Wie man Biokraftstoffe nutzt

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Biokraftstoffe - das Wort scheint magisch. Es erinnert an singende Vögel, klaren blauen Himmel und globales Glück. Irgendwie können wir Pflanzen und anderes organisches Material in etwas verwandeln, das unsere Autos antreibt und gleichzeitig den Planeten rettet.

Aber es ist überhaupt keine Magie. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was Biokraftstoffe sind, was sie nicht sind und wie sie genutzt werden Biomasse (dh organisches Material von Pflanzen und Tieren). Wir werden auch über die Versprechen und Kompromisse der wichtigsten Arten von Biokraftstoffen sprechen.

Was sind Biokraftstoffe? Nach Angaben des US-Energieministeriums (DOE) handelt es sich um erneuerbare feste, gasförmige oder flüssige Brennstoffe, die aus Pflanzen und organischem Material entwickelt wurden und zu Kraftstoff verarbeitet werden können, um unsere Autos und SUVs anzutreiben, unsere Wohnräume zu heizen oder Maschinen zu bedienen. Verlängerbar In diesem Sinne bedeutet dies, dass wir die Ressourcen erhalten, um den Kraftstoff aus etwas herzustellen, das wir in relativ kurzer Zeit leicht nachfüllen können - wie Pflanzen. Öl und Erdgas stammen zwar ebenfalls aus Pflanzen, diese sind jedoch nicht erneuerbar, da es Millionen von Jahren dauern würde, um unsere Versorgung mit diesen fossilen Brennstoffen aufzufrischen.

Seit Jahrzehnten haben Hausbesitzer die Möglichkeit, feste Brennstoffe wie Holz oder Maispellets zu verwenden. In letzter Zeit ist dies jedoch ein beliebterer Weg, um die wilden Schwankungen der Heizölpreise auszugleichen. Für Transportzwecke sind die bei weitem am häufigsten verwendeten Biokraftstoffe heute Ethanol (eine Form von Alkohol aus Stärke oder Zucker) und Biodiesel (ein Kraftstoff, der auf Öl, Fetten oder Fetten basiert).

Die Verfolgung der Biokraftstoffproduktion ist aufgrund der vielen Methoden, mit denen sie hergestellt wird, noch keine exakte Wissenschaft, aber Daten für die Gesamtproduktion und den Verbrauch von Biodiesel und Ethanol sind zuverlässig. Nach einem leichten Rückgang Mitte der neunziger Jahre ist die Ethanolproduktion in den USA auf einem Allzeithoch. Laut dem National Biodiesel Board, einem amerikanischen Industriehandelsverband, stieg die Biodieselproduktion in den USA von 2 Millionen Gallonen im Jahr 2002 auf 700 Millionen Gallonen im Jahr 2008 sprunghaft an.

Sicher, alternative Kraftstoffe können sehr nützlich sein, aber wie wandeln sie Biomasse tatsächlich in etwas Nutzbares um??

Ethanol, manchmal auch als Getreidealkohol bekannt, wird durch Fermentation von Pflanzenmaterialien hergestellt. Traditionell bedeutete dies, den verbrauchbaren Teil der Pflanzen zu fermentieren, insbesondere aus Mais oder Zuckerrohr.

Ein großer Nachteil davon ist, dass es in die Nahrungsmittelversorgung von Menschen und Vieh eingreift. Neue Forschung konzentriert sich stattdessen auf die Verwendung Zellulosebiomasse, welches aus den Non-Food-Teilen von Pflanzen wie Maisstielen besteht]. Dabei wird das Pflanzenmaterial in Glukose umgewandelt, die dann wie jeder andere Zucker fermentiert werden kann und Ethanol erzeugt. Lignin, ein Nebenprodukt des Prozesses, wird verbrannt, um Energie für den Abschluss des Prozesses bereitzustellen.

Während es in seiner reinen Form als Kraftstoff verwendet werden kann, wird Biodiesel normalerweise mit Benzin kombiniert. Alle benzinbetriebenen Fahrzeuge können leicht verfügbar sein Gasohol, eine Mischung aus 90 Prozent Benzin und 10 Prozent Ethanol. Flex-Fuel-Fahrzeuge können auch sogenannte verwenden E85 Kraftstoff, eine Mischung aus 85 Prozent Ethanol und 15 Prozent Benzin.

Im Gegensatz zu Ethanol hat Biodiesel in den USA erst seit etwa 2005 Fuß gefasst. Die Wissenschaft dahinter ist auch viel neuer und etwas komplexer. Die meisten Verfahren zur Herstellung von Biodiesel in den USA beginnen mit Sojaöl oder gebrauchtem Pflanzenöl, obwohl auch andere Öle und sogar Algen verwendet werden können.

Nach Angaben des Nationalen Informationsdienstes für nachhaltige Landwirtschaft wird das Öl mit einem Alkohol kombiniert, normalerweise Methanol oder sogar Ethanol. Ein Katalysator wie Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid (Lauge) wird verwendet, um den genannten Prozess zu starten Umesterung, welches den Biodiesel produziert, wobei Glycerin als Nebenprodukt entsteht.

Wie Ethanol wird Biodiesel normalerweise mit Kraftstoff auf Erdölbasis kombiniert, was die Verwendung durch alle Dieselfahrzeuge ermöglicht. Die häufigste Mischung heißt B20, Dies entspricht einem Gemisch aus 20 Prozent Biodiesel und 80 Prozent Erdöldiesel. Modifizierte Fahrzeuge können verwendet werden B100, oder 100 Prozent Biodiesel, um sie die Straße hinunter anzutreiben.

