Разница между биотопливом и ископаемым топливом | Определение, типы, плюсы и минусы

Топливо очень важно как источник энергии. Ископаемое топливо является основным источником энергии для автомобилей и промышленности. Однако образование ископаемого топлива занимает миллионы лет, а количество ископаемого топлива, доступного для потребления, очень мало. Поэтому очень важно изобретать альтернативные источники для нужд топлива. Биотопливо является хорошей заменой для этой цели, но требует дополнительных улучшений и модификаций. Основное различие между биотопливом и ископаемым топливом заключается в том, что ископаемое топливо образуется естественным путем, тогда как биотопливо можно производить в промышленных масштабах.

Ключевые области покрыты

1. Что такое биотопливо
– Определение, типы, плюсы и минусы
2. Что такое ископаемое топливо
– Определение, типы, плюсы и минусы
3. В чем разница между биотопливом и ископаемым топливом
– Сравнение ключевых различий

Разница между биотопливом и ископаемым топливом - сводка сравнения

Ключевые термины: биодизель, биоэтанол, биотопливо, уголь, ферментация, ископаемое топливо, топливо, природный газ, нефтяное масло, переэтерификация, возобновляемая энергия.

Что такое биотопливо

Биотопливо – это топливо, производимое из живой материи. Формирование биотоплива занимает более короткий период времени по сравнению с ископаемым топливом. Биотопливо производится в основном биологическими процессами. Конечный продукт производства биотоплива может быть твердым, жидким или газообразным.

Одним из основных преимуществ биотоплива является то, что оно является возобновляемым источником энергии. Возобновляемое топливо – это топливо, изготовленное из возобновляемых ресурсов. Поскольку биотопливо производится из биомассы, а биомасса является возобновляемым ресурсом, биотопливо является возобновляемым топливом.

Наиболее распространенными видами биотоплива являются биоэтанол и биодизель.

биоэтанола

Биоэтанол – это топливо, полученное биологическими процессами с использованием микроорганизмов и ферментов. Конечным продуктом является легковоспламеняющаяся жидкость. Источниками, используемыми для производства биотоплива, являются сахарный тростник и пшеница. Сахара из этих источников ферментируются для получения этанола. Дистилляция проводится для отделения биоэтанола от других компонентов, входящих в состав конечного продукта. Биоэтанол можно использовать в качестве добавки к бензину для снижения выбросов угарного газа.

Биодизель

Биодизель производится с использованием растительного масла и жира в процессе, называемом переэтерификации. Основные ресурсы включают соевые бобы, семена рапса и т. д. Биодизельное топливо является одной из лучших добавок, используемых в топливных смесях для снижения вредных выбросов газов. Биодизель может сократить эти выбросы до 60%.

Читайте также:
Устранение неполадок — поражение электрическим током при прикосновении к водопроводному крану в душе

Однако сжигание биотоплива способствует загрязнению воздуха из-за образования твердых частиц углерода, угарного газа и других неблагоприятных газовых выбросов. Но в процентном отношении этот вклад меньше, чем у ископаемого топлива.

Разница между биотопливом и ископаемым топливом

Рисунок 1: Водоросли можно использовать для производства реактивного топлива

Преимущества использования биотоплива включают более низкие выбросы, возобновляемость, биоразлагаемость и безопасность. Биотопливо производит меньше парниковых газов, чем ископаемое топливо. Биотопливо можно легко получить из органического материала. Поскольку органический материал, такой как биомасса растений, можно выращивать самостоятельно, биотопливо считается возобновляемым источником энергии. Поскольку это биотопливо производится из органических веществ, оно биоразлагаемо, и поэтому утечка разливов топлива не нанесет большого вреда окружающей среде. Поскольку биотопливо производится просто из растений, растущих на земле, оно безопаснее, чем методы, связанные с добычей полезных ископаемых или другими трудными земляными работами.

Что такое ископаемое топливо

Ископаемое топливо — это природное топливо, образовавшееся в результате геологических процессов. Формирование ископаемого топлива происходит на протяжении миллионов лет. Поэтому это очень медленный процесс. Основной реакцией, происходящей при образовании ископаемого топлива, является разложение. Поскольку это естественный процесс, ископаемое топливо состоит из примесей в значительных количествах. Было обнаружено 3 основных типа ископаемого топлива.

  • Coal – Самое распространенное ископаемое топливо. Он находится в твердой форме.
  • нефтянойсмазка – Это топливо находится в жидкой форме.
  • натуральныйгазов – Это газы, и основной компонент – метан.

Ископаемое топливо может быть либо возобновляемым, либо невозобновляемым топливом, поскольку ресурсы ископаемого топлива могут быть либо возобновляемыми, либо невозобновляемыми. При сгорании ископаемое топливо высвобождает энергию. Эта энергия является источником энергии для ряда отраслей промышленности, транспортных средств и других нужд. Несмотря на то, что это большое преимущество, использование ископаемого топлива имеет много недостатков.

Основное отличие - биотопливо против ископаемого топлива

Рисунок 2: Загрязнение воздуха является основным результатом использования ископаемого топлива в качестве источника энергии.

