes biodegvielas galvenais mērķis ir samazināt atkarību no fosilā kurināmā vienlaikus samazinot enerģijas ražošanas ietekmi uz vidi visā pasaulē. Šīs biodegvielas piedāvā ilgtspējīgu veidu, kā apmierināt transporta nozares enerģijas vajadzības, neapdraudot pārtikas ražošanu vai neradot neatgriezenisku kaitējumu videi.
Dažas no svarīgākajām priekšrocībām ir:
- Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero: Tiek lēsts, ka otrās un trešās paaudzes biodegvielas var samazināt CO2 emisijas līdz pat 70%, salīdzinot ar tradicionālo fosilo kurināmo.
- Nepārtikas resursu izmantošana: Tā kā šī biodegviela ir balstīta uz neēdamiem atkritumiem un mikroorganismiem, tā nepaātrina pārtikas krīzi un nerada spiedienu uz pārtikas cenām.
- Elastība un daudzveidība: Trešās paaudzes biodegvielai tiek izmantoti dažādi avoti, sākot no atkritumiem un beidzot ar mikroaļģēm, tādējādi nodrošinot lielāku to ražošanas un pielietojuma daudzpusību.
Izaicinājumi biodegvielas ražošanā
Lai gan biodegvielu potenciāls ir milzīgs, to ražošana joprojām saskaras ar dažām problēmām. Viens no galvenajiem izaicinājumiem ir augstas ražošanas izmaksas, īpaši trešās paaudzes biodegvielu gadījumā. Aļģu audzēšana vai ģenētiski modificēti mikroorganismi prasa lielu sākotnējo ieguldījumu un specializētu tehnoloģiju.
Vēl viens izaicinājums ir infrastruktūras pieejamība un pārstrādes rūpnīcu un ražotņu pielāgošana, lai apstrādātu un apstrādātu šos jaunos biodegvielas veidus. Lai gan šajā jomā ir gūti panākumi, vēl ir daudz darāmā, lai uzlabotu efektivitāti un padarītu ražošanu ekonomiski dzīvotspējīgāku.
Visbeidzot, ir svarīgi pievērsties noteikumi un valsts politika, kas dažādās valstīs ievērojami atšķiras, apgrūtinot biodegvielu plašo ieviešanu. Visā pasaulē ir nepieciešams lielāks valdības atbalsts, stimuli un noteikumi, lai veicinātu ieguldījumus šajās tehnoloģijās.
Pateicoties šiem tehnoloģiskajiem sasniegumiem un lielāku uzmanību pievēršot zaļās politikas īstenošanai, otrās un trešās paaudzes biodegvielai ir potenciāls būt patiesi ilgtspējīgi risinājumi transporta dekarbonizācijai.
Šīs biodegvielas atspoguļo atjaunojamās enerģijas nākotni, izmantojot nepārtikas avotus un ļaujot ievērojami samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas. Ja varēs pārvarēt pašreizējās problēmas izmaksu un ražošanas jomā, šīm degvielām būs būtiska nozīme cīņā pret klimata pārmaiņām.