Rozdíl mezi biopalivy a fosilními palivy

Co je to biopalivo?

Biopalivo je kapalné palivo, které bylo vyrobeno z biomasy, což je společný pojem označující plodiny, zbytky rostlin, organický odpad a vše, co pochází ze živého organismu. Nejběžnější formy biopaliv jsou ethanol a bionafta.

Druhy biopaliv

Biopalivo může přijít v různých formách v závislosti na tom, jak je vyrobeno a na materiálu, ze kterého je vyrobeno.

Ethanol

Ethanol se obvykle vyrábí z cukrů vyskytujících se v zrnech, jako je kukuřice, ječmen a čirok. Ethanol se obecně používá jako náhrada za benzin získaný z ropy v automobilech a dalších technologických systémech, které tradičně používají benzín z ropy. Některý ethanol se ve Spojených státech používá téměř ve všech plynech. V současnosti existují v USA dvě formy směsí ethanolu a benzínu, směs s 10% ethanolem (E10) a směs s přibližně 50 až 80% ethanolem (E85). Většina vozidel poháněných benzinem může používat benzín E10. Vozidla poháněná benzínem, která jsou modelem 2007 nebo novějším, mohou používat benzín E15 nebo 15% ethanol. V současné době mohou benzín E85 používat pouze vozidla na flexibilní palivo.

Většina ethanolu se v současné době vyrábí z rostlinných cukrů vyskytujících se v zrnech, ale v současné době se zkoumá, zda lze ethanol vyrobit z celulózových částí rostlin. Tento ethanol se označuje jako celulosový ethanol.

Bionafta

Bionafta se vyrábí z rostlinných olejů a živočišných tuků. Lze jej také vyrobit z tuků na vaření. Používá se jako náhrada nafty na bázi nafty u vznětových motorů. Použití bionafty nevyžaduje změnu nebo úpravu motoru za předpokladu, že se jedná o dieselový motor.

Výhody a nevýhody biopaliv

Biopaliva byla propagována jako obnovitelná, zelená alternativa k fosilním palivům. Na druhé straně existují určité výzvy týkající se užitečnosti a udržitelnosti biopaliv jako náhrady za paliva na bázi ropy.

Profesionálové

Na rozdíl od paliv na bázi ropy nejsou biopaliva obecně netoxická. Kromě toho jsou často propagovány jako uhlíkově neutrální zdroj paliva. Důvodem je to, že jelikož rostliny používané k výrobě biopaliv jsou vždy znovu pěstovány, nové rostliny absorbují oxid uhličitý uvolněný do atmosféry spalováním biopaliv. Dalším důvodem propagace biopaliv je to, že potenciálně umožňují menší závislost na dovážené ropě a mohou umožnit větší místní udržitelnost země, pokud má hojnou půdu, ve které mohou pěstovat palivové plodiny..

Nevýhody

Přestože byla biopaliva navržena jako náhrada za fosilní paliva, nedávný výzkum naznačuje, že množství energie vyrobené biopalivy není dostatečné k tomu, aby nahradilo fosilní paliva, aniž by přeměnila většinu mimoměstského povrchu planety na zemědělskou půdu na produkci plodin potřebných pro výroba biopaliv.

Například v jedné studii bylo zjištěno, že nahrazení 5% spotřeby nafty bionaftou by vyžadovalo přeměnu 60% stávajících sójových farem na výrobu biopaliv. Výzkum na Cornell University také naznačuje, že k výrobě biopaliv je zapotřebí více energie než energie poskytovaná konečným produktem. Proto je sporné, zda lze biopaliva používat ve stejném měřítku jako fosilní paliva. Kromě toho může použití biopaliv vytvořit konkurenci mezi půdou pro potravinářské plodiny a palivové plodiny. To by mohlo znamenat výzvu poskytnout dostatek paliva pro zemi a nakrmit všechny v této zemi současně.

