Oglekļa neitrālas alternatīvās degvielas

Oglekļa neitrāls ir termins, ko izmanto, lai aprakstītu degvielu, kuras pamatā ir ogleklis, un, sadedzinot, nepalielināsies oglekļa dioksīds (CO2) atmosfērā. Šīs degvielas neveicina vai samazina oglekļa daudzumu (izmērīts CO2 izdalījumos) atmosfērā.

Oglekļa dioksīds atmosfērā ir augu pārtika, kas ir laba lieta, un tas arī palīdz uzturēt mūsu planētu siltu. Tomēr pārāk liels CO2 daudzums var novest pie tā, ko mēs tagad saucam globālā sasilšana. Degviela, kas neitrāla, var palīdzēt novērst pārāk daudz CO2 uzkrāšanos atmosfērā. Tas tiek paveikts, kad atbrīvoto oglekli absorbē augu kultūras, kas palīdzēs ražot rītdienas nākamo galonu no oglekļa neitrālas degvielas.

Katru reizi, kad braucam ar benzīnu vai dīzeļdegvielu, mēs pievienojam siltumnīcefekta gāzes uz atmosfēru. Tas ir tāpēc, ka naftas degviela (kas tika izveidots pirms miljoniem gadu) izdala CO2 gaisā. Pašreiz valstī ir reģistrēti 250 miljoni pasažieru transporta līdzekļu, kas ir apmēram 25 procenti no visiem pasažieru transporta līdzekļiem pasaulē. ASV mūsu transportlīdzekļi gadā sadedzina aptuveni 140 miljardus galonu benzīna un 40 miljardus galonu dīzeļdegvielas.

Ar šiem skaitļiem nav grūti redzēt, ka katrs sadedzinātās oglekļa neitrālas degvielas galons var veicināt CO2 samazināšanu atmosfērā, tādējādi palīdzot samazināt globālo sasilšanu.

Daudzi cilvēki uzskata, ka nākotne ir saistīta ar oglekļa neitrālu alternatīvu degvielu, kas ražota no kultūrām un atkritumu produktiem, kas pazīstami kā biodegvielas. Tīras biodegvielas, piemēram, biodīzeļdegviela, bioetanols un bio-butanols ir oglekļa neitrāli, jo augi absorbē izdalīto C02.

Visizplatītākā degviela ir oglekļa neitrāla biodīzeļdegviela. Tā kā to ražo no tādiem organiski iegūtiem resursiem kā dzīvnieku tauki un augu eļļa, to var izmantot plaša spektra atkritumu pārstrādei. Tas ir pieejams dažādos maisījuma procentos - piemēram, B5 ir 5 procenti biodīzeļdegvielas un 95 procenti dīzeļdegvielas, savukārt B100 ir visa biodīzeļdegviela - un ir arī biodīzeļdegvielas uzpildes stacijas visā ASV. Tad ir maz autovadītāju, kuri ražo pašiem savu biodīzeļdegvielu, un daži, kas pārveido savus dīzeļdzinējus, lai darbotos ar taisnu augu eļļu, kas pārstrādāta no restorāni.

Bioetanols ir etanols (spirts), ko iegūst, fermentējot augu cietes, piemēram, tādus graudus kā kukurūza, cukurniedres, pļavas un lauksaimniecības atkritumus. Nejaukt ar etanolu, kas ir ķīmiskās reakcijas ar naftu blakusprodukts, ko neuzskata par atjaunojamu.

ASV lielāko daļu bioetanola iegūst no lauksaimniekiem, kuri audzē kukurūzu. Daudzi amerikāņu vieglie auto un vieglas kravas automašīnas var darboties ar benzīnu vai ar bioetanola / benzīna maisījumu, ko sauc par E-85–85 procentiem etanola / 15 procentiem benzīna. Kaut arī E-85 nav tīra oglekļa neitrāla degviela, tas tomēr rada mazas emisijas. Etanola lielākais mīnuss ir tas, ka tas ir mazāk enerģijas ietilpīgs nekā citi kurināmā veidi, tāpēc tas samazina degvielas ekonomiju par 25% līdz 30%. Ja benzīna cenas svārstās ap USD 2, galonu E-85 cena nav konkurētspējīga. Un veiksmi atrast degvielas uzpildes staciju, kas to pārdod ārpus Midwest lauksaimniecības štatiem.

