Hoe biobrandstoffen te gebruiken

BIJLAGE NODIG Thinkstock

Biobrandstoffen - het woord lijkt magisch. Het doet denken aan zingende vogels, strakblauwe luchten en wereldwijd geluk. Op de een of andere manier kunnen we planten en ander organisch materiaal in iets veranderen om onze auto's aan te drijven en tegelijkertijd de planeet te redden.

Maar het is helemaal geen magie. In dit artikel gaan we bespreken wat biobrandstoffen zijn, wat ze niet zijn en hoe ze worden benut biomassa (dat wil zeggen organisch materiaal van planten en dieren). We zullen ook praten over de beloften en afwegingen van de belangrijkste soorten biobrandstoffen.

Allereerst, wat zijn biobrandstoffen? Volgens het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) zijn het hernieuwbare vaste, gasvormige of vloeibare brandstoffen die zijn ontwikkeld uit planten en organisch materiaal die kunnen worden verwerkt tot geproduceerde brandstof om onze auto's en SUV's van stroom te voorzien, onze woonruimtes te verwarmen of machines te bedienen.. Hernieuwbaar in die zin betekent dat we de middelen krijgen om de brandstof te maken van iets dat we gemakkelijk in een redelijk korte tijd kunnen aanvullen - zoals planten. Hoewel olie en aardgas ook uit planten komen, zijn deze niet hernieuwbaar omdat het miljoenen jaren zou duren om onze voorraad van deze fossiele brandstoffen op te frissen.

Huiseigenaren hebben decennialang de mogelijkheid gehad om vaste brandstof zoals hout of maïspellets te gebruiken, maar de laatste tijd is het een steeds populairdere manier geworden om de wilde schommelingen in de prijzen van stookolie te compenseren. Voor transportdoeleinden zijn verreweg de meest voorkomende biobrandstoffen die tegenwoordig worden gebruikt ethanol (een vorm van alcohol geproduceerd uit zetmeel of suiker) en biodiesel (een brandstof op basis van olie, vetten of vetten).

Het volgen van de productie van biobrandstoffen is nog geen exacte wetenschap vanwege de vele methoden die worden gebruikt om het te produceren, maar gegevens over de totale productie en consumptie van biodiesel en ethanol zijn betrouwbaar. Na halverwege de jaren negentig een beetje te zijn gedaald, staat de ethanolproductie in de Verenigde Staten op een historisch hoogtepunt. De productie van biodiesel in de Verenigde Staten is volgens de National Biodiesel Board, een Amerikaanse industriële handelsvereniging, omhooggeschoten van 2 miljoen gallon in 2002 tot 700 miljoen gallon in 2008..

Natuurlijk kunnen alternatieve brandstoffen erg handig zijn, maar hoe zetten ze biomassa eigenlijk om in iets bruikbaars?

Ethanol, ook wel graanalcohol genoemd, wordt gemaakt door plantmateriaal te fermenteren. Traditioneel betekende dit het fermenteren van het consumeerbare deel van de gewassen, vooral van maïs of suikerriet.

Een groot nadeel hiervan is dat het de voedselvoorziening van mensen en vee aantast. Nieuw onderzoek richt zich in plaats daarvan op het gebruik cellulose-biomassa, die bestaat uit de non-food delen van planten zoals maïsstengels]. Het proces omvat het omzetten van het plantmateriaal in glucose, dat vervolgens kan worden gefermenteerd zoals elke andere suiker, waarbij ethanol wordt geproduceerd. Lignine, een bijproduct van het proces, wordt verbrand om energie te leveren om het proces te helpen voltooien.

Hoewel het in zuivere vorm als brandstof kan worden gebruikt, wordt biodiesel meestal gecombineerd met benzine. Alle benzine-aangedreven voertuigen kunnen direct beschikbaar zijn gasohol, een mengsel van 90 procent benzine en 10 procent ethanol. Flex-fuel-voertuigen kunnen ook gebruikmaken van zogenaamde E85 brandstof, een mengsel van 85 procent ethanol en 15 procent benzine.

In tegenstelling tot ethanol is biodiesel in de Verenigde Staten pas sinds 2005 een grote vlucht genomen. De wetenschap erachter is ook veel nieuwer en wat complexer. De meeste methoden voor het produceren van biodiesel in de VS beginnen met sojaolie of gebruikte plantaardige olie, hoewel ook andere oliën en zelfs algen kunnen worden gebruikt..

Volgens de National Sustainable Agricultural Information Service wordt de olie gecombineerd met een alcohol, meestal methanol of zelfs ethanol. Een katalysator zoals kaliumhydroxide of natriumhydroxide (loog) wordt gebruikt om het proces te starten omestering, die de biodiesel produceert, met glycerol als bijproduct.

Net als ethanol wordt biodiesel meestal gecombineerd met op aardolie gebaseerde brandstof, waardoor het door alle dieselvoertuigen kan worden gebruikt. De meest voorkomende mix heet B20, wat een mix van 20 procent biodiesel en 80 procent petroleumdiesel weerspiegelt. Gewijzigde voertuigen kunnen gebruiken B100, of 100 procent biodiesel, om ze op de weg van stroom te voorzien.

