Войти
Производство энергии биотоплива - карта мира 
Автобус, работающий на биогазе. A биотопливо - это топливо, которое производится с помощью современных процессов из биомассы, а не топливо, производимое очень медленными геологическими процессами, вовлеченными в образование ископаемого топливо, такое как нефть. Поскольку биомасса технически может использоваться непосредственно в качестве топлива (например, дрова), некоторые люди используют термины биомасса и биотопливо как синонимы. Однако чаще всего слово биомасса просто обозначает биологическое сырье, из которого производится топливо, или некоторую форму термически / химически измененного твердого конечного продукта, такого как торрефицированные гранулы или брикеты.
Слово биотопливо обычно означает зарезервировано для жидкого или газообразного топлива, используемого для транспортировки. США Управление энергетической информации (EIA) следует этой практике присвоения имен. Биотопливо, которое можно использовать без перерыва, функционально эквивалентно нефтяному топливу и полностью совместимо с существующей нефтяной инфраструктурой. Они не требуют модификации двигателя транспортного средства.
Биотопливо можно производить из растений (т.е. энергетических культур ) или из сельскохозяйственных, коммерческих, бытовых и / или промышленных отходов (если отходы имеет биологическое происхождение). Возобновляемые виды биотоплива обычно включают современную фиксацию углерода, например те, которые встречаются в растениях или микроводорослях в процессе фотосинтеза. Если биомасса, используемая для производства биотоплива, может быстро вырасти, это топливо обычно считается формой возобновляемой энергии. Потенциал биотоплива по снижению выбросов парниковых газов значительно варьируется от уровней выбросов, сопоставимых с ископаемым топливом в некоторых сценариях, до отрицательных выбросов в других.
Два наиболее распространенных типа биотоплива - это биоэтанол и биодизель.
В 2019 году мировое производство биотоплива достигло 161 миллиарда литров (43 миллиарда галлонов США), что на 6% больше, чем в 2018 году, а биотопливо обеспечило 3% мировое топливо для автомобильного транспорта. Международное энергетическое агентство хочет, чтобы к 2050 году биотопливо удовлетворяло более четверти мирового спроса на топливо для транспорта, чтобы снизить зависимость от нефти. Однако производство и потребление биотоплива отстает от сценария устойчивого развития МЭА. С 2020 по 2030 год мировое производство биотоплива должно увеличиваться на 10% каждый год, чтобы достичь цели МЭА. Ожидается, что в следующие 5 лет ежегодный рост составит всего 3%.
Типы и производство биотоплива Биотопливо первого поколения - это топливо, производимое из продовольственных культур, выращиваемых на пахотных землях. Содержащиеся в растении сахар, крахмал или масло превращаются в биодизельное топливо или этанол с использованием переэтерификации или дрожжевого брожения.
Биотопливо второго поколения - это топливо, изготовленное из лигноцеллюлозной или древесной биомассы, или сельскохозяйственных остатков / отходов. Сырье, используемое для производства топлива, либо растет на пахотных землях, но является побочным продуктом основной культуры, либо выращивается на малоплодородных землях. Сырье второго поколения включает солому, жмых, многолетние травы, ятрофу, отработанное растительное масло, твердые бытовые отходы и т. Д.
Производство биотоплива из микроводорослей Микроводоросли - это культивируется разными методами, например фотоавтотрофные, гетеротрофные, фотогетеротрофные и миксотрофные, затем собираемые методом наполнения, при котором микроводоросли выделяются из суспензии посредством флотации, флокуляции или гравитационного осаждения. Сгущение - это вторая стадия, используемая для концентрирования водорослевой суспензии после процесса наполнения. Водоросли можно производить в прудах или резервуарах на суше и в море. Водорослевое топливо имеет высокий выход, его можно выращивать с минимальным воздействием на ресурсы пресной воды, его можно производить с использованием соленой воды и сточных вод, иметь высокую точку воспламенения, и биоразлагаемы и относительно безвредны для окружающей среды в случае разлива. Производство требует большого количества энергии и удобрений, произведенное топливо разлагается быстрее, чем другие виды биотоплива, и оно плохо течет при низких температурах. К 2017 году по экономическим соображениям большая часть усилий по производству топлива из водорослей была прекращена или перенесена на другие применения.
