La produzione di biocarburanti può salvare il pianeta dai

07-05-2018
Riscaldamento

Allo stato attuale, l'umanità non sperimenta una particolare carenza di carburante prodotta da idrocarburi. Tuttavia, riceve anche un altro problema - l'effetto serra di bruciarlo. Inoltre, queste risorse non possono essere considerate inesauribili, quindi è necessario preparare le alternative. Ecco perché in molti luoghi stanno cercando di stabilire la produzione di biocarburanti da rifiuti di legno, biogas, così come biodiesel e bioetanolo.

Nella foto - il biocarburante può essere prodotto da varie materie prime biologiche.

Perché ne abbiamo bisogno

I ricercatori hanno concordato che la causa del riscaldamento globale è un aumento della concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera a causa del nostro uso attivo di combustibili fossili. Per milioni di anni, la natura ha ripulito il pianeta, liberandolo di CO2, legare il carbonio, nascondendolo nelle viscere del pianeta.

Tuttavia, l'umanità è stata in grado di raggiungere i magazzini naturali e ha iniziato a utilizzarli attivamente. In questa situazione, è sorta una domanda che deve essere risolta - è possibile fare a meno di queste risorse a tutti, se no, come minimizzare le conseguenze negative di tali nostre attività?

Attrezzature per la produzione di biocarburanti dalla colza

Cosa viene offerto

Uno dei modi per fermare la distruzione dell'ecologia è sostituire le fonti energetiche fossili con i biocarburanti. È ottenuto da materie prime animali, vegetali, rifiuti organici industriali e dai loro prodotti di scarto di organismi.

Diamo un'occhiata al suo vantaggio rispetto agli idrocarburi. In realtà, l'idea è molto semplice ed è associata al rilascio di carbonio non trasformato nell'atmosfera.

Consiglio: quando si passa ai biocarburanti, non dovremo pompare petrolio, gas e carbone dai magazzini naturali.

Dinamica della produzione di biocarburanti a base di biodiesel e bioetanolo

L'energia verrà dal carbonio, che è già nell'atmosfera del pianeta. Il processo di fotosintesi delle piante che lega il carbonio atmosferico aiuta, e dopo averlo convertito in biocarburante e ottenuto energia da esso, ritorna di nuovo nell'atmosfera. Quindi, dovremmo avere una circolazione ideale della materia, eliminando praticamente le conseguenze negative dell'attività umana.

Sulla carta tutto sembra abbastanza convincente e perfetto, ma in realtà i biocarburanti non possono essere considerati la soluzione a tutti i problemi. La sua ricezione e l'uso hanno una serie di difficoltà. Sebbene la materia prima sia qualsiasi materia organica animale o vegetale, ma non tutti i tipi di biocarburanti danno lo stesso effetto. (Vedi anche l'articolo Biocarburanti per caminetti: caratteristiche.)

Installazione per la produzione di biocarburanti sotto forma di bricchette

Tre generazioni di materie prime per i biocarburanti

Ogni fonte ha i suoi vantaggi e svantaggi. Ad esempio, alcuni danno un effetto maggiore e rappresentano un certo beneficio a lungo termine, ma il prezzo dei biocarburanti è ancora troppo alto. Altri, al contrario, non richiedono grandi spese, ma non apportano benefici tangibili.

I principali problemi dei biocarburanti ecosostenibili:

  • economico (alti costi di produzione);
  • tecnologico (bassa resa del prodotto utile, non ancora trovato un modo perfetto per processare le materie prime);
  • mancanza di terra fertile dove coltivare colture alimentari.
Biocombustibile di bricchette proveniente dall'industria del legno

I produttori identificano tre generazioni di biocarburanti:

Il primo
  1. Colture tradizionali con un alto contenuto di grassi, zuccheri e amidi.
  2. Il biodiesel è ancora prodotto dai semi oleosi e le istruzioni di produzione sono piuttosto semplici.
  3. Etanolo: ricco di amido e zucchero.

C'è stato un dilemma: è giusto allocare terreni fertili per i biocarburanti mentre milioni di persone sul pianeta stanno morendo di fame? Inoltre, la produzione agricola è ancora piuttosto costosa.

Il secondo In questo caso, si tratta di residui di erba, piante coltivate e legno che contengono lignina e cellulosa. Anche se è più economico delle piante coltivate, tuttavia, hanno anche bisogno di risorse territoriali, mentre il ritorno delle materie prime da 1 m2 relativamente basso
terzo Queste sono alghe, la cui produzione non richiede l'uso di terreni fertili. Differisce velocità di produzione e alta concentrazione di biomassa.
Produzione di biocarburanti da alghe

Di cosa sono fatti i biocarburanti oggi?