Ethanol en biodiesel zijn twee brandstoffen die een groot deel van de eer krijgen, maar er is veel meer aan de hand met het beeld van biobrandstoffen. In de volgende sectie zullen we enkele andere biobrandstofopties onderzoeken.

Biodiesel maken van gebruikte plantaardige olie

Afscheid nemen van het tankstation? Sluit je aan bij het groeiende legioen mensen die thuis biodiesel maken van gebruikte plantaardige olie. Je hebt methanol, een sterke katalysator (loog werkt) en veel veiligheidsmaatregelen nodig. De benodigdheden zijn direct beschikbaar. Er is veel literatuur over het proces, dus lees het, koop uw voorraden, wees voorzichtig en bereid u voor om uw brandstofonafhankelijkheid te verklaren.

Biobrandstoffen zijn niet beperkt tot onze auto's en vrachtwagens. In deze sectie zullen we enkele nieuwe manieren bekijken waarop biobrandstoffen in ons leven komen.

Sinds mensenheugenis verzamelen mensen zich rond houtvuren. Hout is gemakkelijk om mee te werken, gemakkelijk te verbranden en gemakkelijk te vervangen (hoe dan ook met goed hulpbronnenbeheer). Wat tegenwoordig anders is, is de ontwikkeling van een breed assortiment pellets om houtkachels te voeden. Deze kachels worden ook veel efficiënter in het verbranden van het spul. Het Amerikaanse ministerie van Energie meldt dat een pelletkachel van 42.000 Btu een huis van 1.300 vierkante meter kan verwarmen - deze units produceren zelfs minder vervuiling en hebben minder onderhoudsvereisten. Hoewel houtpellets gemaakt van samengeperst zaagsel de meest voorkomende zijn, kunnen sommige kachels ook brandstof gebruiken die is gemaakt van maïs, oud papier, notendoppen en zelfs gedroogde kersenpitten..

Een iets minder gevierde technologie haalt vast afval zoals mest van vee of gemeentelijk afval en vangt de gassen op die worden uitgestoten als onderdeel van het natuurlijke anaërobe afbraakproces. Dit biogas bevat veel methaan, dat als brandstof kan worden gebruikt. Een briefing door het milieu- en energiestudie-instituut zonder winstoogmerk in 2010 meldde dat 151 anaërobe vergisters (installaties die het biogas opvangen bij afbraak) in bedrijf waren in de Verenigde Staten, die allemaal dierlijk afval als grondstof gebruikten.

Hoewel veel afvalverwerkingsinstallaties het biogas traditioneel verbranden, wordt het steeds meer erkend als een ander potentieel stuk in de energiepuzzel, terwijl we ernaar streven om een ​​meer permanente energieoplossing te vinden..

Veel van de technologieën die momenteel worden ontwikkeld om de implementatie van biobrandstoffen te ondersteunen, zijn in volle gang, maar kunnen ze echt het milieu helpen en een realistische oplossing bieden voor onze energiebehoeften? Hoe gaat het ons helpen? We zullen daar in het laatste deel naar kijken.

Er is tegenwoordig een hoge lat voor energieoplossingen: ze moeten efficiënter zijn en de planeet redden. Kunnen biobrandstoffen echt de dag redden? Zoals je zou verwachten, is er geen eenvoudig antwoord, en uiteindelijk zijn ze maar een onderdeel van een veel grotere energiepuzzel.

Vanuit milieuoogpunt draagt ​​het gebruik van biobrandstoffen niet bij aan de kooldioxide in de atmosfeer of aan de opwarming van de aarde. Planten absorberen koolstof terwijl ze groeien en geven het weer wanneer ze worden omgezet in energie. Evenzo consumeren dieren planten, die ze omzetten in onder meer vetten en afvalstoffen, waardoor de koolstof uit de planten weer vrijkomt wanneer deze producten worden omgezet in energie.

Koolstof zit al miljoenen jaren opgesloten in steenkool en andere fossiele brandstoffen en blijft daar totdat we het uit de grond trekken om te verbranden. Hoewel de koolstof in deze brandstoffen ooit de lucht vulde, maakte het geen deel uit van de huidige jaarlijkse cyclus van de atmosfeer.

Vanuit politiek oogpunt betekent het gebruik van in het eigen land beschikbare middelen minder afhankelijkheid van buitenlandse bronnen zoals ruwe olie. Door thuis een deel van de behoefte aan deze energie te vervullen met hernieuwbare biobrandstoffen, zou de internationale spanning aanzienlijk kunnen worden verminderd.

Biobrandstoffen zijn ook gunstig voor de economie doordat de binnenlandse aard van de hulpbronnen die nodig zijn om ze te benutten, binnen lokale landbouw- en bosgebieden ligt.

Tot op heden is er geen enkele brandstofbron - biobrandstof, fossiele brandstof, wind, zonne-energie of kernenergie - die het antwoord kan bieden op al onze energiebehoeften. Door technologische verbeteringen wordt het echter snel gemakkelijker om biobrandstoffen te benutten en kan de ontwikkeling ervan bijdragen aan een betere toekomst.