Carbonneutrale alternative brændstoffer

Kulstofneutral er et udtryk, der bruges til at beskrive kulstofbaserede brændstoffer, som når det brændes ikke vil stige carbondioxid (CO2) i atmosfæren. Disse brændstoffer bidrager hverken til eller reducerer mængden af ​​kulstof (målt i frigivelse af CO2) i atmosfæren.

Kuldioxid i atmosfæren er plantemad, hvilket er en god ting, og det hjælper også med at holde vores planet varm. Imidlertid kan for meget CO2 føre til det, vi nu kalder global opvarmning. Kulneutrale brændstoffer kan hjælpe med at forhindre, at der samles for meget CO2 i atmosfæren. Det opnår dette, når det frigjorte kulstof absorberes af planteafgrøder, som vil hjælpe med at producere morgendagens næste gallon af et kulstofneutralt brændstof.

Hver gang vi rejser med benzin eller dieseldrevne køretøjer, tilføjer vi drivhusgasser til atmosfæren. Det skyldes, at man brænder en benzinbrændstof (som blev oprettet for millioner af år siden) frigiver CO2 i luften. Som nation er 250 millioner personbiler i øjeblikket registreret, ca. 25 procent af alle personbiler i verden. I USA forbrænder vores køretøjer ca. 140 milliarder liter benzin og 40 milliarder liter diesel om året.

Med disse tal er det ikke svært at se, at hver gallon af et kulstofneutralt brændstof, der forbrændes, kan bidrage til reduktion af CO2 i atmosfæren og således bidrage til at reducere den globale opvarmning.

Mange mennesker tror, ​​at fremtiden ligger i kulstofneutrale alternative brændstoffer, der er fremstillet af afgrøder og affaldsprodukter, der er kendt som biobrændstoffer. Ren biobrændstof såsom biodiesel, bio-ethanol og bio-butanol er kulstofneutrale, da planter absorberer C02 frigivet ved at blive brændt.

Det mest almindelige kulstofneutrale brændstof er biodiesel. Fordi det er produceret fra sådanne organisk afledte ressourcer som animalsk fedt og vegetabilsk olie, kan det bruges til at genanvende en lang række affaldsmaterialer. Det fås i en række blandingsprocenter - for eksempel B5 er 5 procent biodiesel og 95 procent diesel, mens B100 alle er biodiesel - og der er biodiesel-tankstationer i hele USA. Så er der det lille antal chauffører, der hjemmebrygger deres egen biodiesel, og nogle, der konverterer deres dieselmotorer til at køre på lige vegetabilsk olie genanvendt restauranter.

Bioethanol er ethanol (alkohol), der produceres ved gæring af plantestivelser såsom korn som majs, sukkerrør, switchgras og landbrugsaffald. Ikke at forveksle med ethanol, der er et biprodukt af en kemisk reaktion med olie, som ikke betragtes som vedvarende.

I USA kommer det meste af bioethanol fra landmænd, der dyrker majs. Mange amerikanske personbiler og lette lastbiler kan køre på enten benzin eller en bioethanol / benzinblanding kaldet E-85-85 procent ethanol / 15 procent benzin. Selvom E-85 ikke er et rent carbonneutralt brændstof, producerer det dog lave emissioner. Den store ulempe med ethanol er, at den er mindre energitæt end andre brændstoffer, så det reducerer brændstoføkonomien med 25% til 30%. Med benzinpriser, der svæver rundt $ 2, er en gallon E-85 ikke konkurrencedygtig pris. Og held og lykke med at finde en tankstation, der sælger den uden for Midtvestens landbrugsstater.

Methanol er ligesom ethanol en meget stærk alkohol fremstillet af hvede, majs eller sukker i en proces, der ligner brygning, og betragtes som det mest energieffektive brændstof til produktion. En væske ved normale temperaturer, den har en højere oktanklassificering end benzin, men en lavere energitæthed. Methanol kan blandes med andre brændstoffer eller bruges på egen hånd, men det er lidt mere ætsende end traditionelle brændstoffer, hvilket kræver ændringer i motorbrændstofsystemet i størrelsesordenen $ 100 - $ 150.

I en kort periode i de tidlige 2000'ere var der et lille voksende marked for methanolbiler i Californien indtil statens Hydrogen Highway Initiative Network tog kommandoen, og programmet mistede support. Salget af disse biler var svagt på grund af den lave pris på benzin på det tidspunkt og manglen på servicestationer, der pumpede brændstof. Imidlertid beviste det korte program pålideligheden af ​​køretøjerne og opnåede positive feedback fra chauffører.

Alger—Specifikt mikroalger — er en kilde til et kulstofneutralt alternativt brændstof. Siden 1970'erne har føderale og statslige regeringer sammen med private investeringsselskaber hældt hundreder af millioner i algeundersøgelser som en biobrændstof til dato. Mikroalger har evnen til at producere lipider, der er kendt som en potentiel kilde til biobrændstoffer.

Disse alger kan dyrkes på ikke-drikkeligt vand, måske endda spildevand, i damme, så det ikke bruger agerjord eller massive mængder vand. Mens papiret ser ud, virker mikroalger som en ikke-hjerner, men formidable tekniske problemer har forskummet forskere og forskere i årevis. Men algenes sande troende giver ikke op, så måske en dag pumper du et algebaseret biobrændstof ind i din bens brændstoftank.

Nej, dieselbrændstof fra vand og kuldioxid er ikke en Ponzi-ordning, der er beregnet til at fleece svage investorer. I 2015 annoncerede Audi sammen med det tyske energiselskab Sunfire, at det var i stand til at syntetisere en dieselolie fra vand og CO2, der kan brænde biler. Syntesen skaber en væske kendt som blå råolie og raffineres til hvad Audi kalder e-diesel.

Audi hævder, at e-diesel er svovelfri, renere-brændende end standarddiesel og processen til at gøre det er 70 procent effektiv. De første fem liter gik ind i tanken på en Audi A8 3.0 TDI drevet af Tysklands forskningsminister. For at blive et levedygtigt carbonneutralt brændstof er det næste trin at øge produktionen.

Vores afhængighed af olie har haft alvorlige konsekvenser. Det ser ud til, at den logiske løsning ville være at udvikle eller opdage et alternativt carbonneutralt brændstof, der ikke stammer fra olie. At finde et alternativ, der er rigeligt, vedvarende, økonomisk at fremstille og miljøvenligt er en kompliceret og vanskelig udfordring.

Den gode nyhed er, når du læser dette, forskere arbejder hårdt på denne vanskelige udfordring.

Opdateret af Larry E. Hal