Разница между биотопливом и ископаемым топливом
Share
Что такое биотопливо?
Биотопливо - это жидкое топливо, которое было сделано из биомассы, собирательный термин, относящийся к сельскохозяйственным культурам, растительным остаткам, органическим отходам и всему, что происходило из живого организма. Наиболее распространенными формами биотоплива являются этанол и биодизель.
Типы биотоплива
Биотопливо может быть разных форм в зависимости от того, как оно изготовлено и из какого материала оно изготовлено..
Этиловый спирт
Этанол обычно производится из сахаров, содержащихся в таких зернах, как кукуруза, ячмень и сорго. Этанол обычно используется в качестве замены бензина, получаемого из нефти, в автомобилях и других технологических системах, в которых традиционно используется нефтяной бензин. Некоторое количество этанола используется почти во всем газе в Соединенных Штатах. В настоящее время в США используются две формы этанол-нефтяных бензиновых смесей: смесь с 10% этанола (E10) и смесь с примерно 50-80% этанолом (E85). Большинство автомобилей с бензиновым двигателем могут использовать бензин E10. Автомобили с бензиновым двигателем модели 2007 года или новее могут использовать бензин с содержанием E15 или 15% этанола. В настоящее время бензином E85 могут пользоваться только автомобили на гибком топливе..
Большая часть этанола в настоящее время производится из растительных сахаров, содержащихся в зернах, но в настоящее время проводится исследование о том, можно ли производить этанол из целлюлозных частей растений. Этот этанол называют целлюлозным этанолом.
Биодизель
Биодизель производится из растительных масел и животных жиров. Это может также быть сделано из кулинарной смазки. Он используется для замены дизельного топлива на нефтяной основе в двигателях с воспламенением от сжатия. Использование биодизеля не требует замены или модификации двигателя при условии, что это дизельный двигатель..
Плюсы и минусы биотоплива
Биотопливо рекламируется как возобновляемая, зеленая альтернатива ископаемому топливу. С другой стороны, существуют некоторые проблемы с полезностью и устойчивостью биотоплива в качестве замены топлива на нефтяной основе..
Pros
В отличие от топлива на основе нефти, биотопливо, как правило, нетоксично. Кроме того, они часто рекламируются как углеродно-нейтральный источник топлива. Причина заключается в том, что, поскольку растения, используемые для производства биотоплива, всегда возобновляются, новые растения будут повторно поглощать углекислый газ, выбрасываемый в атмосферу при сжигании биотоплива. Еще одна причина продвижения биотоплива заключается в том, что он потенциально учитывает меньшую зависимость от импортируемой нефти и может обеспечить большую устойчивость на местном уровне для страны, если у нее имеются обильные земли для выращивания топливных культур..
Cons
Хотя было предложено, чтобы биотопливо заменяло ископаемое топливо, недавние исследования показывают, что количество энергии, производимой биотопливом, недостаточно для замены ископаемого топлива без преобразования большей части поверхности земли за пределами планеты в сельскохозяйственные угодья для производства культур, необходимых для производство биотоплива.
Например, в одном исследовании было установлено, что замена 5% потребления дизельного топлива биодизельным топливом потребует преобразования 60% нынешних соевых ферм в производство биотоплива. Исследования в Корнелльском университете также показывают, что для производства биотоплива требуется больше энергии, чем энергии, выделяемой конечным продуктом. Это ставит под сомнение возможность применения биотоплива в тех же масштабах, что и ископаемое топливо. Кроме того, использование биотоплива может создать конкуренцию между землей для продовольственных культур и топливных культур. Это может затруднить обеспечение достаточного количества топлива для страны и одновременно кормить всех в этой стране..
Другая проблема с биотопливом состоит в том, что не все биотопливо являются углеродно-нейтральными. Недавние исследования показывают, что биотопливо из зерновых культур производит примерно столько же выбросов углерода, сколько ископаемое топливо. Повторное выращивание культур, используемых для производства биотоплива, также не обязательно снижает выбросы углерода. Это потому, что новые топливные культуры не поглощают углекислый газ достаточно быстро, чтобы компенсировать выбросы, которые являются результатом сжигания биотоплива. Биотопливо, произведенное из растительных остатков или отходов, с другой стороны, имеет тенденцию уменьшать выбросы углерода.
Эти проблемы не означают, что биотопливо не может быть использовано, но они предполагают, что масштаб, в котором они могут быть использованы, ограничен так же, как ископаемое топливо.
Ископаемое топливо
Ископаемое топливо - это топливо, полученное из останков мертвых организмов, которые жили миллионы лет назад. Ископаемое топливо включает нефть, уголь и природный газ, а также смолу и битум. Ископаемые виды топлива не возобновляются, потому что процесс, который их формирует, требует миллионов лет, что делает невозможным их пополнение в течение времени, характерного для человеческих цивилизаций..
Типы ископаемого топлива
Все ископаемое топливо создается из ранее живого материала, такого как растения и водоросли, и подвергается естественному воздействию тепла и давления. Ископаемое топливо может встречаться в жидкой, твердой и газовой формах..
масло
Нефть - это жидкое вещество, состоящее из углеводородов, которые когда-то составляли живые организмы. Как правило, нефть будет обнаруживаться в проницаемом слое породы, таком как песчаник или известняк, наложенном на непроницаемый слой породы, обычно эвапориты, которые будут препятствовать выходу нефти. Под проницаемым слоем породы будет слой сланца. Масло происходит из сланцевого слоя.
В настоящее время Соединенные Штаты являются крупнейшим в мире потребителем нефти. Крупнейшими экспортерами нефти в США являются Саудовская Аравия, Канада, Мексика и Нигерия. Нефть обычно является источником бензина и другого жидкого ископаемого топлива, используемого для питания наземных транспортных средств и самолетов. Это очень важный источник топлива для транспортировки.
