Углеродно-нейтральные альтернативные виды топлива

Кристин и Скотт Гейбл — эксперты по гибридным автомобилям и альтернативным видам топлива, которые изготовили собственное биодизельное топливо и проехали 125 000 миль на отработанном растительном масле.

Обновлено 20 июля 2022 г.

• Делиться
• Твиттер
• Пинтерест
• Эл. адрес

• Возобновляемая энергия
• Ископаемое топливо

В этой статье
Расширять

Углеродно-нейтральный — это термин, используемый для описания топлива на основе углерода, которое при сжигании не увеличивает содержание углекислого газа (CO2) в атмосфере. Эти виды топлива не способствуют и не уменьшают количество углерода (измеряемого по выбросу CO2) в атмосферу.

Углекислый газ в атмосфере — это пища для растений, и это хорошо, а также помогает согревать нашу планету. Однако слишком много CO2 может привести к тому, что мы сейчас называем глобальным потеплением. Углеродно-нейтральное топливо может помочь предотвратить накопление слишком большого количества CO2 в атмосфере. Это достигается, когда высвобождаемый углерод поглощается растительными культурами, что поможет произвести завтра следующий галлон углеродно-нейтрального топлива.

Многие люди считают, что будущее за углеродно-нейтральными альтернативными видами топлива, известными как биотопливо, которые производятся из сельскохозяйственных культур и отходов.

Как CO2 попадает в атмосферу

Каждый раз, когда мы путешествуем на бензиновых или дизельных автомобилях, мы добавляем в атмосферу парниковые газы. Это потому, что при сжигании нефтяного топлива (которое было создано миллионы лет назад) в воздух выделяется CO2.В настоящее время в стране зарегистрировано 250 миллионов легковых автомобилей, что составляет около 25 процентов всех легковых автомобилей в мире. В США наши автомобили сжигают около 140 миллиардов галлонов бензина и 40 миллиардов галлонов дизельного топлива в год.

С этими цифрами нетрудно увидеть, что каждый сожженный галлон углеродно-нейтрального топлива может способствовать сокращению выбросов CO2 в атмосферу, тем самым помогая уменьшить глобальное потепление.

Биотопливо

Многие люди считают, что будущее за углеродно-нейтральными альтернативными видами топлива, известными как биотопливо, которые производятся из сельскохозяйственных культур и отходов. Чистые виды биотоплива, такие как биодизель, биоэтанол и биобутанол, являются углеродно-нейтральными, поскольку растения поглощают высвобождаемый углекислый газ при сжигании.

Биодизель

Наиболее распространенным углеродно-нейтральным топливом является биодизель. Поскольку он производится из таких органических ресурсов, как животные жиры и растительные масла, его можно использовать для переработки широкого спектра отходов. Он доступен с различным процентным содержанием смеси — например, B5 состоит из 5 % биодизеля и 95 % дизельного топлива, а B100 полностью состоит из биодизеля, и в США есть заправочные станции для биодизеля. и некоторые, которые переоборудовали свои дизельные двигатели для работы на чистом растительном масле, переработанном из ресторанов.

Биоэтанол

Биоэтанол — это этанол (спирт), который производится путем ферментации растительных крахмалов, таких как зерновые, такие как кукуруза, сахарный тростник, просо и сельскохозяйственные отходы. Не путать с этанолом, который является побочным продуктом химической реакции с нефтью, который не считается возобновляемым.

В США большая часть биоэтанола поступает от фермеров, выращивающих кукурузу. Многие американские легковые автомобили и малотоннажные грузовики могут работать либо на бензине, либо на смеси биоэтанола и бензина под названием E-85 — 85% этанола/15% бензина. Хотя E-85 не является чистым углеродно-нейтральным топливом, он производит низкие выбросы.Большим недостатком этанола является то, что он менее энергоемкий, чем другие виды топлива, поэтому он снижает экономию топлива на 25-30%. С ценами на бензин, колеблющимися около 2 долларов за галлон, E-85 не является конкурентоспособным по цене. И удачи в поиске заправочной станции, которая продает его за пределами сельскохозяйственных штатов Среднего Запада.

Метанол

Метанол, как и этанол, представляет собой очень крепкий спирт, получаемый из пшеницы, кукурузы или сахара в процессе, аналогичном пивоварению, и считается наиболее энергоэффективным топливом для производства. Жидкость при нормальной температуре имеет более высокое октановое число, чем бензин, но более низкую плотность энергии. Метанол можно смешивать с другими видами топлива или использовать отдельно, но он несколько более агрессивен, чем традиционные виды топлива, и требует модификации топливной системы двигателя на сумму порядка 100-150 долларов.

В течение короткого периода времени в начале 2000-х годов в Калифорнии наблюдался небольшой растущий рынок автомобилей на метаноле, пока сеть штата Hydrogen Highway Initiative не взяла на себя управление и программа не потеряла поддержку. Продажи этих автомобилей были вялыми из-за низкой цены на бензин в то время и отсутствия станций технического обслуживания, которые перекачивали топливо. Тем не менее, короткая программа доказала надежность машин и получила положительные отзывы гонщиков.

водоросли

Водоросли, особенно микроводоросли, являются источником углеродно-нейтрального альтернативного топлива. С 1970-х годов федеральное правительство и правительства штатов вместе с частными инвестиционными компаниями вложили сотни миллионов долларов в исследования водорослей в качестве биотоплива, но на сегодняшний день это не принесло большого успеха. Микроводоросли обладают способностью производить липиды, которые известны как потенциальный источник биотоплива.

Эти водоросли можно выращивать в непитьевой воде, возможно, даже в сточных водах, в прудах, поэтому для этого не используются пахотные земли или огромное количество воды. Хотя на бумаге микроводоросли кажутся легкой задачей, огромные технические проблемы годами сбивали с толку исследователей и ученых.Но истинные сторонники водорослей не сдаются, поэтому, возможно, когда-нибудь вы будете закачивать биотопливо на основе водорослей в топливный бак своего автомобиля.

Дизельное топливо из воды и CO2

Нет, дизельное топливо из воды и углекислого газа — это не какая-то финансовая пирамида, предназначенная для обдирания недалеких инвесторов. В 2015 году Audi совместно с немецкой энергетической компанией Sunfire объявили, что им удалось синтезировать дизельное топливо из воды и CO2, которое может использоваться в качестве топлива для автомобилей. Синтез создает жидкость, известную как голубая нефть, и перерабатывается в то, что Audi называет электронным дизельным топливом.

Audi утверждает, что электронное дизельное топливо не содержит серы, сгорает чище, чем стандартное дизельное топливо, а процесс его производства эффективен на 70 процентов. Первые пять литров попали в бак Audi A8 3.0 TDI, которым управлял министр исследований Германии. Чтобы стать жизнеспособным углеродно-нейтральным топливом, следующим шагом будет наращивание производства.

Сложный и трудный вызов

Наше пристрастие к нефти имело ужасные последствия. Кажется, что логичным решением было бы разработать или открыть альтернативное углеродно-нейтральное топливо, не полученное из нефти. Однако поиск альтернативы, которая является распространенной, возобновляемой, экономичной в производстве и экологически чистой, является сложной и трудной задачей.

Хорошая новость заключается в том, что пока вы читаете это, ученые усердно работают над этой сложной задачей.

Обновлено Ларри Э. Холлом