Razlika med biogorivom in fosilnim gorivom

Kaj je biogorivo?

Biogorivo je tekoče gorivo, izdelano iz biomase, skupni izraz, ki se nanaša na pridelke, rastlinske ostanke, organske odpadke in vse, kar izvira iz živega organizma. Najpogostejše oblike biogorivo sta etanol in biodizel.

Vrste biogoriv

Biogorivo je lahko v različnih oblikah, odvisno od načina izdelave in materiala, iz katerega je proizvedeno.



Etanol

Etanol je običajno izdelan iz sladkorjev, ki jih najdemo v zrnih, kot so koruza, ječmen in sirek. Na splošno je etanol uporablja kot nadomestek naftnega bencina v avtomobilih in drugih tehnoloških sistemih, ki tradicionalno uporabljajo naftni bencin. Nekaj ​​etanola se uporablja v skoraj vseh plinih v ZDA. Trenutno se v ZDA uporabljajo dve obliki mešanic etanol-naftni bencin, mešanica z 10% etanolom (E10) in mešanica s približno 50-80% etanola (E85). Večina vozil na bencinski pogon lahko uporablja bencin E10. Vozila na bencinski pogon, ki imajo model 2007 ali novejši, lahko uporabljajo bencin, ki je E15 ali 15% etanol. Trenutno lahko samo vozila s prilagodljivim gorivom uporabljajo bencin E85.

Trenutno večino etanola izdelujejo iz rastlinskih sladkorjev, ki jih najdemo v zrnih, trenutno pa potekajo raziskave, ali lahko etanol dobimo iz celuloznih delov rastlin. Ta etanol se imenuje celulozni etanol.



Biodizel

Biodizel je narejen iz rastlinskih olj in živalskih maščob. Lahko je tudi iz masti za kuhanje. Uporablja se za nadomeščanje na osnovi nafte dizelsko gorivo v motorjih na kompresijski vžig. Za uporabo biodizla ni treba spremeniti ali spremeniti motorja, pod pogojem, da gre za dizelski motor.

Prednosti in slabosti biogoriv

Biogoriva so promovirali kot obnovljivo, zeleno alternativo fosilnim gorivom. Po drugi strani obstaja nekaj izzivov glede uporabnosti in trajnosti biogoriv kot nadomestkov naftnim gorivom.

Prednosti

Za razliko od goriv na osnovi nafte biogoriva na splošno niso toksična. Poleg tega jih pogosto promovirajo kot ogljik nevtralni vir goriva. Razlog je ta, da bodo rastline, ki se uporabljajo za proizvodnjo biogoriv, ​​vedno znova vzgajane, zato bodo nove rastline znova absorbirale ogljikov dioksid, ki se sprosti v ozračje s sežiganjem biogoriv. Drug razlog za spodbujanje biogoriv je ta, da potencialno omogočajo manjšo odvisnost od uvoženega zemeljskega olja in lahko omogočijo večjo lokalno trajnost države, če ima veliko zemljišč, na katerih lahko goji poljščine.



Slabosti

Čeprav je bilo predlagano, da biogoriva zagotovijo nadomestek fosilnih goriv, ​​nedavne raziskave kažejo, da količina energije, proizvedene z biogorivi, ne zadostuje za nadomestitev fosilnih goriv, ​​ne da bi večino neurbane površine na planetu pretvorili v kmetijska zemljišča, da bi pridelali pridelke, potrebne za proizvodnja biogoriv.

Na primer v eni študiji je bilo ugotovljeno, da bi bilo treba zaradi nadomestitve 5% porabe dizelskega goriva z biodizlom 60% sedanjih kmetij s sojo preusmeriti v proizvodnjo biogoriv. Raziskave na univerzi Cornell tudi kažejo, da je za proizvodnjo biogoriv potrebno več energije kot energije, ki jo zagotavlja končni izdelek. Zaradi tega je vprašljivo, ali lahko biogoriva uporabljamo v enakem obsegu kot fosilna goriva. Poleg tega lahko uporaba biogoriv ustvari konkurenco med zemljišči za prehranske pridelke in poljščinami. To bi lahko pomenilo izziv, če bi državi zagotovili dovolj goriva in hkrati nahranili vse v tej državi.

