바이오 연료 , 다음에서 파생 된 모든 연료 바이오 매스 -그건, 식물 또는 조류 재료 또는 동물 폐기물. 이러한 공급 원료 물질은 쉽게 보충 될 수 있기 때문에 바이오 연료는 다음과 같은 화석 연료와 달리 재생 가능 에너지의 원천으로 간주됩니다. 석유 , 석탄 및 천연 가스. 바이오 연료는 일반적으로 비용 효율적이고 환경 적으로 온화한 대안 석유 및 기타 화석 연료, 특히 문맥 석유 가격 상승과 화석 연료의 기여에 대한 우려 증가 지구 온난화 . 많은 비평가들은 정제 과정과 관련된 경제적 및 환경 적 비용과 식량 생산에서 경작지의 광대 한 지역을 제거 할 가능성이 있기 때문에 특정 바이오 연료의 확장 범위에 대해 우려를 표명합니다.
DuPont 과학자 Max Li는 2006 년 6 월 19 일 델라웨어 주 윌 밍턴에있는 DuPont Experimental Station의 최첨단 발효 실험실에서 새로운 바이오 연료를 개발하고 있습니다. PRNewsFoto / DuPont / AP 이미지
E85 혼합물을 미국 워싱턴 주에있는 자동차에 전달하는 에탄올 가스 연료 펌프 Carolina K. Smith, M.D./Shutterstock.com
다음과 같이 오래 사용 된 바이오 연료 목재 , 생산하기 위해 태워지는 원료로 직접 사용할 수 있습니다 열 . 열은 발전소에서 발전기를 가동하여 전기를 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 다수의 기존 전력 시설은 잔디, 목재 또는 기타 종류의 바이오 매스를 태 웁니다.
미국에서 증가하는 에탄올 바이오 연료 생산과 미국의 에탄올 바이오 연료 생산에 대한 단점 개요를 살펴보십시오. Contunico ZDF Enterprises GmbH, 마인츠 이 기사의 모든 비디오보기
액체 바이오 연료는 하부 구조 특히 운송을 위해 이미 사용하고 있습니다. 가장 많이 생산되는 액체 바이오 연료는 에탄올 (에틸 알코올)이며, 이는 전분을 발효시켜 만들어집니다. 설탕 . 브라질과 미국은 에탄올의 주요 생산국 중 하나입니다. 미국에서 에탄올 바이오 연료는 주로 옥수수 (옥수수) 곡물이며 일반적으로 가솔린과 혼합되어 10 % 에탄올 인 가소 홀을 생산합니다. 브라질에서 에탄올 바이오 연료는 주로 사탕 수수로 만들어지며 일반적으로 100 % 에탄올 연료 또는 85 % 에탄올을 함유 한 가솔린 혼합물로 사용됩니다. 식용 작물에서 생산되는 1 세대 에탄올 바이오 연료와 달리 2 세대 셀룰로오스 에탄올은 우드 칩, 작물 잔류 물 및 도시 폐기물을 포함하여 높은 셀룰로오스 함량을 보유한 저가 바이오 매스에서 파생됩니다. 셀룰로스 에탄올은 일반적으로 사탕 수수 사탕 수수, 설탕 가공 과정에서 발생하는 폐기물 또는 다양한 풀로 만들어집니다. 교양 있는 저질의 땅에. 전환율이 1 세대 바이오 연료보다 낮다는 점을 감안할 때 셀룰로오스 에탄올이 가솔린 첨가제로 주로 사용됩니다.
미국 사우스 다코타 주 에탄올 생산 공장 Jim Parkin / Shutterstock.com
유채 기름에서 바이오 디젤을 생산하는 과정을 배웁니다. 바이오 디젤이 어떻게 만들어 지는지 배웁니다. Contunico ZDF Enterprises GmbH, 마인츠 이 기사의 모든 비디오보기
두 번째로 일반적인 액체 바이오 연료는 주로 기름진 식물 (예 : 콩 또는 기름 야자 ) 및 기타 기름진 소스 (예 : 레스토랑 튀김에서 나오는 요리 용 지방 낭비)에서 덜 발생합니다. 유럽에서 가장 많이 사용되는 바이오 디젤은 디젤 엔진에 사용되며 일반적으로 다양한 비율로 석유 디젤 연료와 혼합됩니다. 사용 조류 과 시아 노 박테리아 3 세대 바이오 디젤의 원천으로서의 가능성은 있지만 경제적으로 개발하기 어려웠습니다. 일부 조류 종은 최대 40 %를 포함합니다 지질 무게에 따라 바이오 디젤 또는 인조 석유. 일부 추정에 따르면 조류와 시아 노 박테리아는 2 세대 바이오 연료보다 단위 면적당 10 ~ 100 배 더 많은 연료를 생산할 수 있습니다.
조류 바이오 연료 연구 기술자 인 Nick Sweeney는 콜로라도 주 골든에있는 국립 재생 에너지 연구소의 필드 테스트 연구소 빌딩 (FTLB)에있는 조류 연구소의 텐트 반응기에서 자라는 조류를 접종합니다. 데니스 슈뢰더 / 국립 재생 에너지 연구소
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다른 바이오 연료로는 메탄 가스와 바이오 가스 (산소가없는 상태에서 바이오 매스 분해에서 파생 될 수 있음)와 메탄올, 부탄올 및 디메틸이 있습니다. 에테르 — 개발 중입니다.
