Rozdiel medzi biopalivami a fosílnymi palivami
Share
Čo je to biopalivo?
Biopalivo je kvapalné palivo, ktoré sa vyrába z biomasy, čo je spoločný pojem označujúci plodiny, zvyšky rastlín, organický odpad a všetko, čo pochádza zo živého organizmu. Najbežnejšou formou biopaliva je etanol a bionafta.
Druhy biopalív
Biopalivo môže mať rôzne formy v závislosti od toho, ako sa vyrába a od materiálu, z ktorého sa vyrába.
etanol
Etanol sa zvyčajne vyrába z cukrov nachádzajúcich sa v zrnách, ako je kukurica, jačmeň a cirok. Etanol sa všeobecne používa ako náhrada za benzín pochádzajúci z ropy v automobiloch a iných technologických systémoch, ktoré tradične používali benzín. Niektorý etanol sa v USA používa takmer vo všetkých plynoch. V súčasnosti existujú v USA dve formy zmesí etanolu a benzínu, zmes s 10% etanolu (E10) a zmes s asi 50-80% etanolu (E85). Väčšina vozidiel poháňaných benzínom môže používať benzín E10. Vozidlá s benzínovým pohonom, ktoré sú modely 2007 alebo novšie, môžu používať benzín E15 alebo 15% etanol. V súčasnosti môžu benzín E85 používať iba vozidlá na flexibilné palivo.
Väčšina etanolu sa v súčasnosti vyrába z rastlinných cukrov nachádzajúcich sa v obilninách, ale v súčasnosti sa skúma, či sa etanol dá vyrábať z celulózových častí rastlín. Tento etanol sa označuje ako celulózový etanol.
Biodiesel
Bionafta sa vyrába z rastlinných olejov a živočíšnych tukov. Môže byť tiež vyrobený z tuku na varenie. Používa sa ako náhrada nafty na báze nafty v vznetových motoroch. Použitie bionafty nevyžaduje zmenu alebo úpravu motora za predpokladu, že ide o dieselový motor.
Výhody a nevýhody biopalív
Biopalivá sa propagujú ako obnoviteľná ekologická alternatíva k fosílnym palivám. Na druhej strane existujú určité problémy týkajúce sa užitočnosti a udržateľnosti biopalív ako náhrady za palivá na báze ropy.
Pros
Na rozdiel od palív na báze ropy sú biopalivá vo všeobecnosti netoxické. Okrem toho sa často propagujú ako uhlíkovo neutrálny zdroj paliva. Dôvodom je to, že keďže rastliny používané na výrobu biopalív sú vždy znovu zarastené, nové rastliny absorbujú oxid uhličitý uvoľnený do atmosféry spaľovaním biopalív. Ďalším dôvodom propagácie biopalív je to, že potenciálne umožňujú menšiu závislosť od dovážanej ropy a môžu umožniť väčšiu miestnu udržateľnosť pre krajinu, ak má dostatok pôdy, v ktorej môžu pestovať palivové plodiny..
Zápory
Hoci sa biopalivá navrhujú ako náhrada za fosílne palivá, nedávny výskum naznačuje, že množstvo energie vyrobenej biopalivami nie je dostatočné na to, aby nahradili fosílne palivá bez toho, aby sa väčšina mimomestského povrchu planéty premieňala na poľnohospodársku pôdu na produkciu plodín potrebných pre výroba biopalív.
Napríklad v jednej štúdii sa zistilo, že nahradenie 5% spotreby nafty bionaftou by vyžadovalo premenu 60% súčasných sójových fariem na výrobu biopalív. Výskum na Cornell University tiež naznačuje, že na výrobu biopalív je potrebných viac energie ako energia, ktorú poskytuje konečný produkt. Preto je otázne, či sa biopalivá môžu uplatňovať v rovnakom rozsahu ako fosílne palivá. Používanie biopalív môže navyše vytvoriť konkurenciu medzi pôdou pre potravinárske plodiny a palivové plodiny. Mohlo by to byť výzvou poskytnúť dostatok paliva pre krajinu a zároveň nakŕmiť všetkých v tejto krajine.
Ďalším problémom biopalív je to, že nie všetky biopalivá sú uhlíkovo neutrálne. Nedávny výskum ukazuje, že biopalivá vyrobené z obilnín produkujú približne toľko emisií uhlíka ako fosílne palivá. Opätovné pestovanie plodín používaných na výrobu biopalív tiež nevyhnutne nezníži emisie uhlíka. Dôvodom je, že nové palivové plodiny neabsorbujú oxid uhličitý dostatočne rýchlo, aby vyrovnali emisie, ktoré sú výsledkom spaľovania biopalív. Biopalivá vyrobené zo zvyškov plodín alebo odpadu majú na druhej strane tendenciu znižovať emisie uhlíka.