Druga težava biogoriv je, da vsa biogoriva niso ogljično nevtralna. Nedavne raziskave kažejo, da biogoriva iz žitnih poljščin povzročajo približno toliko emisij ogljika kot fosilna goriva. Ponovna pridelava pridelkov, ki se uporabljajo za pridobivanje biogoriv, ​​prav tako ne pomeni nujno zmanjšanja emisij ogljika. To je zato, ker nove rastline za gorivo ne absorbirajo ogljikovega dioksida dovolj hitro, da nadomestijo emisije, ki so posledica sežiganja biogoriv. Po drugi strani pa biogoriva, proizvedena iz rastlinskih ostankov ali odpadkov, običajno zmanjšujejo emisije ogljika.



Te težave ne pomenijo, da biogoriv ni mogoče uporabljati, vendar nakazujejo, da je obseg njihove uporabe omejen tako kot fosilna goriva.

Fosilno gorivo

Fosilna goriva so goriva, pridobljena iz ostankov mrtvih organizmov, ki so živeli pred milijoni let. Med fosilna goriva spadajo nafta, premog in zemeljski plin ter katran in bitumen. Fosilna goriva so neobnovljiva, ker postopek, ki jih tvori, zahteva milijone let, zaradi česar jih ni mogoče obnoviti v časovnem obdobju, značilnem za človeške civilizacije.

Vrste fosilnih goriv

Vsa fosilna goriva so ustvarjena iz nekdaj živega materiala, kot so rastline in alge, ki so naravno izpostavljena toploti in pritisku. Fosilna goriva se lahko pojavljajo v tekoči, trdni in plinski obliki.

Olje

Olje je tekoča snov, sestavljena iz ogljikovodikov, ki so nekoč sestavljali žive organizme. Običajno najdemo olje v prepustnem sloju kamnine, kot je peščenjak ali apnenec, prekrit z neprepustno skalno plastjo, običajno evaporiti, zaradi česar nafta ne bo uhajala. Pod prepustnim slojem kamnine bo plast skrilavca. Olje izvira iz plasti skrilavca.

ZDA so trenutno največji svetovni porabnik nafte. Največji izvozniki nafte v ZDA vključujejo Savdsko Arabijo, Kanado, Mehiko in Nigerijo. Nafta je običajno vir bencina in drugih tekočih fosilnih goriv, ​​ki so jih uporabljali moč kopenskih vozil in letal. Je zelo pomemben vir goriva za prevoz.

Čeprav je nafta prinesla veliko energije, ima tudi pomembne pomanjkljivosti. Kot so pokazala nedavna razlitja nafte, so načini pridobivanja nevarni za naravno okolje. Znano je tudi, da izgorevanje olja sprošča delce v zrak, ki negativno vplivajo na pljuča ljudi in živali. Poleg tega izgorevanje nafte v ozračje sprošča tudi znatne količine ogljikovega dioksida, kar povzroča svetovno povprečje temperatura vstati, spremeniti globalno podnebje na načine, ki niso koristni za človeško civilizacijo ali številne rastlinske in živalske vrste.

Premog

Premog je sestavljen iz trdne mase ogljikovodikov, proizvedenih iz toplote in tlaka. Premog nastaja predvsem iz odmrlih rastlin. Premog ima tudi več različnih stopenj.

Predhodnica premoga je šota, mehka organska snov iz razpadajočih rastlinskih snovi. Če je šota izpostavljena toploti in pritisku, se bo spremenila v premog. Lignit ali rjavi premog je najnižja stopnja premoga. Ima razmeroma nizko koncentracijo ogljika in je med tvorbo izpostavljen razmeroma nizki toploti in tlaku.

Subbitumenski in bitumenski premog sta obliki premoga, ki je vmes med antracitom, najvišjo obliko premoga in lignitom. Subbituminozni premog je dolgočasen medtem bituminozni premog je sijoč in gladek. Bitumenski premog je tudi najpogostejša vrsta premoga, ki se uporablja za proizvodnjo električne energije. Antracit vsebuje najvišjo koncentracijo ogljika in je bil izpostavljen največji vročini in pritisku. V primerjavi z drugimi oblikami premoga je trd in krhek.

Premog je imel zelo pomembno vlogo v industrijski revoluciji in se v mnogih državah po svetu uporablja kot poceni vir energije. Premog se v glavnem uporablja za proizvodnjo električne energije. Trenutno je največja proizvajalka premoga Kitajska, ki proizvede 48% svetovne zaloge premoga. ZDA proizvajajo približno 11% svetovnega premoga, zlasti v državah, kot so Pensilvanija, Wyoming, Illinois in Kentucky.