Этот класс биотоплива включает электротопливо и солнечное топливо. Электротопливо производится путем хранения электрической энергии в химических связях жидкостей и газов. Основными мишенями являются бутанол, биодизель и водород, но они включают другие спирты и углеродсодержащие газы, такие как метан и бутан. Солнечное топливо - это синтетическое химическое топливо, производимое из солнечной энергии. Свет преобразуется в химическую энергию, обычно за счет восстановления протонов до водорода или диоксида углерода до органических соединений.
Следующие виды топлива могут быть произведены с использованием технологий производства биотоплива первого, второго, третьего или четвертого поколения. Большинство из них может быть произведено с использованием двух или трех различных процедур производства биотоплива.
Биогаз 
Трубы, по которым идет биогаз Биогаз - это метан, полученный в процессе анаэробного переваривания органического материала анаэробами. Его можно производить либо из биоразлагаемых отходов, либо с использованием энергетических культур, подаваемых в анаэробные варочные котлы для увеличения выхода газа. Твердый побочный продукт, дигестат, можно использовать в качестве биотоплива или удобрения.
Биогаз может быть получен из систем механической биологической обработки переработки отходов. Свалочный газ, менее чистая форма биогаза, производится на свалках в результате естественного анаэробного сбраживания. Если он улетучивается в атмосферу, это потенциальный парниковый газ.
Фермеры могут производить биогаз из навоза своего скота, используя анаэробные варочные котлы.
Синтез-газ, смесь окиси углерода, водорода и других углеводородов, получается путем частичного сжигания биомассы, то есть сжигания с количеством кислорода этого недостаточно для полного преобразования биомассы в диоксид углерода и воду. Перед частичным сжиганием биомасса сушится, а иногда пиролизируется. Полученная газовая смесь, синтез-газ, более эффективна, чем прямое сжигание исходного биотоплива; извлекается больше энергии, содержащейся в топливе.
Синтез-газ можно сжигать непосредственно в двигателях внутреннего сгорания, турбинах или высокотемпературных топливных элементах. генератор древесного газа, реактор газификации на древесном топливе, может быть подключен к двигателю внутреннего сгорания.
Синтез-газ можно использовать для производства метанола, DME и водорода или преобразовать его с помощью процесса Фишера-Тропша для производства заменителя дизельного топлива или смеси спиртов, которые могут быть добавлены в бензин. Газификация обычно происходит при температурах выше 700 ° C.
При совместном производстве биоугля желательна газификация при более низкой температуре, но в результате синтез-газ загрязнен смолой.
чистым этанолом слева ( A), бензин справа (G) на заправочной станции в Бразилии Биологически произведенные спирты, чаще всего этанол, реже пропанол и бутанол, образуются под действием микроорганизмов и ферментов посредством ферментации сахаров или крахмалы (проще всего) или целлюлоза (что сложнее). Биобутанол (также называемый биогазолином) часто считается прямой заменой бензина, поскольку его можно использовать непосредственно в бензиновом двигателе.
Этанол является наиболее распространенным биотопливом во всем мире, особенно в Бразилии. Спиртовое топливо производится путем ферментации сахаров, полученных из пшеницы, кукурузы, сахарной свеклы, сахарного тростника, меласса и любой сахар или крахмал, из которых алкогольные напитки, такие как виски, могут быть изготовлены (например, картофель и фрукты отходы и т. Д.). Используемые методы производства этанола включают ферментное расщепление (для высвобождения сахаров из хранящихся крахмалов), ферментацию сахаров, дистилляцию и сушку. Процесс дистилляции требует значительных затрат энергии для получения тепла (иногда нерациональное природный газ ископаемое топливо, но целлюлозная биомасса, такая как жмых, отходы, оставшиеся после прессования сахарного тростника для получения его сока, составляют наиболее распространенное топливо в Бразилии, в то время как пеллеты, древесная щепа, а также отходящее тепло более распространены в Европе) Завод по производству этанола из отработанного пара - где отработанное тепло заводов также используется в сети централизованного теплоснабжения.