К недостаткам использования ископаемого топлива можно отнести их ограниченный запас, выделение большого количества окиси углерода и двуокиси углерода при сжигании, выделение неблагоприятных газов, таких как двуокись серы. Следовательно, использование ископаемого топлива вызывает выброс парниковых газов и, таким образом, вызывает глобальное потепление, а также загрязнение воздуха.

Читайте также:
Глава 23.52 ЗАБОРЫ И СТЕНЫ

Разница между биотопливом и ископаемым топливом

Определение

Биотопливо: Биотопливо – это топливо, производимое из живой материи.

Ископаемое топливо: Ископаемое топливо – это природное топливо, образовавшееся в результате геологических процессов.

Файлы для скачивания

Биотопливо: Биотопливо получают из возобновляемых источников.

Ископаемое топливо: Ископаемое топливо в основном получают из невозобновляемых ресурсов.

Производство энергии

Биотопливо: Биотопливо обеспечивает низкое количество энергии на единицу биомассы.

Ископаемое топливо: Ископаемое топливо обеспечивает большое количество энергии на единицу массы.

Загрязнение окружающей среды

Биотопливо: Биотопливо вызывает меньше загрязнения, чем ископаемое топливо.

Ископаемое топливо: Ископаемые виды топлива играют важную роль в загрязнении окружающей среды.

Выбросы

Биотопливо: Биотопливо выделяет меньший процент вредных газов при сгорании.

Ископаемое топливо: Ископаемые виды топлива выделяют большое количество вредных газов при сгорании.

Сохранность

Биотопливо: Биотопливо можно производить более безопасными методами.

Ископаемое топливо: Ископаемое топливо получают небезопасными методами, такими как бурение и измельчение.

Заключение

Многие исследователи пытаются найти дешевые способы получения биотоплива и использовать его непосредственно в автомобильных двигателях и других промышленных целях, поскольку существующего количества ископаемого топлива надолго не хватает, так как потребность в энергии растет день ото дня. Основное различие между биотопливом и ископаемым топливом заключается в их источнике; биотопливо получают из возобновляемых источников, в то время как ископаемое топливо в основном получают из невозобновляемых ресурсов. Биотопливо также более экологично, чем ископаемое топливо.

Ссылки:

1. «Преимущества биотоплива перед ископаемым топливом». CarsDirect. нп, й веб. Доступна здесь. 21 июля 2017 г.
2. «Биотопливо против ископаемого топлива». Как это работает. Np, 20 августа 2012 г. Интернет. Доступна здесь. 21 июля 2017 г.

Изображение предоставлено:

1. «Топливо из водорослей в стакане» от Honeywell — предоставлено Honeywell с разрешения. (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2. «20051029 Белхатувская электростанция» Петра Штефека – собственная работа (CC BY 2.5) через Commons Wikimedia.

Об авторе: Мадхуша

Мадхуша имеет степень бакалавра (с отличием) в области биологических наук и в настоящее время стремится получить степень магистра в области промышленной химии и химии окружающей среды. Области ее интересов для написания и исследований включают биохимию и химию окружающей среды.

Читайте также:
Как установить смеситель для ванной - RinseWorks

Основы биотоплива

В отличие от других возобновляемых источников энергии, биомасса может быть преобразована непосредственно в жидкое топливо, называемое «биотопливом», для удовлетворения потребностей в транспортном топливе. Двумя наиболее распространенными типами биотоплива, используемыми сегодня, являются этанол и биодизельное топливо, оба из которых представляют первое поколение технологии биотоплива.

женщина-исследователь с водорослями

Пост-док NREL Бренна Блэк берет образцы из фотобиореактора с трубчатым мешком для инокуляции новой питательной среды в Исследовательской лаборатории водорослей Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) в Голдене, Колорадо. Фото Денниса Шредера, NREL

Управление биоэнергетических технологий (BETO) сотрудничает с промышленностью для разработки биотоплива нового поколения, изготовленного из отходов, целлюлозной биомассы и ресурсов на основе водорослей. BETO сосредоточена на производстве углеводородного биотоплива, также известного как «топливо для капель», которое может служить заменителем нефти на существующих нефтеперерабатывающих заводах, резервуарах, трубопроводах, насосах, транспортных средствах и двигателях меньшего размера.

ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ

Этанол (CH3CH2OH) — это возобновляемое топливо, которое можно производить из различных растительных материалов, известных под общим названием «биомасса». Этанол — это спирт, используемый в качестве смешивающего агента с бензином для повышения октанового числа и сокращения угарного газа и других выбросов, вызывающих смог.

Наиболее распространенной смесью этанола является E10 (10 % этанола, 90 % бензина), и она одобрена для использования в большинстве обычных автомобилей с бензиновым двигателем до E15 (15 % этанола, 85 % бензина). Некоторые автомобили, называемые транспортными средствами с гибким топливом, предназначены для работы на E85 (смесь бензина и этанола, содержащая 51–83% этанола, в зависимости от географического положения и сезона), альтернативном топливе с гораздо более высоким содержанием этанола, чем обычный бензин. Примерно 97% бензина в США содержит некоторое количество этанола.