Dalším problémem s biopalivy je to, že ne všechna biopaliva jsou uhlíkově neutrální. Nedávný výzkum ukazuje, že biopaliva vyrobená z obilných plodin produkují přibližně tolik emisí uhlíku jako fosilní paliva. Opětovné pěstování plodin používaných k výrobě biopaliv také nutně nesnižuje emise uhlíku. Je tomu tak proto, že nové palivové plodiny neabsorbují oxid uhličitý dostatečně rychle, aby vyrovnaly emise, které jsou výsledkem spalování biopaliv. Biopaliva vyrobená ze zbytků plodin nebo odpadu mají naopak tendenci snižovat emise uhlíku.

Tyto problémy neznamenají, že biopaliva nelze použít, ale naznačují, že rozsah, ve kterém je lze použít, je omezen stejně jako fosilní paliva..

Fosilní palivo

Fosilní paliva jsou paliva, která pocházejí ze zbytků mrtvých organismů, které žily před miliony let. Mezi fosilní paliva patří ropa, uhlí a zemní plyn, stejně jako dehet a bitumen. Fosilní paliva jsou neobnovitelná, protože proces, který je vytváří, vyžaduje miliony let, což znemožňuje doplňování v časovém rámci typickém pro lidské civilizace..

Druhy fosilních paliv

Fosilní paliva jsou vytvořena z dříve živých materiálů, jako jsou rostliny a řasy, které jsou přirozeně vystaveny teplu a tlaku. Fosilní paliva se mohou vyskytovat v kapalné, pevné a plynné formě.

Olej

Ropa je kapalná látka složená z uhlovodíků, která kdysi tvořila živé organismy. Typicky bude olej nalezen v propustné horninové vrstvě, jako je pískovec nebo vápenec, překrytý nepropustnou horninou, obvykle odpařováním, která zabrání úniku oleje. Pod propustnou hornickou vrstvou bude vrstva břidlice. Olej pochází z břidlicové vrstvy.

Spojené státy americké jsou v současnosti největším světovým spotřebitelem ropy. Mezi největší vývozce ropy do Spojených států patří Saúdská Arábie, Kanada, Mexiko a Nigérie. Ropa je obvykle zdrojem benzínu a dalších kapalných fosilních paliv používaných k pohonu pozemních vozidel a letadel. Je to velmi důležitý zdroj paliva pro přepravu.

Přestože ropa poskytla velké množství energie, má také významné nedostatky. Jak ukázaly nedávné úniky ropy, metody extrakce jsou nebezpečné pro životní prostředí. Je také známo, že spalování oleje uvolňuje částice do vzduchu, které nepříznivě ovlivňují plíce lidí a zvířat. Spalování ropy dále uvolňuje do ovzduší značné množství oxidu uhličitého, což způsobuje zvýšení průměrné globální teploty a mění globální klima způsoby, které nejsou prospěšné pro lidskou civilizaci nebo mnoho rostlinných a živočišných druhů.

Uhlí

Uhlí se skládá z pevné hmoty uhlovodíků produkovaných teplem a tlakem. Uhlí se tvoří především z mrtvých rostlin. Uhlí má také několik různých stupňů.

Prekurzorem uhlí je rašelina, měkký organický materiál vyrobený z rozpadající se rostlinné hmoty. Pokud je rašelina vystavena teplu a tlaku, přemění se na uhlí. Lignit nebo hnědé uhlí je nejnižší jakost uhlí. Má relativně nízkou koncentraci uhlíku a během tvorby je vystaven relativně nízkému teplu a tlaku.

Subbituminózní a bituminózní uhlí jsou formy uhlí, které jsou mezi antracitem, nejvyšší formou uhlí a lignitem. Subbituminózní uhlí je matné, zatímco bituminózní uhlí je lesklé a hladké. Asfaltové uhlí je také nejběžnějším typem uhlí používaného při výrobě energie. Antracit obsahuje nejvyšší koncentraci uhlíku a byl vystaven největšímu teplu a tlaku. Ve srovnání s jinými formami uhlí je těžký a křehký.

Uhel hrál velmi důležitou roli v průmyslové revoluci a je používán v mnoha zemích po celém světě jako levný zdroj energie. Uhlí se používá hlavně k výrobě elektřiny. V současné době je největším producentem uhlí Čína, která produkuje 48% světové zásoby uhlí. Spojené státy produkují asi 11% světového uhlí, zejména ve státech jako Pennsylvania, Wyoming, Illinois a Kentucky..

