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生物燃料

生物燃料 -- 一种有前途的燃料来源

生物燃料是从活生物体或代谢副产品 (有机或食物废物产品) 中产生的燃料。大多数汽车和卡车的燃料是汽油和柴油。汽油和柴油实际上是古老的生物燃料。但是它们被称为化石燃料因为它们是由被埋在地下数百万年的腐烂的植物和动物制成的。汽油和柴油是不可再生的燃料,因为供应最终会耗尽。生物燃料是相似的,只是它们是由今天生长的植物制成的。为了被认为是一种生物燃料,燃料必须包含超过 80%。再生材料。生物燃料来源于光合作用的过程,可以称为太阳能能源

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生物燃料是新事物吗?

生物燃料的存在时间和汽车一样长。20世纪初,亨利·福特计划用乙醇为他的 Ts 型车加油,早期的柴油发动机使用花生油。

但是巨大石油矿藏的发现使得汽油和柴油便宜了几十年,生物燃料基本上被遗忘了。然而,随着最近的上升价格,以及对二氧化碳排放导致的全球变暖的日益担忧,生物燃料已经重新流行起来。

乙醇作为生物燃料

美国的大部分汽油都是与生物燃料 -- 乙醇混合的。这和酒精饮料中的东西是一样的,只是它是由经过大量加工的玉米制成的。制造生物燃料有各种各样的方法,但是它们通常使用化学反应、发酵和热量来分解植物中的淀粉、糖和其他分子。剩余的产品随后被提炼以生产汽车可以使用的燃料。

世界各国都在使用各种生物燃料。几十年来,巴西一直将甘蔗转化为乙醇,那里的一些汽车可以使用纯乙醇,而不是化石燃料的添加剂。生物柴油 -- 一种通常由棕榈油制成的类似柴油的燃料 -- 在欧洲普遍可用。

乙醇生产需要比作为燃料提供更多的能量吗?

从表面上看,生物燃料看起来是一个很好的解决方案。汽车是大气二氧化碳的主要来源,二氧化碳是导致全球变暖的主要温室气体。但是由于植物在生长过程中吸收二氧化碳,因此种植用于生物燃料的作物应该吸收燃烧这些燃料的汽车排气管中产生的二氧化碳。与地下石油储备不同,生物燃料是一种可再生资源,因为我们总是可以种植更多的作物来转化为燃料。

不幸的是,事情没那么简单。种植作物、制造肥料和杀虫剂以及将植物加工成燃料的过程消耗了大量能源。如此多的能量,以至于关于玉米乙醇是否真的提供了比种植和加工所需更多的能量的争论已经开始了。此外,因为生产中使用的大部分能源来自煤和天然气,生物燃料不能像它们使用的那样取代那么多的石油。

对于未来,许多人认为制造生物燃料的更好方法是从含有更多纤维素的草和树苗中提取。纤维素是构成植物细胞壁的坚韧材料,植物的大部分重量是纤维素。未来的纤维素作物,如柳枝火,将有额外的好处,能够在不适合传统农业的边缘土壤上生长。目前全球不到 1% 的农田被用于种植生物燃料作物。如果纤维素可以转化为生物燃料,它可能比目前的生物燃料更有效,并且排放更少的二氧化碳。

下一个大型生物燃料 -- 藻类生物柴油

藻类可能是寻找更环保、可转化为燃料的大规模生产产品的最有希望的新想法。藻类在世界各地自然生长。在最佳条件下,它可以大量生长,几乎是无限的。按重量计算,藻类一半以上的成分是脂油。几十年来,科学家们一直在研究这种油,将其转化为藻类生物柴油。

藻类很容易生长,可以在不干扰任何自然栖息地或食物来源的情况下被操纵产生大量藻类。藻类很容易取悦 -- 它们只需要水、阳光和二氧化碳。

在藻类生物柴油生产过程中,藻类通过光合作用消耗二氧化碳,并用氧气代替。因此,藻类生物柴油制造商正在靠近产生大量二氧化碳的能源制造厂建造生物柴油工厂。回收二氧化碳减少污染。

藻类生物柴油的生产有潜力超越其他潜在的生物柴油产品,如棕榈或玉米。例如,一个 100 英亩的藻类生物柴油工厂可能在一年内生产 1000万加仑的生物柴油。专家估计,每年需要 1400亿加仑藻类生物柴油来取代石油产品。为了实现这一目标,藻类生物柴油公司将只需要大约 9500万英亩的土地来建造生物柴油工厂,相比之下,其他生物柴油产品需要数十亿英亩。因为藻类可以在室内任何地方生长,所以在生产新燃料的竞赛中,藻类是一个有希望的元素。

生物燃料成熟了 -- 威尼斯 50% 的电力使用藻类

威尼斯市宣布了一项利用藻类生物燃料的计划。这座意大利城市计划将 50% 的电力需求来自藻类发电厂,而不是化石燃料。??这个充满水的城市正在把已经变得令人讨厌的东西变成可再生能源。这座城市将从两种藻类中发电,这两种藻类附着在船上,定期在海港生长。藻类将在实验室培育和处理,以将其转化为燃料。然后,燃料将用于为市中心一座新的 40mw 发电厂的涡轮机提供动力。

为了使新发电厂真正实现碳中和,该过程产生的任何二氧化碳都将反馈给藻类。这个创新项目将花费这座城市 2.64亿美元,并将在两年内投入运营。

美国目前的哪些政策影响生物燃料的生产和使用?

国会通过了能源立法,被称为 2007年的能源独立和安全法, 它提高了汽车燃油经济性的标准,并要求美国交通燃料到 210亿包括 2022年加仑先进生物燃料,到 20亿包括 2012 加仑。该立法进一步要求这些先进的生物燃料必须至少将生命周期温室气体排放减少 50%。

生物燃料真的是可再生的吗?

生物燃料被认为是真正可再生的,因为它的来源-生物量-是可补充的资源。植物物质将继续生长,只要它被种植。此外,生物质能在植物光合作用过程中回收二氧化碳,并利用它来制造自己的食物。与需要数百万年才能生产的天然气和煤等化石燃料相比,生物质易于生长、收集、利用和快速替代,而不会耗尽自然资源。

生物燃料不仅是可再生的,而且是可持续的。

随着未来的生物燃料越来越多地由纤维素原料和藻类制成,以及相关的农业、收获、运输和生产过程使用越来越清洁,温室气体 (GHG) 的排放量将大幅减少,可再生能源

美国能源部的研究显示,与石油相比,玉米乙醇导致的温室气体排放量平均减少 19%。纤维素乙醇有可能减少高达 86% 的温室气体排放。藻类生物柴油可以减少 100% 的温室气体排放!

Environment.nationalgeopgraphic.com,ecogeek.org,能源部

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