Tieto problémy neznamenajú, že biopalivá sa nemôžu používať, ale naznačujú, že miera ich použitia je obmedzená rovnako ako fosílne palivá..
Fosílne palivo
Fosílne palivá sú palivá, ktoré pochádzajú zo zvyškov mŕtvych organizmov, ktoré žili pred miliónmi rokov. Fosílne palivá zahŕňajú ropu, uhlie a zemný plyn, ako aj decht a bitúmen. Fosílne palivá sú neobnoviteľné, pretože proces, ktorý ich tvorí, vyžaduje milióny rokov, čo znemožňuje ich doplnenie v časovom rámci typickom pre ľudské civilizácie..
Druhy fosílnych palív
Fosílne palivá sa vyrábajú z predtým žijúcich materiálov, ako sú rastliny a riasy, ktoré sú prirodzene vystavené teplu a tlaku. Fosílne palivá sa môžu vyskytovať v kvapalnej, tuhej a plynnej forme.
olej
Olej je kvapalná látka zložená z uhľovodíkov, ktorá kedysi zložila živé organizmy. Typicky sa bude olej nachádzať v priepustnej horninovej vrstve, ako je pieskovec alebo vápenec, ktorá je pokrytá nepriepustnou horninou, zvyčajne odparenou, ktorá zabráni úniku oleja. Pod priepustnou horninou bude vrstva bridlice. Olej pochádza z bridlicovej vrstvy.
Spojené štáty americké sú v súčasnosti najväčším spotrebiteľom ropy na svete. Medzi najväčších vývozcov ropy do Spojených štátov patrí Saudská Arábia, Kanada, Mexiko a Nigéria. Ropa je zvyčajne zdrojom benzínu a iných kvapalných fosílnych palív používaných na pohon pozemných vozidiel a lietadiel. Je to veľmi dôležitý zdroj paliva pre dopravu.
Aj keď ropa priniesla množstvo energie, má aj významné nedostatky. Ako ukázali nedávne úniky ropy, metódy extrakcie sú nebezpečné pre prírodné prostredie. Je tiež známe, že spaľovanie oleja uvoľňuje častice do vzduchu, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú pľúca ľudí a zvierat. Spaľovanie ropy ďalej uvoľňuje do atmosféry značné množstvo oxidu uhličitého, čo spôsobuje zvýšenie priemernej globálnej teploty a mení globálnu klímu spôsobom, ktorý nie je prospešný pre ľudskú civilizáciu alebo veľa rastlinných a živočíšnych druhov..
uhlie
Uhlie pozostáva z tuhej hmotnosti uhľovodíkov vyrábaných teplom a tlakom. Uhlie sa tvorí predovšetkým z mŕtvych rastlín. Uhlie má tiež niekoľko rôznych stupňov.
Prekurzorom uhlia je rašelina, mäkký organický materiál vyrobený z rozpadajúcich sa rastlinných látok. Ak je rašelina vystavená teplu a tlaku, premení sa na uhlie. Lignit alebo hnedé uhlie je najnižším stupňom uhlia. Má pomerne nízku koncentráciu uhlíka a počas tvorby je vystavený relatívne nízkemu teplu a tlaku.
Subbituminózne a bitúmenové uhlie sú formy uhlia, ktoré sú medzi antracitom, najvyššou formou uhlia a lignitom. Subbituminózne uhlie je matné, zatiaľ čo bitúmenové uhlie je lesklé a hladké. Bitúmenové uhlie je tiež najbežnejším druhom uhlia používaného pri výrobe energie. Antracit obsahuje najvyššiu koncentráciu uhlíka a bol vystavený najväčšiemu teplu a tlaku. V porovnaní s inými formami uhlia je tvrdý a krehký.
Uhlie zohralo veľmi dôležitú úlohu v priemyselnej revolúcii a používa sa v mnohých krajinách na celom svete ako lacný zdroj energie. Uhlie sa používa hlavne na výrobu elektriny. V súčasnosti je najväčším producentom uhlia Čína, ktorá produkuje 48% svetovej ponuky uhlia. USA produkujú asi 11% svetového uhlia, najmä v štátoch ako Pennsylvania, Wyoming, Illinois a Kentucky..