Ačkoli uhlí může poskytovat významnou energii pro elektřinu, je to také jedno z nejvíce škodlivých fosilních paliv, která jsou v současnosti používána. Je známo, že těžba uhlí ničí velké řádky vegetace a kontaminuje řeky toxickými důlními odpady. Spalování uhlí také produkuje rtuť, oxid siřičitý a oxidy dusíku, které mohou způsobit kyselý déšť. Kromě toho uhlí významně přispívá k emisím oxidu uhličitého produkovaného lidskou civilizací.

Zemní plyn

Zemní plyn se většinou používá pro vytápění a elektřinu a je považován za čistší, relativně nízkouhlíkovou alternativu k jiným fosilním palivům. Spojené státy jsou významným uživatelem a producentem zemního plynu.

Spalování zemního plynu produkuje mnohem méně oxidu uhličitého než spalování ropy nebo uhlí a uvolňuje do atmosféry mnohem méně znečišťujících látek. Ve Spojených státech je však stále příčinou 29% emisí uhlíku.

Podobnosti mezi biopalivem a fosilním palivem

Biopaliva a fosilní paliva jsou vyrobena z kdysi živé hmoty. Používají se také k výrobě tepla a elektřiny a také k pohánění vozidel a generátorů po celém světě. Rovněž produkují významné emise uhlíku a udržitelnost jejich dalšího používání je sporná s ohledem na jejich účinky na životní prostředí.

Rozdíly mezi biopalivy a fosilními palivy

Ačkoli existuje mnoho podobností mezi fosilními palivy a biopalivy, existují i ​​významné rozdíly, které zahrnují následující.

• Biopaliva jsou obnovitelná, zatímco fosilní paliva jsou neobnovitelná.
• Biopaliva se většinou pěstují z moderních zrn nebo organických zbytků moderních rostlin, zatímco organismy, z nichž se fosilní paliva vyrábějí, jsou mrtvé miliony let.
• Toxické plyny a částice, které způsobují podráždění nebo poškození plic, jsou produkovány jako vedlejší produkty spalování fosilních paliv, zatímco biopaliva jsou sama o sobě netoxická.
• Používání fosilních paliv je v současné době kontroverzní a v současnosti existuje řada pokusů mnoha zemí o odklon od fosilních paliv. Biopaliva na druhé straně jsou považována za šetrná k životnímu prostředí a jsou stále populárnější.

Biopalivo vs. fosilní palivo

souhrn

Biopaliva se vyrábějí z rostlin a jiných organických látek, které byly přeměněny na kapalné palivo. Typy biopaliv zahrnují ethanol a bionaftu. Ethanol se obvykle vyrábí ze zrn, s výjimkou celulózového ethanolu. Bionafta je vyrobena z rostlinného oleje, živočišných tuků a použitého tuku na vaření. Ethanol se vyrábí jako náhrada benzínu, zatímco bionafta se používá jako náhrada nafty. Biopaliva jsou obecně netoxická a mohou zemi méně spoléhat na zahraniční dovoz fosilních paliv. Na druhé straně biopaliva neposkytují dostatek energie k úplnému nahrazení fosilních paliv. Používání biopaliv také vytváří konkurenci mezi plodinami pěstovanými pro potraviny a plodinami pěstovanými pro pohonné hmoty. Kromě toho produkuje přibližně stejné množství emisí uhlíku v mnoha případech jako fosilní paliva. Fosilní paliva se vyrábějí z organismů, které zemřely před milióny let a jejichž zbytky byly vystaveny teplu a tlaku. Fosilní paliva jsou považována za neobnovitelná, protože se tvoří miliony let. Fosilní paliva a biopaliva jsou podobná v tom, že jsou tvořena jednou živou hmotou a obě emitují oxid uhličitý, když jsou spáleny pro energii. Liší se tím, že biopaliva jsou obnovitelná, obecně netoxická a rostoucí průmysl, zatímco fosilní paliva jsou neobnovitelná, často mají výrazně toxické biprodukty a jsou ubývajícím průmyslem..