바이오 연료의 경제적 이점을 평가할 때이를 생산하는 데 필요한 에너지를 고려해야합니다. 예를 들어, 에탄올을 생산하기 위해 옥수수를 재배하는 과정은 농업 장비, 비료 제조, 옥수수 운송 및 에탄올 증류에서 화석 연료를 소비합니다. 이 점에서 옥수수로 만든 에탄올은 상대적으로 적은 에너지 이득을 나타냅니다. 사탕 수수에서 얻는 에너지는 더 크고 셀룰로스 에탄올이나 조류 바이오 디젤에서 얻는 에너지는 훨씬 더 클 수 있습니다.
바이오 연료는 또한 환경 적 이점을 제공하지만 제조 방법에 따라 심각한 환경 적 단점이있을 수 있습니다. 재생 가능 에너지 원으로서 식물 기반 바이오 연료는 원칙적으로 지구 온난화 그리고 기후 변화; 대기 중으로 유입되는 이산화탄소 (주요 온실 가스) 연소 성장하는 식물이 관여함에 따라 더 일찍 공중에서 제거되었을 것입니다. 광합성 . 이러한 물질은 탄소 중립이라고합니다. 그러나 실제로 농업용 바이오 연료의 산업적 생산은 재생 가능한 연료 사용의 이점을 상쇄 할 수있는 온실 가스의 추가 배출을 초래할 수 있습니다. 이러한 배출에는 생산 과정에서 화석 연료 연소로 인한 이산화탄소와 흙 치료받은 질소 비료. 이와 관련하여 셀룰로오스 바이오 매스는 더 많은 것으로 간주됩니다. 유익한 .
토지 사용은 또한 바이오 연료의 이점을 평가하는 주요 요소입니다. 다음과 같은 일반 공급 원료의 사용 옥수수 과 콩 , 1 세대 바이오 연료의 주요 구성 요소로서 식량 대 연료 논쟁이 촉발되었습니다. 인간의 먹이 사슬에서 경작지와 공급 원료를 전환 할 때 바이오 연료 생산은 식량 가격과 가용성의 경제성에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 바이오 연료 용으로 재배 된 에너지 작물은 세계의 자연과 경쟁 할 수 있습니다. 서식지 . 예를 들어, 옥수수에서 추출한 에탄올에 대한 강조는 초원과 덤불을 옥수수 단일 재배로 옮기고 있으며 바이오 디젤에 대한 강조는 기름 야자 농장을 만들기 위해 고대 열대 우림을 무너 뜨리고 있습니다. 자연 서식지의 손실은 수 문학을 변화시키고 침식을 증가 시키며 일반적으로 생물 다양성 야생 동물 지역의. 토지를 개간하면 포함 된 식물 물질이 태워 지거나 부패 할 수 있기 때문에 많은 양의 이산화탄소가 갑자기 방출 될 수 있습니다.
바이오 연료의 단점 중 일부는 주로 전통 농작물 인 옥수수, 대두, 사탕 수수, 기름 야자 나무 등 다양성이 낮은 바이오 연료 공급원에 적용됩니다. 한 가지 대안은 고도로 다양한 특정 예로서 북미 톨 그래스 대초원과 함께 종의 혼합물. 생산이 중단 된 황폐화 된 농지를 이러한 고 다양성 바이오 연료 공급원으로 전환하면 야생 동물 면적을 늘리고, 침식을 줄이며, 수 인성 오염 물질을 정화하고, 대기 중 이산화탄소를 탄소로 저장할 수 있습니다. 화합물 궁극적으로 황폐 한 땅에 비옥함을 회복합니다. 이러한 바이오 연료는 직접 연소하여 전기를 생산하거나 기술이 발전함에 따라 액체 연료로 전환 될 수 있습니다.
모든 요구를 동시에 충족시키기 위해 바이오 연료를 재배하는 적절한 방법은 계속해서 많은 실험과 논쟁의 문제가 될 것이지만 바이오 연료 생산의 빠른 성장은 계속 될 것입니다. 미국에서 2007 년 에너지 독립 및 안보 법 필수 2022 년까지 연간 1,330 억 리터 (360 억 갤런)의 바이오 연료 사용은 2006 년 생산 수준에 비해 6 배 이상 증가했습니다. 이 법안은 또한 특정 규정에 따라 총량의 790 억 리터 (210 억 갤런)가 옥수수에서 추출한 에탄올이 아닌 바이오 연료 일 것을 요구하고 있으며, 바이오 연료 생산에 대한 특정 정부 보조금과 세금 인센티브를 지속했습니다.
바이오 연료 테스트 센터 미국 콜로라도 주 골든에있는 NREL (National Renewable Energy Laboratory)의 바이오 연료 테스트 센터 근로자. Dennis Schroeder—National Renewable Energy Laboratory / U.S. 에너지학과
바이오 연료의 한 가지 확실한 약속은 탄소 포집 및 저장이라는 신흥 기술과 결합하여 바이오 연료를 생산하고 사용하는 과정이 대기에서 이산화탄소를 영구적으로 제거 할 수 있다는 것입니다. 이 비전에서 바이오 연료 작물은 자라면서 공기에서 이산화탄소를 제거하고 에너지 시설은 전력을 생산하기 위해 바이오 연료를 태울 때 방출되는 이산화탄소를 포집 할 것입니다. 포획 된 이산화탄소는 육지 아래의 지질 구조, 심해 퇴적물 또는 탄산염과 같은 고체와 같은 장기 저장소에 격리 (저장) 될 수 있습니다. 또한보십시오 탄소 격리 .