Sopra, abbiamo parlato di tre generazioni di materie prime per la produzione di carburanti ecocompatibili, ma oggi la stragrande maggioranza delle imprese in questo ciclo di produzione preferisce la prima, anche se è già considerata "obsoleta".

Considera di più:

  1. Mais - la coltura principale per la produzione di biocarburanti negli Stati Uniti. L'etanolo ottenuto da esso si dimostra un combustibile stabile. Tuttavia, l'uso del mais per creare biocarburanti riduce la quantità di cibo in cui viene utilizzato.
Oggi il mais è considerato il raccolto più promettente per i biocarburanti.

Ci sono proposte da parte dei sostenitori di tale combustibile per utilizzare un sottoprodotto per l'alimentazione del bestiame rimanente dopo la lavorazione del grano. Ma, anche con questo in mente, il mais è oggi considerato una soluzione temporanea, dal momento che ci sono abbastanza altre piante che lo superano nella resa dei biocarburanti. Uno di questi è la canna da zucchero. Ma per il momento, per ragioni tecnologiche ed economiche, il mais dominerà il settore.

  1. Il colza e la soia sono ricchi di oli vegetali. Oggi sono ampiamente utilizzati per produrre biodiesel, così come i biocarburanti utilizzati nei motori degli aerei a reazione. Il vantaggio di tali materie prime è la facilità di lavorazione, il negativo è esattamente lo stesso che nel caso del mais. Sia i semi di colza che i semi di soia sono colture alimentari, quindi qui sorge il dilemma che è meglio nutrire le persone che soffrono di carenze nutrizionali in diversi paesi, o usarle per gli aeroplani, poiché le loro risorse di produzione sono limitate. Pertanto, la soia, come il mais, è solo una soluzione intermedia, che finora deve essere tollerata, poiché non esiste un'alternativa reale.
I semi di canola sono ricchi di olio vegetale, che viene utilizzato per produrre biocarburanti
  1. La canna da zucchero nella produzione globale di biocarburanti è considerata la seconda varietà di mais, anche se è possibile che le posizioni entro dieci anni possano cambiare. La parte più preziosa del raccolto è il gambo, e nella soia e nel mais i semi vengono principalmente lavorati. Pertanto, la pianta offre una maggiore resa di biocarburanti grazie al suo maggiore utilizzo nel processo. La produzione di canna da zucchero è limitata solo da cause naturali, perché cresce solo nei climi tropicali. Nei paesi in cui è abbondante, la tecnologia è stata sviluppata ed è ampiamente utilizzata per la produzione di biocarburanti. Il Brasile è uno di questi
Il Brasile è il più grande paese di etanolo della canna da zucchero.
  1. Metano: il principale componente del gas naturale. Tuttavia, recentemente è considerato anche come biocarburante, dal momento che può essere ottenuto dopo l'elaborazione di materie prime biologiche da parte di microrganismi, decomprimendo la biomassa di qualsiasi origine.

Suggerimento: in discariche di grandi dimensioni, puoi ottenerlo senza ulteriore sforzo, poiché è formato per motivi naturali. Per raccogliere metano, è sufficiente installare i tubi nelle discariche.

Oggi ci sono vari progetti di bioreattori che riciclano qualsiasi tipo di rifiuto biologico. Con il loro aiuto, il metano è ottenuto da piccoli agricoltori e persino da grandi servizi pubblici.

Consiglio: il gas ottenuto in questo modo può essere miscelato con gas naturale per salvare quest'ultimo.

Installazione per biogas fai-da-te

L'uso diffuso come biocarburante da motore a metano è ostacolato da difficoltà tecnologiche, poiché richiede il re-equipaggiamento dei motori delle auto e la costruzione di stazioni di servizio appropriate. Tuttavia, nel trasporto pubblico tali difficoltà sono facilmente superabili.

Di cosa possono essere fatti i biocarburanti in futuro?

Ahimè, l'umanità non tratta le colture alimentari da una vita buona. Gli scienziati sperano ancora che presto si possa eliminare completamente i biocarburanti prodotti dalla soia o dal mais.

piante

In particolare - una modesta camelina, conosciuta nella parte europea del nostro paese, e una velenosa pianta di jatropha dell'America Centrale. Queste piante hanno un'alta percentuale di contenuto di olio nei semi e sono senza pretese per le condizioni.