Metanols, tāpat kā etanols, ir ļoti stiprs alkohols, kas tiek pagatavots no kviešiem, kukurūzas vai cukura procesā, kas līdzīgs alus pagatavošanai, un tiek uzskatīts par energoefektīvāko degvielu, ko ražot. Šķidrums normālā temperatūrā, tam ir augstāks oktānskaitlis nekā benzīnam, bet mazāks enerģijas blīvums. Metanolu var sajaukt ar citām degvielām vai izmantot patstāvīgi, taču tas ir nedaudz kodīgāks nekā tradicionālie degviela, un tam nepieciešami dzinēja degvielas sistēmas pārveidojumi aptuveni 100 USD – 150 USD vērtībā.

Īsu laika posmu 2000. gadu sākumā Kalifornijā bija neliels augošs metanola automašīnu tirgus, līdz štata štatā Ūdeņraža maģistrāļu iniciatīvu tīkls pārņēma komandu, un programma zaudēja atbalstu. Šo automašīnu pārdošanas apjomi bija lēni, jo tajā laikā bija zemas benzīna cenas un nebija degvielas uzpildes staciju, kas uzpumpētu degvielu. Tomēr īsā programma pierādīja transportlīdzekļu uzticamību un guva pozitīvas autovadītāju atsauksmes.

Aļģes“Īpaši mikroaļģes” ir oglekļa neitrālas alternatīvās degvielas avots. Kopš pagājušā gadsimta 70. gadiem federālās un pavalsts valdības kopā ar privātām investīciju firmām simtiem miljonu aļģu izpētē kā biodegvielu ir guvušas maz panākumus. Mikroaļģēm ir spēja radīt lipīdus, kas ir zināmi kā potenciāls biodegvielu avots.

Šīs aļģes drīkst audzēt uz dzeramā ūdens, varbūt pat uz notekūdeņiem, dīķos, tāpēc tās neizmanto aramzemi vai lielu ūdens daudzumu. Kaut arī uz papīra mikroaļģes šķiet nedomājošas, nopietni tehniski jautājumi gadiem ilgi ir virzījuši pētniekus un zinātniekus. Bet patiesie ticīgie aļģēm neatsakās, tāpēc varbūt kādreiz automašīnas degvielas tvertnē jūs sūknēsit biodegvielu, kas balstīta uz aļģēm.

Nē, dīzeļdegviela no ūdens un oglekļa dioksīds nav kaut kāda Ponzi shēma, kas paredzēta negodprātīgu investoru vilināšanai. 2015. gadā Audi kopā ar vācu enerģijas kompāniju Sunfire paziņoja, ka spēj sintezēt dīzeļdegvielu no ūdens un CO2, kas var izmantot automašīnas. Sintēze rada šķidrumu, kas pazīstams kā zils jēlnaftas produkts, un tas tiek pilnveidots tajā, ko Audi sauc par e-dīzeļdegvielu.

Audi apgalvo, ka e-dīzeļdegviela nesatur sēru, tīrāk sadedzina nekā parastais dīzeļdegviela, un process, lai to padarītu, ir par 70 procentiem efektīvāks. Pirmie pieci litri aizgāja Vācijas pētniecības ministra vadīta Audi A8 3.0 TDI tvertnē. Nākamais solis ir ražošanas palielināšana, lai kļūtu par dzīvotspējīgu oglekļa neitrālu degvielu.

Mūsu atkarībai no naftas ir bijušas nopietnas sekas. Liekas, ka loģisks risinājums būtu alternatīvas oglekļa neitrālas degvielas izstrāde vai atklāšana, kas nav iegūta no naftas. Tomēr alternatīvas atrašana, kas ir bagātīga, atjaunojama, ekonomiski izdevīga un videi draudzīga, ir sarežģīts un grūts izaicinājums.

Labās ziņas ir tādas, ka, lasot šo, zinātnieki smagi strādā pie šī grūtā izaicinājuma.

Atjauninājis Lerijs E. Zāle