биотопливо
Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Пожалуйста, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам, если у вас есть какие-либо вопросы.
Выберите стиль цитирования
Копировать цитату
Делиться
Делиться
Поделиться в социальных сетях
Дать обратную связь
Внешние веб-сайты
Обратная связь
Спасибо за ваш отзыв
Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, следует ли пересматривать статью.
Внешние веб-сайты
- Агентство по охране окружающей среды США — Экономика биотоплива
Веб-сайты Британники
Статьи из британских энциклопедий для учащихся начальной и средней школы.
- биотопливо — Студенческая энциклопедия (от 11 лет)
Распечатать
Распечатать Распечатать
Пожалуйста, выберите разделы, которые вы хотите распечатать:
Цитировать
провереноЦитировать
Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Пожалуйста, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам, если у вас есть какие-либо вопросы.
Выберите стиль цитирования
Копировать цитату
Делиться
Делиться
Поделиться в социальных сетях
Обратная связь
Внешние веб-сайты
Обратная связь
Спасибо за ваш отзыв
Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, следует ли пересматривать статью.
Внешние веб-сайты
- Агентство по охране окружающей среды США — Экономика биотоплива
Веб-сайты Британники
Статьи из британских энциклопедий для учащихся начальной и средней школы.
- биотопливо — Студенческая энциклопедия (от 11 лет)
By Ноэль Экли СелинПосмотреть все Последнее обновление: 15 октября 2022 г. Изменить историю
Оглавление
биотопливо
Резюме
Прочтите краткий обзор этой темы
биотопливо, любое топливо, полученное из биомассы, т. е. материала растений или водорослей или отходов животноводства. Поскольку такое сырье можно легко пополнить, биотопливо считается источником возобновляемой энергии, в отличие от ископаемого топлива, такого как нефть, уголь и природный газ. Биотопливо обычно пропагандируется как рентабельная и экологически безопасная альтернатива нефти и другим ископаемым видам топлива, особенно в контексте роста цен на нефть и растущей озабоченности по поводу вклада ископаемых видов топлива в глобальное потепление.Многие критики выражают озабоченность по поводу масштабов распространения некоторых видов биотоплива из-за экономических и экологических издержек, связанных с процессом переработки и потенциальным изъятием обширных площадей пахотных земель из производства продуктов питания.
Виды биотоплива
Некоторые давно эксплуатируемые виды биотоплива, такие как древесина, могут использоваться непосредственно в качестве сырья, которое сжигается для получения тепла. Тепло, в свою очередь, может быть использовано для запуска генераторов на электростанции для производства электроэнергии. Ряд существующих энергетических объектов сжигает траву, древесину или другие виды биомассы.
Жидкое биотопливо представляет особый интерес из-за уже существующей обширной инфраструктуры для его использования, особенно для транспорта. Жидкое биотопливо, производимое в наибольшей степени, представляет собой этанол (этиловый спирт), который производится путем ферментации крахмала или сахара. Бразилия и США являются одними из ведущих производителей этанола. В Соединенных Штатах биотопливо на основе этанола производится в основном из зерна кукурузы (кукурузы) и обычно смешивается с бензином для получения «газохола», топлива, состоящего из 10% этанола. В Бразилии биотопливо на основе этанола производится в основном из сахарного тростника и обычно используется в качестве топлива, состоящего из 100% этанола, или в бензиновых смесях, содержащих 85% этанола. В отличие от этанольного биотоплива «первого поколения», производимого из пищевых культур, целлюлозный этанол «второго поколения» получают из малоценной биомассы с высоким содержанием целлюлозы, включая древесную щепу, пожнивные остатки и городские отходы. Целлюлозный этанол обычно производится из жмыха сахарного тростника, отходов переработки сахара или из различных трав, которые можно выращивать на некачественной земле. Учитывая, что степень конверсии ниже, чем у биотоплива первого поколения, в качестве добавки к бензину преимущественно используется целлюлозный этанол.
Вторым наиболее распространенным жидким биотопливом является биодизель, который производится в основном из маслянистых растений (таких как соевые бобы или пальмовое масло) и в меньшей степени из других маслянистых источников (таких как отходы кулинарного жира от жарки во фритюре в ресторане). Биодизель, получивший наибольшее распространение в Европе, используется в дизельных двигателях и обычно смешивается с нефтяным дизельным топливом в различных пропорциях. Использование водорослей и цианобактерий в качестве источника биодизеля «третьего поколения» многообещающе, но его трудно развивать экономически. Некоторые виды водорослей содержат до 40 процентов липидов по весу, которые могут быть преобразованы в биодизель или синтетическую нефть. По некоторым оценкам, водоросли и цианобактерии могут давать от 10 до 100 раз больше топлива на единицу площади, чем биотопливо второго поколения.