Этанол можно использовать в бензиновых двигателях вместо бензина; его можно смешивать с бензином до любого процента. Большинство существующих автомобильных бензиновых двигателей могут работать на смесях биоэтанола с содержанием бензина и бензина до 15%. Этанол имеет меньшую плотность энергии, чем у бензина; это означает, что для выполнения того же объема работы требуется больше топлива (объема и массы). Преимущество этанола (CH. 3CH. 2OH) заключается в том, что он имеет более высокое октановое число , чем бензин без этанола, доступный на придорожных заправочных станциях, что позволяет увеличить степень сжатия двигателя <128.>для повышения теплового КПД. В высокогорных районах (разреженный воздух) некоторые штаты предписывают использовать смесь бензина и этанола в качестве зимнего окислителя для сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
Этанол также используется в качестве топлива для биоэтанола каминов. Поскольку для них не требуется дымоход и они не имеют дымохода, костры на биоэтаноле чрезвычайно полезны для недавно построенных домов и квартир без дымохода. Недостатком этих каминов является то, что их тепловая мощность немного меньше, чем у электрических или газовых каминов, поэтому необходимо принимать меры, чтобы избежать отравления угарным газом.
Производство этанола из кукурузы и других пищевых продуктов привело к разработке целлюлозного этанола. Согласно плану совместных исследований, проведенных Министерством энергетики США, соотношение ископаемой энергии () для целлюлозного этанола, кукурузного этанола и бензина составляет 10,3, 1,36 и 0,81 соответственно.
В этаноле примерно один - в-третьих, меньшая энергоемкость единицы объема по сравнению с бензином. Частично этому противодействует более высокая эффективность при использовании этанола (в ходе долгосрочных испытаний, протяженностью более 2,1 миллиона км, проект BEST показал, что автомобили FFV на 1-26% более энергоэффективны, чем автомобили с бензиновым двигателем, но объемное потребление увеличивается на примерно 30%, поэтому требуется больше остановок подачи топлива).
Метанол в настоящее время производится из природного газа, невозобновляемого ископаемого топлива. В будущем предполагается производить его из биомассы в виде биометанола. Это технически осуществимо, но производство в настоящее время откладывается из-за опасений, что экономическая жизнеспособность еще не решена. экономия метанола является альтернативой водородной экономией, в отличие от сегодняшнего производства водорода из природного газа.
бутанол (C. 4H. 9OH) образуется в результате ферментации ABE (ацетон, бутанол, этанол), и экспериментальные модификации процесса показывают потенциально высокий выигрыш чистой энергии с бутанолом в качестве единственного жидкий продукт. Бутанол будет производить больше энергии, чем этанол из-за более низкого содержания кислорода, и, как утверждается, его можно сжигать «прямо» в существующих бензиновых двигателях (без модификации двигателя или автомобиля), он менее агрессивен и менее растворим в воде, чем этанол, и может быть распространяется через существующие инфраструктуры. DuPont и BP работают вместе, чтобы помочь в разработке бутанола. Штаммы Escherichia coli также были успешно сконструированы для производства бутанола путем модификации их метаболизма аминокислот. Одним из недостатков производства бутанола в E. coli остается высокая стоимость питательной среды, однако недавние исследования показали, что E. coli может производить бутанол с минимальными добавками питательных веществ.
Биотопливные насосы DCA 07 2010 9834 Биодизель - наиболее распространенное биотопливо в Европе. Он производится из масел или жиров с использованием переэтерификации и представляет собой жидкость, аналогичную по составу ископаемому / минеральному дизельному топливу. Химически он состоит в основном из метиловых (или этиловых) эфиров жирных кислот (FAMEs ). Сырье для биодизеля включает животные жиры, растительные масла, соя, рапс, ятрофа, махуа, горчица, лен, подсолнечник, масло пальмовое, конопля, полевой кресс-салат, Pongamia pinnata и водоросли. Чистый биодизель (B100, также известный как «чистый» биодизель) в настоящее время снижает выбросы до 60% по сравнению с дизельным B100 второго поколения. По состоянию на 2020 год исследователи из австралийского CSIRO изучали сафлоровое масло в качестве моторного смазочного материала, а исследователи из государственного университета Монтаны Центр Advanced Fuel Center в США изучал характеристики масла в большом дизельном двигателе, и результаты были описаны как «переломный момент».