Ryzhik cresce nella parte europea della Federazione Russa

Ad esempio, non sono intimiditi da terre aride e sterili, dove le colture tradizionali non crescono affatto o la loro produzione non è economicamente redditizia. Le piante non solo non interferiscono con la produzione di cibo, ma aiutano anche a ripristinare gradualmente il terreno, trasformandolo in fertile.

Tuttavia, finora la maggior parte del loro potenziale non è stata realizzata. Allo stesso tempo, alcuni esperti ritengono che questo sia viceversa buono, dal momento che è difficile prevedere come si comportano gli agricoltori e se non cominceranno a coltivarli su terre fertili non appena saranno convinti dei vantaggi di queste piante.

Jatropha - una potenziale pianta per i biocarburanti

cellulosa

Per molti di noi questa parola assomiglia al legno e alla carta, ma può essere trovata non solo nelle foreste.

Ad esempio, negli Stati Uniti, è possibile raccogliere più di un miliardo di tonnellate di materiali cellulosici per la produzione di biocarburanti, che possono essere:

  • miglio;
  • salice, pioppo e altri alberi a crescita rapida;
  • stocchi di mais, che rimangono in grandi quantità sui campi dopo il raccolto.

Tuttavia, finora una tale abbondanza di potenziali materie prime non può essere convertita in biocarburante, poiché le piante hanno uno speciale "meccanismo" che li protegge dagli attacchi microbici. Altrimenti, i batteri semplicemente li distruggerebbero. Tuttavia, gli scienziati sperano ancora che saranno in grado di sviluppare un modo efficace per produrre biocarburanti cellulosici.

Impianto per la produzione di biocarburanti da cellulosa

alghe

Il loro grande vantaggio rispetto ad altre biomasse non è utilizzato per la coltivazione di terreni agricoli, che è necessario per la coltivazione di piante alimentari. A causa della fotosintesi, la Tina e le alghe possono accumulare oli vegetali, che possono costituire quasi la metà del loro peso. Inoltre, si moltiplicano e crescono molto rapidamente.

Allo stesso tempo, l'ultimo vantaggio è il loro principale svantaggio, a causa del quale la produzione di biocarburanti non è ancora stata stabilita commercialmente. Il processo di allevamento accelerato porta al fatto che le alghe riempiono lo spazio disponibile, quindi bloccano l'accesso alla luce, a causa della quale il processo di fotosintesi viene bloccato. Di conseguenza, la maggior parte di loro muore.

Gli aeroplani possono volare su biocarburanti dalle alghe

Non ancora sviluppato una tecnologia efficace per contenere o controllare la crescita delle alghe. Tuttavia, l'enorme contenuto di olio vegetale consente loro di essere al secondo posto nell'elenco delle fonti più probabili di biocarburanti.

Grasso animale

Oggi i nutrizionisti sono allarmati dall'aumento del consumo di carne grassa. Ma, come materia prima per i biocarburanti, il grasso animale ha un alto potenziale.

Mentre nella pratica è abbastanza difficile da implementare:

  • difficile organizzare una raccolta;
  • il grasso è una preziosa materia prima industriale.

Per questi motivi, gli esperti ritengono che non valga la pena aspettarsi una produzione di massa di biocarburanti da esso.

Carta straccia

La carta straccia, la segatura e l'industria della carta da macero sono usati come materie prime per la produzione di carta. Tuttavia, potenzialmente, nonostante alcune difficoltà tecnologiche, possono diventare la base per la produzione di biocarburanti.

In futuro, i rifiuti di carta potrebbero diventare anche la materia prima per la produzione di biocarburanti.

C'è una dichiarazione che la conversione della carta in combustibili liquidi è ostacolata dalla cera. Allo stesso tempo, l'industria della carta stessa sarà un serio concorrente. L'aggiunta di questi fattori rende il riciclaggio della carta in biocarburanti costoso e difficile da attuare. (Vedi anche l'articolo Riscaldamento di una casa privata con legna da ardere: caratteristiche.)

conclusione

Dall'articolo è diventato chiaro che le materie prime per la produzione di biocarburanti sul pianeta sono sufficienti. È solo necessario organizzare la propria raccolta e riciclare efficacemente. In definitiva, l'umanità dovrà abbandonare l'uso di idrocarburi, in quanto ciò minaccia la sua esistenza. Il video nell'articolo ti aiuterà a trovare ulteriori informazioni su questo argomento.