Ethanol und Biodiesel sind zwei Kraftstoffe, die viel Ruhm erlangen, aber das Bild von Biokraftstoffen bietet noch viel mehr. Im nächsten Abschnitt werden wir einige andere Biokraftstoffoptionen untersuchen.

Herstellung von Biodiesel aus gebrauchtem Pflanzenöl

Willst du dich von der Tankstelle verabschieden? Schließen Sie sich der wachsenden Legion von Menschen an, die zu Hause Biodiesel aus gebrauchtem Pflanzenöl herstellen. Sie benötigen Methanol, einen starken Katalysator (Laugenarbeiten) und viele Sicherheitsvorkehrungen. Die Lieferungen sind leicht verfügbar. Es gibt eine Fülle von Literatur zu diesem Prozess. Lesen Sie also nach, kaufen Sie Ihre Vorräte, seien Sie vorsichtig und bereiten Sie sich darauf vor, Ihre Kraftstoffunabhängigkeit zu erklären.

Biokraftstoffe sind nicht nur auf unsere Autos und Lastwagen beschränkt. In diesem Abschnitt werfen wir einen Blick auf einige neue Wege, wie Biokraftstoffe in unser Leben kommen.

Seit Anbeginn der Zeit versammeln sich Menschen um Holzfeuer. Holz ist leicht zu verarbeiten, leicht zu verbrennen und leicht zu ersetzen (jedenfalls mit einem angemessenen Ressourcenmanagement). Was heute anders ist, ist die Entwicklung einer breiten Palette von Pellets zur Fütterung von Holzöfen. Diese Öfen verbrennen das Zeug auch viel effizienter. Das US-Energieministerium berichtet, dass ein 42.000-Btu-Pelletofen ein 1.300 Quadratmeter großes Haus heizen kann - diese Einheiten verursachen sogar weniger Umweltverschmutzung und haben einen geringeren Wartungsaufwand. Während Holzpellets aus verdichtetem Sägemehl am häufigsten verwendet werden, können einige Öfen auch Brennstoff aus Mais, Altpapier, Nussschalen und sogar getrockneten Kirschkernen verwenden.

Eine etwas weniger bekannte Technologie nimmt feste Abfälle wie Gülle aus Nutztieren oder Siedlungsabfällen auf und fängt die Gase ein, die im Rahmen des natürlichen anaeroben Zersetzungsprozesses freigesetzt werden. Dies Biogas enthält viel Methan, das als Kraftstoff verwendet werden kann. In einem Briefing des gemeinnützigen Umwelt- und Energiestudieninstituts aus dem Jahr 2010 wurde berichtet, dass in den USA 151 anaerobe Fermenter (Anlagen, die das Biogas aus der Zersetzung gewinnen) in Betrieb waren, die alle tierische Abfälle als Grundmaterial verwendeten.

Während viele Abfallbehandlungsanlagen traditionell das Biogas verbrennen, wird es zunehmend als ein weiteres potenzielles Element des Energiepuzzles anerkannt, wenn wir nach einer dauerhafteren Energielösung suchen.

Viele der derzeit in der Entwicklung befindlichen Technologien zur Unterstützung der Implementierung von Biokraftstoffen sind in vollem Gange. Können sie der Umwelt wirklich helfen und eine realistische Lösung für unseren Energiebedarf bieten? Wie wird es uns helfen? Wir werden uns das im letzten Abschnitt ansehen.

Für Energielösungen gibt es heute eine hohe Messlatte: Sie müssen effizienter sein und den Planeten retten. Können Biokraftstoffe wirklich den Tag retten? Wie zu erwarten ist, gibt es keine einfache Antwort, und letztendlich sind sie nur ein Teil eines viel größeren Energie-Puzzles.

Aus ökologischer Sicht trägt die Verwendung von Biokraftstoffen weder zum Kohlendioxid in der Atmosphäre noch zur globalen Erwärmung bei. Pflanzen absorbieren Kohlenstoff während des Wachstums und setzen ihn frei, wenn sie in Energie umgewandelt werden. Ebenso verbrauchen Tiere Pflanzen, die sie (unter anderem) in Fette und Abfälle umwandeln, so dass der Kohlenstoff aus den Pflanzen wieder freigesetzt wird, wenn diese Produkte in Energie umgewandelt werden.

Kohlenstoff ist seit Millionen von Jahren in Kohle und anderen fossilen Brennstoffen eingeschlossen und bleibt dort, bis wir ihn zum Verbrennen aus dem Boden ziehen. Während der Kohlenstoff in diesen Brennstoffen einst die Luft füllte, war er nicht Teil des aktuellen Jahreszyklus der Atmosphäre.

Aus politischer Sicht bedeutet die Nutzung der im eigenen Land verfügbaren Ressourcen eine geringere Abhängigkeit von ausländischen Ressourcen wie Rohöl. Die Deckung eines Teils des Bedarfs an dieser Energie mit erneuerbaren Biokraftstoffen zu Hause könnte einen großen Beitrag zum Abbau internationaler Spannungen leisten.

Biokraftstoffe sind auch insofern von Vorteil für die Wirtschaft, als der inländische Charakter der Ressourcen, die für ihre Nutzung erforderlich sind, in den lokalen Land- und Forstregionen liegt.

Bis heute kann keine einzige Brennstoffquelle - Biokraftstoff, fossiler Brennstoff, Wind, Sonne oder Atomkraft - die Antwort auf all unseren Energiebedarf liefern. Verbesserungen in der Technologie machen es jedoch schnell einfacher, Biokraftstoffe zu nutzen und ihre Entwicklung zu einer besseren Zukunft beizutragen.