Таргрейский железнодорожный вагон Biofuels Division, перевозящий биодизель. Биодизель может Может использоваться в любом дизельном двигателе в смеси с минеральным дизельным топливом. Его также можно использовать в чистом виде (B100) в дизельных двигателях, но при использовании в зимний период могут возникнуть некоторые проблемы с обслуживанием и эксплуатационными характеристиками, поскольку топливо становится несколько более вязким при более низких температурах, в зависимости от исходного сырья.
В некоторых странах производители покрывают свои дизельные двигатели гарантией на использование B100, хотя Volkswagen из Германии, например, просит водителей проверять по телефону отдел экологических услуг VW перед переходом на B100. В большинстве случаев биодизель совместим с дизельными двигателями, начиная с 1994 г., в которых в качестве механического топлива используется 'Viton ' (DuPont ) синтетический каучук. системы впрыска. Однако обратите внимание, что ни один транспорт не сертифицирован для использования чистого биодизеля до 2014 года, поскольку до этой даты не существовало протокола контроля выбросов для биодизеля.
В системах типа «common rail » и «насос-форсунка » с электронным управлением, начиная с конца 1990-х годов, можно использовать только биодизельное топливо, смешанное с обычным дизельным топливом. Эти двигатели имеют многоступенчатые системы впрыска с точным дозированием и мелким распылением, которые очень чувствительны к вязкости топлива. Многие дизельные двигатели текущего поколения сделаны так, что могут работать на B100 без изменения самого двигателя, хотя это зависит от конструкции топливной рампы. Поскольку биодизель является эффективным растворителем и очищает отложения минерального дизельного топлива, фильтры двигателя, возможно, потребуется заменять чаще, поскольку биотопливо растворяет старые отложения в топливном баке и трубах. Он также эффективно очищает двигатель камеру сгорания от нагара, помогая сохранить эффективность. Во многих европейских странах широко используется 5% -ная смесь биодизеля, которую можно приобрести на тысячах заправочных станций. Биодизель также является кислородсодержащим топливом, что означает, что он содержит меньшее количество углерода и более высокое содержание водорода и кислорода, чем ископаемое дизельное топливо. Это улучшает сгорание биодизельного топлива и снижает выбросы твердых частиц из несгоревшего углерода. Однако использование чистого биодизеля может увеличить выбросы NO x.
Биодизель также безопасен в обращении и транспортировке, поскольку он нетоксичен, биоразлагаем и имеет высокий точка вспышки около 300 ° F (148 ° C) по сравнению с нефтяным дизельным топливом, температура вспышки которого составляет 125 ° F (52 ° C).
В США больше более 80% коммерческих грузовиков и городских автобусов работают на дизельном топливе. По оценкам, формирующийся рынок биодизеля в США вырос на 200% с 2004 по 2005 год. «К концу 2006 года производство биодизеля, по оценкам, увеличилось в четыре раза [с 2004 года] до более чем« 1 миллиарда галлонов США (3 800 000 м3).
Во Франции биодизель входит в состав топлива, используемого во всех французских дизельных транспортных средствах, в размере 8%. Avril Group производит под брендом Diester, что составляет пятую часть из 11 миллионов. тонн биодизеля, ежегодно потребляемого Европейским Союзом. Это ведущий производитель биодизельного топлива в Европе.
