Biokuras (biodegalai) – apibrėžimas, rūšys ir panaudojimas

Atraskite biokurą: apibrėžimas, rūšys (etanolis, biodyzelinas, biometanas), gamyba ir panaudojimas transportui, šildymui bei maisto gamybai.

Biokuras - tai degalai, pagaminti iš neseniai negyvos arba gyvos biologinės medžiagos. Jis skiriasi nuo iškastinio kuro, pagaminto iš seniai mirusios biologinės medžiagos. Biokuras gali būti kietas, skystas arba dujinis.

Biokuras paprastai naudojamas automobiliams, namams šildyti ir maistui gaminti. Biodegalų bendrovės daugiausia yra iš Europos, Azijos ir Amerikos. Los Alamoso nacionalinėje laboratorijoje sukurtos technologijos leidžia net taršą paversti atsinaujinančiu biokuru. Agrodegalai - tai biodegalai, kurie gaminami iš konkrečių augalų, o ne iš atliekų procesų, pavyzdžiui, sąvartynų ar perdirbtų medžiagų.

Yra du įprasti būdai, kaip augalus paversti dujomis ir skystuoju kuru. Vienas iš jų - auginti augalus, kuriuose yra daug cukraus (pvz., cukranendrės) arba krakmolo (pvz., kukurūzai), ir tada naudojant mieles fermentuoti etilo alkoholį (etanolį). Antrasis - auginti augalus, kuriuose yra daug augalinio aliejaus, pavyzdžiui, palmių aliejų, sojų pupeles ir dumblius. Kaitinant šiuos aliejus, jų klampumas sumažėja ir juos galima tiesiogiai deginti dyzeliniuose varikliuose arba chemiškai apdoroti, kad būtų galima gaminti degalus, pavyzdžiui, biodyzeliną. Tūkstančius metų mediena ir jos šalutiniai produktai perdirbami į biodegalus, pavyzdžiui, medžio anglis, medžio dujas, metanolį ar etanolio degalus. Iš nevalgomų augalų dalių taip pat galima gaminti celiuliozės etanolį, tačiau tai gali būti brangu.

Taip pat naudojama kietoji biomasė. Malkos naudojamos jau tūkstančius metų. Daugelį medžiagų, pavyzdžiui, medieną ir žolę, galima išdžiovinti, granuliuoti ir deginti, o tai gali būti naudojama energijai gaminti.

Biokuro rūšys ir gamybos būdai

Apibendrinant, pagrindinės biokuro kategorijos yra:

• Kietoji biomasė: mediena, medienos granulės (pelletai), žolės, agrodalikės. Gali būti naudojama šildymui, katilams, jėgainėms arba pramoniniams procesams.
• Skystieji biodegalai: bioetanolis (iš cukrų ar krakmolo fermentacijos), biodyzelinas (iš augalinių ar gyvūninių riebalų transesterifikacijos) ir hidroapdoroti atsinaujinantys degalai (HVO/renewable diesel), gauti hidrinant ir perdirbant aliejus).
• Dujiniai biodegalai: biometanas (atnaujinta biogazo forma), dujinės degalų formos iš pirolizės ar dujinimo (syngas), panaudojamos vietinei energetikai, transportui ar pramonei.

Pažangesni procesai ir ateities technologijos

Be tradicinių metodų, vystomos pažangios gamybos technologijos:

• Celiulioziniai (antroji kartos) biodegalai: gaminami iš lignoceliuliozinės medžiagos (šakos, žolės, žemės ūkio atliekos). Reikalauja specifinių hidrolizės ir fermentacijos arba termocheminių procesų, todėl yra brangesni, bet mažiau konkuruoja su maistu.
• Algodegalai: iš dumblių galima gauti didelį aliejaus kiekį be didelio žemės ploto — tinkami biodyzelio ar HVO gamybai.
• Pirolizė ir dujinimas: termocheminiai procesai, paverčiant biomasę sintetinėmis dujomis arba skystais degalais (pvz., Fischer–Tropsch metodas), tinkami aviacinėms ar sunkiasvorio transporto degalų alternatyvoms.
• Atliekų iki kuro (waste-to-fuel): sąvartynų, pramoninių atliekų ir net „taršos“ panaudojimas biokurui gaminti (įskaitant Los Alamoso paminėtą technologiją) padeda mažinti sąvartynų kiekį ir išskiriamus CHG.