Хотя нефть давала огромное количество энергии, она также имеет существенные недостатки. Методы добычи опасны для окружающей среды, как показали недавние разливы нефти. Кроме того, сжигание масла, как известно, выпускает частицы в воздух, которые негативно влияют на легкие людей и животных. Кроме того, при сжигании нефти также выделяется значительное количество углекислого газа в атмосферу, что вызывает повышение глобальной глобальной температуры, изменяя глобальный климат таким образом, что это не выгодно для человеческой цивилизации или многих видов растений и животных..
Каменный уголь
Уголь состоит из твердой массы углеводородов, добываемых под воздействием тепла и давления. Уголь образуется в основном из мертвых растений. Уголь также имеет несколько различных сортов.
Предшественником угля является торф, мягкий органический материал, изготовленный из разлагающегося растительного вещества. Если торф подвергается воздействию тепла и давления, он превратится в уголь. Бурый или бурый уголь - самый низкий сорт угля. Он имеет относительно низкую концентрацию углерода и подвержен относительно низким температурам и давлению во время формирования.
Суббитуминозный и битуминозный уголь являются формами угля, которые являются промежуточными между антрацитом, высшей формой угля и лигнитом. Суббитумный уголь тусклый, а битуминозный - блестящий и гладкий. Битумный уголь также является наиболее распространенным типом угля, используемого в производстве электроэнергии. Антрацит содержит самую высокую концентрацию углерода и подвергается наибольшему нагреву и давлению. Он твердый и хрупкий по сравнению с другими видами угля.
Уголь сыграл очень важную роль в промышленной революции и используется во многих странах мира в качестве дешевого источника энергии. Уголь в основном используется для выработки электроэнергии. В настоящее время крупнейшим производителем угля является Китай, производящий 48% мировых поставок угля. Соединенные Штаты добывают около 11% мирового угля, особенно в таких штатах, как Пенсильвания, Вайоминг, Иллинойс и Кентукки..
Хотя уголь может обеспечивать значительную мощность для производства электроэнергии, он также является одним из наиболее вредных для окружающей среды ископаемых видов топлива, используемых в настоящее время. Известно, что добыча угля уничтожает большие участки растительности и загрязняет реки токсичными шахтными отходами. При сжигании угля также образуются ртуть, диоксид серы и оксиды азота, которые могут вызвать кислотные дожди. Кроме того, уголь вносит значительный вклад в выбросы углекислого газа, производимые человеческой цивилизацией..
Натуральный газ
Природный газ в основном используется для отопления и электричества и считается более чистой, относительно низкоуглеродной альтернативой другим ископаемым видам топлива. Соединенные Штаты являются значительным пользователем и производителем природного газа.
Сжигание природного газа производит намного меньше углекислого газа, чем сжигание нефти или угля, и выбрасывает в атмосферу гораздо меньше загрязняющих веществ. Тем не менее, это все еще является причиной 29% выбросов углерода в Соединенных Штатах.
Сходство между биотопливом и ископаемым топливом
Биотопливо и ископаемое топливо производятся из когда-то живой материи. Они также используются для производства тепла и электроэнергии, а также для питания транспортных средств и генераторов по всему миру. Они также производят значительные выбросы углерода, и устойчивость их дальнейшего использования сомнительна в свете их воздействия на окружающую среду..
Различия между биотопливом и ископаемым топливом
Хотя между ископаемым топливом и биотопливом существует много общего, существуют также существенные различия, которые включают следующее.
- Биотопливо возобновляемо, в то время как ископаемое топливо не возобновимо..
- Биотопливо в основном выращивается из современных зерен или органических остатков современных растений, тогда как организмы, из которых производится ископаемое топливо, были мертвы миллионы лет.
- Токсичные газы и частицы, которые вызывают раздражение или повреждение легких, образуются в качестве побочных продуктов при сжигании ископаемого топлива, тогда как биотопливо, как правило, само по себе нетоксично..
- Использование ископаемого топлива в настоящее время является спорным, и в настоящее время многие страны предпринимают значительные попытки отказаться от ископаемого топлива. Биотопливо, с другой стороны, считается экологически чистым и становится все более популярным.
Биотопливо против ископаемого топлива
Резюме
Биотопливо производится из растений и других органических веществ, которые были превращены в жидкое топливо. Типы биотоплива включают этанол и биодизель. Этанол, как правило, производится из зерна, за исключением целлюлозного этанола. Биодизель изготавливается из растительного масла, животного жира и использованной кулинарной смазки. Этанол сделан, чтобы заменить бензин, в то время как биодизель используется, чтобы заменить дизель. Биотопливо, как правило, нетоксично и может сделать страну менее зависимой от иностранного импорта ископаемого топлива. С другой стороны, биотопливо не обеспечивает достаточно энергии, чтобы полностью заменить ископаемое топливо. Использование биотоплива также создает конкуренцию между культурами, выращиваемыми для производства продовольствия, и культурами, выращиваемыми для получения топлива. Кроме того, он производит примерно столько же выбросов углерода во многих случаях, что и ископаемое топливо. Ископаемое топливо производится из организмов, которые погибли миллионы лет назад и чьи останки подвергались воздействию тепла и давления. Ископаемое топливо считается невозобновляемым, потому что на его формирование уходит миллионы лет. Ископаемое топливо и биотопливо схожи в том, что они оба образуются из когда-то живого вещества и выделяют углекислый газ при сжигании для получения энергии. Они отличаются тем, что биотопливо является возобновляемым, как правило, нетоксичным и представляет собой растущую отрасль, в то время как ископаемое топливо не возобновляемое, часто имеет значительно токсичные побочные продукты и является убывающей отраслью..
