由于全球变暖,天气预测每年都变得越来越复杂。考虑到这一点,许多政府应该通过减少排放和实施增加生物燃料使用的计划来提高可持续性。
生物燃料具有减少温室气体排放的潜力,同时也是可再生能源。
生物燃料是可再生的。这是因为你可以以相同的速度续借它们。因此,生物燃料可以从活的原料和有机废物中制造出来,这是一种回收废物并以有用的方式重新利用的好方法。它们包括水资源、土地和食物资源。因此,转向生物燃料绝对是正确的方向。
生物燃料的发明取代了石油、天然气等化石燃料的使用。由于可以无限供应,生物燃料对环境的危害更小,而且可以一次又一次地重复使用。
但在我们深入了解可再生能源之前,让我们先来看看生物燃料是如何生产的。
生物燃料的生产
生物燃料类似于天然化石燃料。你可以燃烧它们来产生能量。它们之间的主要区别是生物燃料会造成不确定性,而且在大多数情况下,对地球的危害较小。
最初,生物燃料是由甘蔗作物和动物脂肪制成的。糖和淀粉作物发酵生成生物酒精。
这些过程包括乙醇和丙醇的生产。动物脂肪和油脂后来被加工成生物柴油。
转换的一般方法包括解构,将生物质分解成化学成分。
解构的过程是非常多样化的,取决于组件和大小。指定的温度将产生适当结果的组件分开。
这些成分首先经过过滤,以消除所有食物颗粒。然后真正的过程开始了,这被称为酯交换。
在这里,原料油的脂肪酸分子与甘油分离,然后每个脂肪酸分子与另一个醇分子结合。随后加入催化剂以增加颗粒的反应。
在加入油之前,将乙醇与催化剂混合以产生生物燃料。然后催化剂分解酒精,混合物一直混合到此为止。氢氧化钾和钠是最广泛用于分解生物燃料的碱性催化剂。
另一种转化形式是热化学转化。生物燃料的转化包括气化和热解。它们在温度和氧气含量的变化过程中是不同的。
让我们来看看世界各地正在生产的不同类型的生物燃料,以帮助实现可持续的未来。
生物燃料的种类
生物燃料的区别在于它们的合成方式。所产生的产品稍后被提炼,为汽车或其他车辆提供燃料。
从有机材料中提取的两种主要生物燃料如下:
乙醇
乙醇是一种植物性有机材料。乙醇是由淀粉或糖发酵而成的。
发酵分解植物纤维中的纤维素。乙醇是汽油的替代品。它的成本相对较低,排放的污染更少,可用性更强。
乙醇的危害比汽油小,而且更容易获取,因为它来自蔬菜和动物脂肪。因此,它对农民和经济都有好处。
甲烷,
另一种天然可再生能源是生物甲烷。你不仅可以用它来发电和供热,还可以用它来运输,比如乙醇。由于生物甲烷是一种可再生燃料,你也可以用它来平衡不规则的可再生能源。
生物甲烷可以防止大量甲烷和其他有害气体释放到大气中。
此外,生物甲烷减少了对化石燃料的需求,这意味着它减少了温室气体排放到空气中。生物甲烷的化学性质与天然气相同。
所以你可以像使用天然气一样使用它。
生物柴油
生物柴油是应用最广泛的液体生物燃料。它是由大豆和棕榈油等油性植物生产的。
生物柴油和石油柴油均可用于柴油发动机。生物柴油可以通过将动物脂肪和植物油与酒精在酯化反应过程中混合而制成。
这个过程包括分解甘油释放脂肪酸,然后脂肪酸与酒精颗粒反应生成生物柴油。生物柴油是一种无毒、可生物降解的物质。
使用生物燃料的问题
我们现在不再使用普通的化石燃料来取暖和运输,而是使用生物燃料作为替代品。
生物质仍然是许多国家的重要燃料,特别是在发展中国家用于烹饪和取暖。
在许多发达国家,生物燃料在交通和发电方面的使用也在扩大,以减少向空气中排放的二氧化碳。
然而,使用生物燃料的一些主要问题是:
土地
随着越来越多的地区需要生产动物和植物,每年需要越来越多的土地生产粮食和资源正在增加。
生物燃料也是如此。随着生物燃料的需求和产量的增加,对土地的需求也在增加。
随着人口的增长,对生物燃料的需求也会增加。无论是用于住房、农业还是生产,我们已经处于土地危机之中。生物燃料只是锦上添花。
粮食短缺
不出所料,生产更多的生物燃料增加了对粮食的需求。随着生物燃料产量的增加,也需要使用越来越多的粮食资源、植物和动物来生产。
使用更多的粮食资源和供应来生产生物燃料是后来的浪费,导致经济中的粮食短缺。
生物燃料不仅占用了种植空间,而且还减少了某些食物种类的可获得性。
生物多样性
生物燃料生产占用大量土地,造成生物多样性丧失。由于生物燃料的生产,该地区将产生很少的温室气体排放。周边地区将成为物种和植物的栖息地。
为了种植农作物而砍伐的土地,将需要增加水和肥料的供应。这将导致周边地区更高的碳排放。
费用
生物燃料的成本随着技术的发展而提高,生产过程变得更加高效。
使用二次资源生产生物燃料需要大量的资金和原材料,以有利于环境。
资源
当收集二次资源时,生物燃料的生产变得更加紧张。特定的资源需要适当的提取方法来生产生物燃料。
由于使用了不同的不可食用的粮食作物,每种形式的成分的数量都必须更大。
生物燃料可再生吗?
可再生能源对化石燃料的压力较小。然而,它们很难提取,而且生产成本很高,吸收起来也很复杂。
随着我们在日常生活中使用越来越多的机器,世界能源需求不断增加。
即使算上生产生物燃料所产生的费用,也远远低于温室气体对环境和大气造成的损害。
生物燃料是可再生的,但其过程和生产过程是不可持续的。水保护措施和可持续管理需要具体考虑。
第一代生物燃料
第一代生物燃料生产有许多限制。这些限制导致了许多问题的出现,例如使用生物燃料的可持续性的寿命。
生产食物源、动物和植物需要大片的土地,这导致了森林砍伐、食物短缺和土地过剩。
第二代生物燃料
纤维素乙醇是第二代生物燃料。
这些生物燃料的生产是由高含量的纤维素制成的,这些纤维素来自不可食用的粮食作物或被认为是废物的食物。
用于这些生物燃料的资源是果皮、木屑等。因此,第二代生物燃料很容易生产
第三代生物燃料
第三代生物燃料是藻类。某些种类的绿色生长物种,称为藻类填充,创造这些生物燃料。
一些藻类物种可以释放光滑的物质。从藻类中生产生物燃料通常取决于微生物的脂质。生物燃料利用这些物质来产生能量。
与木质纤维素生物量相比,藻类在减少的陆地表面上更快地产生生物燃料。与藻类生物燃料相关的挑战有很多,一些是地形上的,一些是专门的。
第四代生物燃料
这是最新一代的生物燃料技术。随着一项被称为碳捕获和储存的新兴技术的结合,二氧化碳终于可以从大气中去除。
这将有助于防止全球变暖,并为生产资源提供更好的土壤,这些资源将再次用于可再生能源。
随着大气中二氧化碳的减少,温室效应和温室气体排放将会减少。
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结论
生物燃料是满足长期能源需求的最佳可再生能源。它极大地帮助减少了排放、能源进口和改善了农业生计。生物燃料的生产高度依赖于不同的资源,这导致了温室气体排放的减少。