Зеленое дизельное топливо производится посредством гидрокрекинга биологического нефтяного сырья, такого как растительные масла и животные жиры. Гидрокрекинг - это метод нефтепереработки, который использует повышенные температуры и давление в присутствии катализатора для расщепления более крупных молекул, например, содержащихся в растительных маслах, на более короткие углеводороды цепи, используемые в дизельных двигателях. Его также можно назвать возобновляемым дизельным топливом, гидроочищенным растительным маслом (топливо HVO) или возобновляемым дизельным топливом, полученным из водорода. В отличие от биодизеля, экологичное дизельное топливо имеет точно такие же химические свойства, что и дизельное топливо на нефтяной основе. Для его распространения и использования не требуются новые двигатели, трубопроводы или инфраструктура, но его производство не было произведено по цене, конкурентоспособной с нефтью. Также разрабатываются бензиновые версии. Экологичное дизельное топливо разрабатывается в Луизиане и Сингапуре компаниями ConocoPhillips, Neste Oil, Valero, Dynamic Fuels, и Honeywell UOP, а также Preem в Гетеборге, Швеция, создавая то, что известно как Evolution Diesel.
Этот грузовик - один из 15 базирующихся в Walmart's Распределительный центр Бакай, штат Аризона, который был преобразован для работы на биотопливе, сделанном из регенерированного кулинарного жира, полученного во время приготовления пищи в магазинах Walmart. Прямое немодифицированное пищевое растительное масло обычно не используется в качестве топлива, но для этого использовалось масло более низкого качества. Отработанное растительное масло все чаще перерабатывается в биодизельное топливо или (реже) очищается от воды и твердых частиц, а затем используется в качестве топлива.
Как и в случае 100% биодизеля (B100), для обеспечения того, чтобы топливные форсунки распыляли растительное масло в правильном режиме для эффективного сгорания, топливо на растительном масле необходимо нагревать. для снижения его вязкости до вязкости дизельного топлива с помощью электрических змеевиков или теплообменников. Это легче сделать в теплом или умеренном климате. MAN BW Diesel, Wärtsilä и Deutz AG, а также ряд небольших компаний, таких как Elsbett, предлагают двигатели, которые совместимы с чистым растительным маслом без необходимости внесения дополнительных изменений.
Растительное масло также можно использовать во многих старых дизельных двигателях, в которых не используются common rail или блочный впрыск электронные системы впрыска дизельного топлива. Благодаря конструкции камер сгорания в двигателях с непрямым впрыском эти двигатели лучше всего подходят для использования с растительным маслом. Эта система дает относительно большим молекулам масла больше времени для сгорания. Некоторые старые двигатели, особенно Mercedes, экспериментально управляются энтузиастами без какой-либо переделки. Некоторые водители имели ограниченный успех с более ранними двигателями до "Pumpe Duse" VW TDI и другими подобными двигателями с непосредственным впрыском. Несколько компаний, например Elsbett или Wolf, разработали профессиональные комплекты для переоборудования и успешно установили сотни из них за последние десятилетия.
Масла и жиры могут быть гидрогенизированы для получения заменителя дизельного топлива. Полученный продукт представляет собой углеводород с прямой цепью с высоким цетановым числом, низким содержанием ароматических соединений и серы и не содержит кислорода. Гидрогенизированные масла можно смешивать с дизельным топливом во всех пропорциях. У них есть несколько преимуществ перед биодизелем, в том числе хорошие характеристики при низких температурах, отсутствие проблем со стабильностью при хранении и отсутствие подверженности микробным атакам.
Производство биотоплива по регионам Биоэфиры (также называемые топливом простые эфиры или кислородсодержащие топлива ) являются экономически эффективными соединениями, которые действуют как усилители октанового числа. «Биоэфиры производятся реакцией реакционноспособных изотопов. -олефины, такие как изобутилен, с биоэтанолом ». Биоэфиры создаются из пшеницы или сахарной свеклы. Они также улучшают характеристики двигателя , значительно снижая износ двигателя и токсичных выхлопных газов. Хотя биоэфиры, скорее всего, заменят петроэфиры в Великобритании, маловероятно, что они станут топливом сами по себе из-за низкой плотности энергии. Значительно сокращая объем озона приземных выбросов, они способствуют повышению качества воздуха.
Что касается транспортного топлива, то в него входят шесть эфирных добавок: диметиловый эфир (DME), диэтиловый эфир (DEE), метил-трет-бутиловый эфир (MTBE), этил-трет-бутиловый эфир (ETBE), трет -амилметиловый эфир (TAME) и трет-амилэтиловый эфир (TAEE).