Aj keď uhlie môže poskytnúť významnú energiu na výrobu elektriny, je to aj jedno z najviac používaných fosílnych palív, ktoré je najškodlivejšie pre životné prostredie. Je známe, že ťažba uhlia ničí veľké plochy vegetácie a kontaminuje rieky toxickým odpadom z mín. Spaľovanie uhlia tiež produkuje ortuť, oxid siričitý a oxidy dusíka, ktoré môžu spôsobiť kyslé dažde. Uhlie ďalej významne prispieva k emisiám oxidu uhličitého, ktoré produkuje ľudská civilizácia.
Zemný plyn
Zemný plyn sa väčšinou používa na vykurovanie a elektrinu a považuje sa za čistejšiu, relatívne nízkouhlíkovú alternatívu k iným fosílnym palivám. Spojené štáty sú významným užívateľom a producentom zemného plynu.
Spaľovanie zemného plynu produkuje oveľa menej oxidu uhličitého ako spaľovanie ropy alebo uhlia a uvoľňuje oveľa menej znečisťujúcich látok do atmosféry. V Spojených štátoch je však stále príčinou 29% emisií uhlíka.
Podobnosti medzi biopalivami a fosílnymi palivami
Biopalivá a fosílne palivá sa vyrábajú z živej hmoty. Používajú sa tiež na výrobu tepla a elektriny, ako aj na pohon vozidiel a generátorov po celom svete. Produkujú tiež významné emisie uhlíka a udržateľnosť ich ďalšieho používania je otázna vzhľadom na ich účinky na životné prostredie.
Rozdiely medzi biopalivami a fosílnymi palivami
Hoci medzi fosílnymi palivami a biopalivami existuje veľa podobností, existujú aj významné rozdiely, ktoré zahŕňajú nasledujúce.
- Biopalivá sú obnoviteľné, zatiaľ čo fosílne palivá sú neobnoviteľné.
- Biopalivá sa väčšinou pestujú z moderných zŕn alebo organických zvyškov moderných rastlín, zatiaľ čo organizmy, z ktorých sa fosílne palivá vyrábajú, sú už milióny rokov mŕtve..
- Toxické plyny a častice, ktoré spôsobujú podráždenie alebo poškodenie pľúc, sa vyrábajú ako vedľajšie produkty spaľovania fosílnych palív, zatiaľ čo biopalivá sú samy osebe netoxické..
- Používanie fosílnych palív je v súčasnosti kontroverzné av mnohých krajinách sa v súčasnosti uskutočňujú významné pokusy o odklon od fosílnych palív. Biopalivá na druhej strane sú považované za šetrné k životnému prostrediu a stávajú sa čoraz obľúbenejšími.
Biopalivo vs. fosílne palivo
zhrnutie
Biopalivá sa vyrábajú z rastlín a iných organických látok, ktoré sa premenili na kvapalné palivo. Druhy biopalív zahŕňajú etanol a bionaftu. Etanol sa zvyčajne vyrába z obilia, s výnimkou celulózového etanolu. Bionafta sa vyrába z rastlinného oleja, živočíšneho tuku a použitého oleja na varenie. Etanol sa vyrába ako náhrada benzínu, zatiaľ čo bionafta sa používa ako náhrada nafty. Biopalivá sú vo všeobecnosti netoxické a môžu spôsobiť, že krajina bude menej závislá od zahraničného dovozu fosílnych palív. Na druhej strane biopalivá neposkytujú dostatok energie na úplné nahradenie fosílnych palív. Používanie biopalív tiež vytvára konkurenciu medzi plodinami pestovanými na výrobu potravín a plodinami pestovanými na pohonné hmoty. Okrem toho produkuje v mnohých prípadoch približne rovnaké množstvo emisií uhlíka ako fosílne palivá. Fosílne palivá sa vyrábajú z organizmov, ktoré uhynuli pred miliónmi rokov a ktorých zvyšky boli vystavené teplu a tlaku. Fosílne palivá sa považujú za neobnoviteľné, pretože ich tvorba trvá milióny rokov. Fosílne palivá a biopalivá sú podobné tým, že sú tvorené z jednej živej hmoty a pri spaľovaní na energiu emitujú oxid uhličitý. Líšia sa tým, že biopalivá sú obnoviteľné, zvyčajne netoxické a rastúci priemysel, zatiaľ čo fosílne palivá sú neobnoviteľné, často majú výrazne toxické biprodukty a sú ubúdajúcim odvetvím..