Panaudojimas

Biokuras plačiai naudojamas:

• transportui — lengviesiems automobiliams, sunkvežimiams, viešajam transportui, aviacijai ir jūrai (ypač pažangūs skystieji biodegalai aviacinėms kuro alternatyvoms),
• šildymui — gyvenamųjų namų katilai, biokuro katilinės, miestų šildymo tinklai (pvz., granulės, kietoji biomasė),
• elektros gamybai — biomasės kogeneracinės jėgainės arba kaip papildoma kuro dalis kartu su anglimi (co-firing),
• pramoniniams procesams ir žemės ūkiui — biokuro naudojimas šilumos tiekimui, džiovinimui ar gamyklų procesams.

Privalumai ir trūkumai

Privalumai:

• galimybė sumažinti iškastinių kuro priklausomybę ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijas, ypač naudojant atliekas ir pažangias technologijas,
• vietinės žaliavos panaudojimas – kuria darbo vietas ir skatina regioninę energetinę nepriklausomybę,
• atliekų perdirbimas į energiją (mažina sąvartynų kiekį),
• kietos biomasės granuliavimas leidžia efektyviau transportuoti ir sandėliuoti kurą.

Trūkumai:

• kai kurie agrodegalai konkurentiški su maisto gamyba (food vs. fuel problema),
• žemės naudojimo pakeitimai gali lemti biologinės įvairovės nykimą ir net didinti bendrą emisijų kiekį per netiesioginį žemės naudojimo keitimą (ILUC),
• gamybos procesai gali reikalauti daug vandens, trąšų ir energijos,
• kokybės ir suderinamumo su esamais varikliais bei degalų tinklais klausimai (reikalauja atitinkamų standartų).

Tvarumas, reglamentavimas ir standartai

Siekiant užtikrinti, kad biokuras iš tiesų būtų klimato požiūriu naudingas, egzistuoja tvarumo kriterijai ir sertifikavimo schemos. Europos Sąjunga, tarptautinės organizacijos ir pramonės standartai nustato taisykles dėl žemės naudojimo, šiltnamio efektą sukeliančių dujų mažinimo, biologinės įvairovės apsaugos ir socialinių reikalavimų. Taip pat taikomi kokybės standartai (pvz., EN ar ASTM reikalavimai skystiesiems ir kietiesiems biodegalams), o sertifikavimo sistemos padeda sekti tiekimo grandines bei užtikrinti, kad naudojami žaliavų šaltiniai atitinka tvarumo reikalavimus.

Išvados ir perspektyvos

Biokuras yra svarbi pereinamojo laikotarpio priemonė mažinant iškastinio kuro naudojimą ir prisitaikant prie atsinaujinančios energetikos. Sėkmė priklauso nuo to, kaip derinsime technologinę pažangą (antrinės kartos degalai, algodegalai, waste-to-fuel), tvarumo principus ir efektyvų reglamentavimą, kad būtų išvengta nepageidaujamų pasekmių, tokių kaip biologinės įvairovės praradimas ar maisto produktų kainų augimas. Derinant biokurą su energijos taupymu, elektrifikacija ir kitomis atsinaujinančiomis technologijomis, galima reikšmingai prisidėti prie klimato kaitos mažinimo ir energetinės saugos gerinimo.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra biokuras?

K: Kokios gali būti biodegalų formos?

K: Kur įsikūrusios dauguma biodegalų bendrovių?

K.: Kaip Los Alamoso nacionalinėje laboratorijoje tarša paverčiama atsinaujinančiais biodegalais?

K: Kas yra agrodegalai?

K: Kaip augalai paverčiami dujomis ir skystuoju kuru?

Klausimas: Kaip mediena ir jos šalutiniai produktai tūkstančius metų buvo naudojami kaip energijos šaltinis?

Paieška pagal raidę