Европейская ассоциация топливных оксигенатов (EFOA) идентифицирует метил-трет-бутиловый эфир (MTBE) и этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ) как наиболее часто используемые эфиры в топливе для замены свинца. Эфиры были введены в Европу в 1970-х годах, чтобы заменить высокотоксичные соединения. Хотя европейцы по-прежнему используют добавки к биоэфирам, в США больше нет потребности в кислородсодержащих соединениях, поэтому биоэфиры больше не используются в качестве основной топливной добавки.
Отрицательный углерод (мискантус) и углеродные положительные (тополь) пути производства. 
Взаимосвязь между урожайностью над землей (диагональные линии), органическим углеродом почвы (ось X) и потенциалом почвы для успешного / неудачного связывания углерода (ось Y). По сути, чем выше урожай, тем больше земли можно использовать в качестве инструмента снижения выбросов парниковых газов (включая земли с относительно высоким содержанием углерода). Проект биотоплива считается углеродно-нейтральным, если CO поглощается урожай компенсирует выбросы парниковых газов (ПГ), связанные с проектом (CO является наиболее важным из парниковых газов, и в CO 27% углерода). Сюда входят любые выбросы, вызванные прямым или косвенным изменением землепользования. Согласно этому определению, многие проекты по производству биотоплива первого поколения не являются углеродно-нейтральными. Некоторые из них имеют даже более высокие выбросы, чем некоторые альтернативы на основе ископаемого топлива.
Это общий объем поглощения и выбросов, которые вместе определяют, является ли стоимость жизненного цикла ПГ проекта биотоплива положительной, нейтральной или отрицательной. Если выбросы во время производства, обработки, транспортировки и сжигания выше, чем абсорбированные, как над, так и под землей во время роста сельскохозяйственных культур, стоимость жизненного цикла парниковых газов будет положительной. Аналогичным образом, если общее поглощение выше, чем общие выбросы, стоимость жизненного цикла будет отрицательной.
Whitaker et al. утверждают, что культура мискантуса с урожайностью 10 тонн с гектара в год улавливает столько углерода, что эта культура более чем компенсирует как сельскохозяйственные выбросы, так и транспортные выбросы. (Выбросы, происходящие от сжигания, полностью поглощаются ростом надземных растений в следующем сезоне.) Верхняя диаграмма справа показывает два пути производства мискантуса с отрицательным выбросом CO и два пути производства тополя с положительным CO, представленные в граммах эквивалента CO на мегаджоуль.. Полоски расположены последовательно и перемещаются вверх и вниз по мере увеличения и уменьшения содержания CO в атмосфере. Серые / синие столбцы представляют выбросы, связанные с сельским хозяйством, переработкой и транспортом, зеленые столбцы представляют собой изменение углерода в почве, а желтые ромбы представляют общие окончательные выбросы.
Успешное связывание зависит от участков посадки, так как почвы являются лучшими для секвестрация - это те, которые в настоящее время имеют низкое содержание углерода. Разнообразие результатов, отображаемых на графике, подчеркивает этот факт. В Великобритании ожидается успешная секвестрация пахотных земель на большей части территории Англии и Уэльса, с неудачной секвестрацией в некоторых частях Шотландии из-за уже богатых углеродом почв (существующих лесных массивов) плюс более низкой урожайности. Почвы, уже богатые углеродом, включают торфяники и спелые леса. Пастбища также могут быть богатыми углеродом, однако Milner et al. утверждают, что наиболее успешное связывание углерода в Великобритании происходит под улучшенными лугами. На нижнем графике показана расчетная урожайность, необходимая для достижения отрицательного содержания углекислого газа для различных уровней существующей углеродной насыщенности почвы. Чем выше выход, тем более вероятна отрицательность CO 2.