Большая часть этанола производится из растительных крахмалов и сахаров, особенно из кукурузного крахмала в Соединенных Штатах, но ученые продолжают разрабатывать технологии, которые позволили бы использовать целлюлозу и гемицеллюлозу, несъедобный волокнистый материал, составляющий основную часть растительного вещества.

Обычный метод преобразования биомассы в этанол называется ферментацией. Во время ферментации микроорганизмы (например, бактерии и дрожжи) метаболизируют растительные сахара и производят этанол.

Читайте также:
Как выбрать лучшую когтеточку для кошек » вики полезно

Узнайте больше об этаноле.

БИОДИЗЕЛЬ

Биодизель — это жидкое топливо, производимое из возобновляемых источников, таких как новые и использованные растительные масла и животные жиры, и является более чистой заменой дизельного топлива на нефтяной основе. Биодизель нетоксичен и биоразлагаем и производится путем смешивания спирта с растительным маслом, животным жиром или переработанным кулинарным жиром.

Как и дизельное топливо, полученное из нефти, биодизель используется в качестве топлива для двигателей с воспламенением от сжатия (дизелей). Биодизель можно смешивать с нефтяным дизельным топливом в любом процентном соотношении, включая B100 (чистое биодизельное топливо) и, наиболее распространенную смесь, B20 (смесь, содержащую 20% биодизеля и 80% нефтяного дизельного топлива).

Узнайте больше о биодизеле.

ВОЗОБНОВЛЯЕМОЕ УГЛЕВОДОРОДНОЕ ТОПЛИВО

Нефтяное топливо, такое как бензин, дизельное топливо и топливо для реактивных двигателей, содержит сложную смесь углеводородов (молекул водорода и углерода), которые сжигаются для производства энергии. Углеводороды также могут быть получены из источников биомассы с помощью различных биологических и термохимических процессов. Возобновляемое углеводородное топливо на основе биомассы почти идентично топливу на основе нефти, для замены которого оно предназначено, поэтому оно совместимо с современными двигателями, насосами и другой инфраструктурой.

ПРОЦЕССЫ КОНВЕРСИИ БИОТОПЛИВА

Деконструкция

Производство усовершенствованного биотоплива (например, целлюлозного этанола и возобновляемого углеводородного топлива) обычно включает многоэтапный процесс. Во-первых, должна быть разрушена жесткая жесткая структура клеточной стенки растений, которая включает в себя биологические молекулы целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, тесно связанные друг с другом. Это может быть достигнуто одним из двух способов: высокотемпературная деконструкция или низкотемпературная деконструкция.

Высокотемпературная деконструкция
Высокотемпературная деконструкция использует экстремальную температуру и давление для разрушения твердой биомассы на жидкие или газообразные промежуточные продукты. В этом пути используются три основных маршрута:

  • Пиролиз
  • газификация
  • Гидротермальное сжижение.

В процессе пиролиза биомасса быстро нагревается при высоких температурах (500–700°С) в бескислородной среде. Тепло разлагает биомассу на пиролизный пар, газ и уголь. После удаления полукокса пары охлаждаются и конденсируются в жидкую «биологическую сырую» нефть.

Процесс газификации немного похож; однако биомасса подвергается воздействию более высокого диапазона температур (> 700 ° C) с некоторым присутствием кислорода для производства синтез-газа (или синтез-газа) – смеси, которая состоит в основном из монооксида углерода и водорода.

Читайте также:
Оконные решетки своими руками (как добавить оконные сетки) - Joyful Derivatives

При работе с влажным сырьем, таким как водоросли, предпочтительным термическим процессом является гидротермальное сжижение. В этом процессе используется вода при умеренных температурах (200°C–350°C) и повышенном давлении для преобразования биомассы в жидкую биосырую нефть.

Низкотемпературная деконструкция
Низкотемпературная деконструкция обычно использует биологические катализаторы, называемые ферментами или химическими веществами, для расщепления сырья на промежуточные продукты. Во-первых, биомасса проходит стадию предварительной обработки, которая открывает физическую структуру клеточных стенок растений и водорослей, делая более доступными полимеры сахара, такие как целлюлоза и гемицеллюлоза. Затем эти полимеры ферментативно или химически расщепляются на простые строительные блоки сахара в ходе процесса, известного как гидролиз.

Модернизация

После деконструкции промежуточные продукты, такие как сырая бионефть, синтез-газ, сахар и другие химические строительные блоки, должны быть модернизированы для получения готового продукта. Этот этап может включать биологическую или химическую обработку.

Микроорганизмы, такие как бактерии, дрожжи и цианобактерии, могут сбраживать сахар или газообразные промежуточные продукты в топливные смеси и химикаты. В качестве альтернативы сахара и другие промежуточные потоки, такие как бионефть и синтез-газ, могут обрабатываться с использованием катализатора для удаления любых нежелательных или реакционноспособных соединений с целью улучшения свойств при хранении и обработке.

Конечными продуктами модернизации могут быть топливо или биопродукты, готовые к продаже на коммерческом рынке, или стабилизированные промежуточные продукты, пригодные для финишной обработки на нефтеперерабатывающем или химическом заводе.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: