Süsinikneutraalsed alternatiivkütused

Süsinikneutraalne on termin, mida kasutatakse süsinikupõhiste kütuste kirjeldamiseks, mis põlemisel ei suurene süsinikdioksiid (CO2) atmosfääris. Need kütused ei aita ega vähenda süsiniku kogust (mõõdetuna CO2 eraldumisel) atmosfääri.

Süsihappegaas atmosfääris on taimne toit, mis on hea asi, ja see aitab ka meie planeeti soojas hoida. Liiga palju CO2 võib aga viia selleni, mida me praegu kutsume Globaalne soojenemine. Süsinikneutraalsed kütused võivad aidata vältida liiga suure süsiniku kogunemist atmosfääri. See saavutatakse sellega, kui vabanenud süsinik imendub taimekultuuridele, mis aitab homme toota järgmise galloni süsinikuneutraalset kütust.

Iga kord, kui reisime bensiini- või diiselmootoriga sõidukitega, lisame kasvuhoonegaasid atmosfääri. Seda seetõttu, et a naftakütus (mis loodi miljoneid aastaid tagasi) eraldab õhku CO2. Rahvana on praegu registreeritud 250 miljonit sõiduautot, mis moodustab umbes 25 protsenti kõigist maailma sõiduautodest. USA-s põlevad meie sõidukid aastas umbes 140 miljardit gallonit bensiini ja 40 miljardit gallonit diislikütust.

Nende numbrite korral pole raske mõista, et iga põletatud süsinikneutraalse kütuse gallon võib aidata kaasa atmosfääri süsinikdioksiidi vähendamisele, aidates seeläbi vähendada globaalset soojenemist.

Paljud inimesed usuvad, et tulevik seisneb süsinikneutraalsetes alternatiivkütustes, mis on valmistatud põllukultuuridest ja jäätmetoodetest, mida tuntakse biokütused. Puhtad biokütused nagu biodiisel, bioetanool ja bio-butanool on süsiniku suhtes neutraalsed, kuna taimed absorbeerivad põlemisel eralduvat C02.

Kõige tavalisem süsinikuneutraalne kütus on biodiisel. Kuna seda toodetakse sellistest orgaanilistest ressurssidest nagu loomsed rasvad ja taimeõli, saab seda kasutada paljude jäätmematerjalide ringlussevõtmiseks. See on saadaval erinevates protsentuaalsetes seguprotsentides - näiteks B5 on 5 protsenti biodiislikütust ja 95 protsenti diislikütust, samal ajal kui B100 on kõik biodiislikütus ja seal on ka biodiisli tanklad kogu USA-s. Siis on vähe neid autojuhte, kes kodus oma biodiislit valmistavad, ja neid, kes muudavad oma diiselmootorid töötama sirgest taimeõlist, mis on taaskasutatud restoranid.

Bioetanool "Etanool" (alkohol) on toodetud tärkliste, näiteks terade, nagu mais, suhkruroog, rohumaa ja põllumajandusjäätmete kääritamisel. Mitte segi ajada etanooliga, mis on naftaga toimuva keemilise reaktsiooni kõrvalsaadus, mida ei peeta taastuvaks.

USA-s pärineb suurem osa bioetanoolist talupidajatelt, kes kasvatavad maisi. Paljud Ameerika sõiduautod ja väikeveokid võivad töötada kas bensiini või bioetanooli / bensiini seguga, mida nimetatakse E-85–85 protsenti etanooli / 15 protsenti bensiinist. Kuigi E-85 ei ole puhas süsinikneutraalne kütus, tekitab see siiski vähe heitgaase. Etanooli suur negatiivne külg on see, et see on vähem energiatihe kui teised kütused, seega vähendab see kütusekulu 25% kuni 30%. Kuna bensiini hinnad püsivad umbes 2 dollarit, pole gallon E-85 konkurentsivõimelise hinnaga. Ja palju õnne leida bensiinijaam, mis müüb seda väljaspool Midwesti põllumajandusriike.

Metanool, nagu ka etanool, on väga tugev kange alkohol, mis on valmistatud nisust, maisist või suhkrust õllepruulimisele sarnase protsessi käigus, ja seda peetakse kõige energiatõhusamaks kütuseks. Normaalsetel temperatuuridel vedelik, selle oktaanarvu väärtus on kõrgem kui bensiinil, kuid väiksem energiatihedus. Metanooli võib segada teiste kütustega või kasutada iseseisvalt, kuid see on pisut söövitavam kui traditsioonilised kütused, nõudes mootori kütusesüsteemi muutmist suurusjärgus 100–150 dollarit.

Lühikese aja jooksul 2000. aastate alguses oli Californias metanooliautode turg vähe kasvav, kuni osariigi Vesiniku maantee algatuste võrk võttis käsu ja programm kaotas toetuse. Nende autode müük oli loid, kuna tol ajal oli bensiini hind madal ja kütust pumpanud teenindusjaamad puudusid. Lühike programm tõestas siiski sõidukite usaldusväärsust ja kogus autojuhtidelt positiivset tagasisidet.

Vetikad„Konkreetselt mikrovetikad” - on süsinikneutraalse alternatiivkütuse allikas. Alates 1970. aastatest on föderaal- ja osariikide valitsused koos erainvesteeringutega tegelevate ettevõtetega valanud biokütusena sadu miljoneid vetikate uuringutesse, millele pole seni suurt edu olnud. Mikrovetikad on võimelised tootma lipiide, mida tuntakse biokütuste potentsiaalse allikana.

Neid vetikaid saab tiikides kasvatada joogiveeta, võib-olla isegi reovees, nii et see ei kasuta põllumaad ega tohutul hulgal vett. Kui paberil tundub mikrovetikad nobedavõitu, on märkimisväärsed tehnilised küsimused uurijaid ja teadlasi juba aastaid segamini ajanud. Kuid tõelised vetikatest usklikud ei loobu, nii et võib-olla pumbate kunagi mõni päev vetikapõhise biokütuse auto kütusepaaki.

Ei, veest ja süsinikdioksiidist toodetud diislikütus pole mingi Ponzi kava, mis on mõeldud hämarate investorite meelitamiseks. Aastal 2015 teatas Audi koos Saksamaa energiaettevõttega Sunfire, et suudab sünteesida veest ja CO2-st diislikütust, mis võib autosid kütta. Süntees loob vedeliku, mida tuntakse sinise toornafta nime all ja viimistletakse selles, mida Audi nimetab e-diislikütuseks.

Audi väitel on e-diislikütus väävlivaba ja põletab puhtamini kui tavaline diisel ning selle valmistamise protsess on 70 protsenti tõhus. Esimesed viis liitrit läks Saksamaa teadusministri juhitud Audi A8 3.0 TDI paaki. Elujõuliseks süsinikneutraalseks kütuseks saamiseks on järgmine samm tootmise suurendamine.

Meie sõltuvusest naftast on olnud ränki tagajärgi. Näib, et loogiline lahendus oleks alternatiivse süsinikuneutraalse kütuse väljaarendamine või avastamine, mis ei oleks saadud nafta tootmisel. Küll aga on keeruline ja keeruline väljakutse leida rikkaliku, taastuva, tootmiseks ökonoomse ja keskkonnasõbraliku alternatiivi leidmine.

Hea uudis on see, et lugedes seda, teevad teadlased selle raske väljakutse nimel kõvasti tööd.

Uuendas Larry E. Saal