Другие виды биотоплива включают газообразный метан и биогаз, которые могут быть получены при разложении биомассы в отсутствие кислорода, а также метанол, бутанол и диметиловый эфир, которые находятся в разработке.
Экономические и экологические соображения
При оценке экономических преимуществ биотоплива необходимо учитывать энергию, необходимую для его производства. Например, процесс выращивания кукурузы для производства этанола требует использования ископаемого топлива в сельскохозяйственном оборудовании, производстве удобрений, транспортировке кукурузы и перегонке этанола. В этом отношении этанол, полученный из кукурузы, дает относительно небольшой выигрыш в энергии; прирост энергии от сахарного тростника больше, а от целлюлозного этанола или биодизеля из водорослей может быть еще больше.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Биотопливо также обеспечивает экологические преимущества, но, в зависимости от того, как оно производится, оно также может иметь серьезные экологические недостатки.В качестве возобновляемого источника энергии биотопливо на растительной основе в принципе вносит небольшой чистый вклад в глобальное потепление и изменение климата; углекислый газ (основной парниковый газ), который попадает в воздух во время горения, будет удален из воздуха раньше, когда растущие растения начнут фотосинтез. Такой материал называют «углеродно-нейтральным». Однако на практике промышленное производство сельскохозяйственного биотоплива может привести к дополнительным выбросам парниковых газов, которые могут свести на нет преимущества использования возобновляемого топлива. Эти выбросы включают двуокись углерода от сжигания ископаемого топлива в процессе производства и закись азота из почвы, обработанной азотными удобрениями. В этом отношении целлюлозная биомасса считается более выгодной.
Землепользование также является важным фактором при оценке преимуществ биотоплива. Использование обычного сырья, такого как кукуруза и соевые бобы, в качестве основного компонента биотоплива первого поколения вызвало дебаты «еда против топлива». Отвлекая пахотные земли и сырье от пищевой цепи человека, производство биотоплива может повлиять на экономику цен на продукты питания и их доступность. Кроме того, энергетические культуры, выращиваемые для производства биотоплива, могут конкурировать за мировую естественную среду обитания. Например, акцент на этаноле, получаемом из кукурузы, приводит к смещению пастбищ и зарослей кустарников под монокультуры кукурузы, а акцент на биодизеле приводит к вырубке древних тропических лесов, чтобы освободить место для плантаций масличной пальмы. Утрата естественной среды обитания может изменить гидрологию, усилить эрозию и в целом сократить биоразнообразие территорий дикой природы. Расчистка земли также может привести к внезапному выбросу большого количества углекислого газа, поскольку содержащиеся в нем растительные вещества сжигаются или разлагаются.
Некоторые из недостатков биотоплива относятся главным образом к источникам биотоплива с низким разнообразием — кукурузе, соевым бобам, сахарному тростнику, масличным пальмам, — которые являются традиционными сельскохозяйственными культурами.Одна альтернатива предполагает использование очень разнообразных смесей видов, на примере североамериканских высокотравных прерий. Преобразование деградированных сельскохозяйственных земель, которые не используются, в такие источники биотоплива с высоким разнообразием может увеличить площадь дикой природы, уменьшить эрозию, очистить от переносимых водой загрязнителей, сохранить углекислый газ из воздуха в виде соединений углерода в почве и, в конечном итоге, восстановить плодородие деградированных земель. Такое биотопливо можно было бы сжигать непосредственно для выработки электроэнергии или превращать в жидкое топливо по мере развития технологий.
Правильный способ выращивания биотоплива для одновременного удовлетворения всех потребностей будет оставаться предметом многочисленных экспериментов и дискуссий, но быстрый рост производства биотоплива, вероятно, продолжится. В Соединенных Штатах Закон об энергетической независимости и безопасности от 2007 года предписывает к 2022 году ежегодно использовать 136 миллиардов литров (36 миллиардов галлонов) биотоплива, что более чем в шесть раз превышает уровень производства 2006 года. Законодательство также требует, с некоторыми оговорками, чтобы 79 миллиардов литров (21 миллиард галлонов) от общего количества составляли биотопливо, кроме этанола, полученного из кукурузы, и он продолжал определенные государственные субсидии и налоговые льготы для производства биотоплива.
Одним из отличительных перспектив биотоплива является то, что в сочетании с новой технологией, называемой улавливанием и хранением углерода, процесс производства и использования биотоплива может постоянно удалять углекислый газ из атмосферы. В соответствии с этой идеей биотопливные культуры будут удалять углекислый газ из воздуха по мере их роста, а энергетические объекты будут улавливать углекислый газ, выделяемый при сжигании биотоплива для выработки электроэнергии. Захваченный углекислый газ может быть изолирован (храниться) в долгосрочных хранилищах, таких как геологические образования под землей, в отложениях глубокого океана или, возможно, в виде твердых веществ, таких как карбонаты. Смотрите также депонирование углерода.