Čeprav lahko premog zagotavlja znatno moč za električno energijo, je tudi eno izmed okolju najbolj škodljivih fosilnih goriv, ​​ki se trenutno uporabljajo. Znano je, da pridobivanje premoga uničuje velike dele vegetacije in onesnažuje reke s strupenimi rudniškimi odpadki. Pri izgorevanju premoga nastajajo tudi živo srebro, žveplov dioksid in dušikovi oksidi, ki lahko povzročijo kisli dež. Poleg tega premog pomembno prispeva k emisijam ogljikovega dioksida, ki jih proizvaja človeška civilizacija.

Zemeljski plin

Zemeljski plin se večinoma uporablja za ogrevanje in elektriko in velja za čistejšo, relativno nizkoogljično alternativo drugim fosilnim gorivom. ZDA so pomemben uporabnik in proizvajalec zemeljskega plina.

Pri gorenju zemeljskega plina nastaja veliko manj ogljikovega dioksida kot pri kurjenju nafte ali premoga, v ozračje pa se sprošča veliko manj onesnaževal. Še vedno pa je vzrok za 29% emisij ogljika v ZDA.

Podobnosti med biogorivom in fosilnim gorivom

Biogoriva in fosilna goriva so narejena iz nekoč žive snovi. Oba se uporabljata tudi za proizvodnjo toplote in električne energije, pa tudi za pogon vozil in generatorjev po vsem svetu. Proizvajajo tudi znatne emisije ogljika in trajnost njihove nadaljnje uporabe je vprašljiva glede na njihove vplive na okolje.

Razlike med biogorivom in fosilnimi gorivi

Čeprav je med fosilnimi gorivi in ​​biogorivi veliko podobnosti, obstajajo tudi pomembne razlike, ki vključujejo naslednje.

  • Biogoriva so obnovljiva, fosilna goriva pa neobnovljiva.
  • Biogoriva se večinoma gojijo iz sodobnih zrn ali organskih ostankov sodobnih rastlin, medtem ko so organizmi, iz katerih izdelujejo fosilna goriva, mrtvi že milijone let.
  • Strupeni plini in delci, ki povzročajo draženje ali poškodbo pljuč, nastajajo kot stranski produkti izgorevanja fosilnih goriv, ​​medtem ko so biogoriva sama po sebi netoksična.
  • Trenutno je uporaba fosilnih goriv sporna in trenutno se v številnih državah izvajajo številni poskusi, da bi se oddaljili od fosilnih goriv. Po drugi strani pa biogoriva veljajo za okolju prijazna in postajajo vse bolj priljubljena.

Biogorivo proti fosilnim gorivom

Povzetek

Biogoriva se proizvajajo iz rastlin in drugih organskih snovi, ki so bile spremenjene v tekoče gorivo. Vrste biogoriv vključujejo etanol in biodizel. Etanol je praviloma izdelan iz zrn, razen celuloznega etanola. Biodizel je narejen iz rastlinskega olja, živalske maščobe in uporabljene maščobe za kuhanje. Etanol je narejen za nadomestitev bencina, biodizel pa za nadomestitev dizelskega goriva. Biogoriva na splošno niso toksična in lahko zaradi tega država manj odvisna od tujega uvoza fosilnih goriv. Po drugi strani pa biogoriva ne zagotavljajo dovolj energije za popolno nadomestitev fosilnih goriv. Uporaba biogoriv ustvarja tudi konkurenco med pridelki, pridelanimi za hrano, in pridelki, ki se gojijo za gorivo. Poleg tega v mnogih primerih proizvede približno enako količino emisij ogljika kot fosilna goriva. Fosilna goriva so narejena iz organizmov, ki so umrli pred milijoni let in katerih ostanki so bili izpostavljeni toploti in pritisku. Fosilna goriva veljajo za neobnovljiva, ker nastanejo milijoni let. Fosilna goriva in biogoriva so si podobna, saj oba nastanejo iz nekoč žive snovi in ​​oba ob izgorevanju za energijo oddajata ogljikov dioksid. Razlikujejo se po tem, da so biogoriva obnovljiva, na splošno netoksična in rastoča industrija, medtem ko so fosilna goriva neobnovljiva, imajo pogosto znatno strupene biprodukte in so upadajoča industrija.