Любое сжигание углеродсодержащего топлива приводит к выбросам углерода (например, двуокись углерода, переносимый по воздуху углерод твердые частицы, монооксид углерода и атмосферные спирты из этанола ). Не имеет значения, получен ли углерод из ископаемого топлива или биотоплива. В целом, вещество или энергия считаются загрязнением, если они выбрасываются в окружающую среду со скоростью, превышающей скорость их рассеивания, разбавления, разложения, рециркуляции или хранения в какой-либо безвредной форме. Согласно этому определению, ископаемое топливо и некоторые виды биотоплива загрязняют окружающую среду. Например, в 2018 году Европейский парламент проголосовал за поэтапный отказ от использования пальмового масла в качестве транспортного топлива к 2030 году. Причиной изменения политики стало исследование 2015 года, финансируемое Европейской комиссией, которое показало, что пальмовое масло и соевое масло имеют самые высокие показатели. косвенные выбросы парниковых газов из-за обезлесения и осушения торфяников.
В 2009 году шведское исследование гигантской коричневой дымки, которая периодически покрывает большие площади в Южной Азии, показало, что две трети ее составляли в основном производится в результате приготовления пищи в жилых помещениях и сжигания сельскохозяйственных культур, а одна треть - путем сжигания ископаемого топлива. Использование древесной биомассы в качестве промышленного топлива приводит к образованию меньшего количества твердых частиц и других загрязнителей, чем при горении, наблюдаемом при лесных пожарах или пожарах на открытых площадках.
Для расчета требования к землепользованию для различных видов производства энергии, важно знать соответствующие удельные мощности мощности для конкретных территорий. По оценке Смила, средние удельные удельные мощности мощности для производства биотоплива, ветра, гидро- и солнечной энергии составляют 0,30 Вт / м, 1 Вт / м, 3 Вт / м и 5 Вт / м, соответственно (мощность в виде тепла для биотопливо и электричество для ветра, воды и солнца). Среднее потребление энергии человеком на свободных ото льда землях составляет 0,125 Вт / м (вместе тепло и электричество), хотя в городских и промышленных районах оно возрастает до 20 Вт / м. Причина низкой удельной удельной мощности удельной мощности для биотоплива заключается в сочетании низкой урожайности и лишь частичного использования установки при производстве жидкого топлива (например, этанол обычно получают из сахарного тростника или кукурузного крахмала, а биодизель часто бывает изготовлен из рапсового и соевого масла).
Smil оценивает следующие плотности:
. этанол
. Реактивное топливо
. Биодизель
.
Сжигание твердой биомассы более энергоэффективно, чем сжигание биотоплива (жидкости), поскольку используется вся установка. Например, кукурузные плантации, производящие твердую биомассу для сжигания, производят более чем в два раза больше энергии на квадратный метр по сравнению с кукурузными плантациями, производящими этанол, когда урожайность такая же: 10 т / га генерируют 0,60 Вт / м и 0,26 Вт / м соответственно. Сухая биомасса в печи в целом имеет теплотворную способность примерно 18 ГДж / т, и каждый т / га урожая сухой биомассы увеличивает выработку энергии плантацией на 0,06 Вт / м.
Как упоминалось выше, Смил считает, что Средний мировой показатель по производству энергии ветра, воды и солнца составляет 1 Вт / м, 3 Вт / м и 5 Вт / м соответственно. Чтобы соответствовать этой плотности мощности, урожайность плантаций должна достигать 17 т / га, 50 т / га и 83 т / га для ветра, воды и солнца соответственно. Это кажется достижимым для тропических плантаций - по оценке Смила, крупномасштабные плантации с эвкалиптом, акацией, leucaena, pinus и dalbergia в тропических и субтропических регионах урожайность 20–25 т / га, что эквивалентно 1,20–1,50 Вт / м. Это также кажется достижимым для слоновьих трав, например мискантус (10–40 т / га, или 0,6–2,4 Вт / м) и нейпир (15–80 т / га, или 0,9–4,8 Вт / м), но маловероятно для леса и многих других культур биомассы - оценка Смила для естественных умеренных смешанных лесов составляет 1,5–2 сухих тонны на гектар (2–2,5 м, что эквивалентно 0,1 Вт / м), в диапазоне от 0,9 м3 в Греции до 6 m in France).
Renewable energy portal 
Energy portal 
Biology portal 
Technology portal 
Ecology portal .
 | Look up biofuel in Wiktionary, the free dictionary. |
