Koolstofneutrale alternatieve brandstoffen

Koolstofneutraal is een term die wordt gebruikt om op koolstof gebaseerde brandstoffen te beschrijven die bij verbranding niet zullen toenemen kooldioxide (CO2) in de atmosfeer. Deze brandstoffen dragen niet bij aan noch verminderen ze de hoeveelheid koolstof (gemeten in de uitstoot van CO2) in de atmosfeer.

Koolstofdioxide in de atmosfeer is plantaardig voedsel, wat een goede zaak is en het helpt ook onze planeet warm te houden. Te veel CO2 kan echter leiden tot wat we nu noemen opwarming van de aarde. Koolstofneutrale brandstoffen kunnen helpen voorkomen dat teveel CO2 zich ophoopt in de atmosfeer. Dit wordt bereikt wanneer de vrijgekomen koolstof wordt opgenomen door plantengewassen die de volgende liter CO2-neutrale brandstof van morgen helpen produceren.

Telkens wanneer we in benzine- of dieselvoertuigen reizen, voegen we eraan toe broeikasgassen aan de atmosfeer. Dat komt omdat het branden van een petroleum brandstof (die miljoenen jaren geleden zijn ontstaan) geeft CO2 af in de lucht. Als natie zijn momenteel 250 miljoen personenauto's geregistreerd, ongeveer 25 procent van alle personenauto's ter wereld. In de Verenigde Staten verbranden onze voertuigen ongeveer 140 miljard gallons benzine en 40 miljard gallons diesel per jaar.

Met die cijfers is het niet moeilijk te zien dat elke gallon van een koolstofneutrale brandstof die wordt verbrand, kan bijdragen aan de vermindering van CO2 in de atmosfeer en zo de opwarming van de aarde kan helpen verminderen.

Veel mensen geloven dat de toekomst ligt bij koolstofneutrale alternatieve brandstoffen gemaakt van bekende gewassen en afvalproducten biobrandstoffen. Pure biobrandstoffen zoals biodiesel, bio-ethanol en bio-butanol zijn koolstofneutraal omdat planten de door verbranding vrijkomende C02 absorberen.

De meest voorkomende CO2-neutrale brandstof is biodiesel. Omdat het wordt geproduceerd uit organische bronnen zoals dierlijke vetten en plantaardige olie, kan het worden gebruikt om een ​​breed scala aan afvalmateriaal te recyclen. Het is verkrijgbaar in verschillende mengpercentages - B5 is bijvoorbeeld 5 procent biodiesel en 95 procent diesel, terwijl B100 allemaal biodiesel is - en er zijn biodiesel-tankstations overal in de VS Dan is er het kleine aantal chauffeurs die hun eigen biodiesel hebben gemaakt en sommigen die hun dieselmotoren ombouwen op gewone plantaardige olie die is gerecycled uit restaurants.

Bio-ethanol is ethanol (alcohol) die wordt geproduceerd door de vergisting van plantenzetmeel zoals granen zoals maïs, suikerriet, switchgrass en landbouwafval. Niet te verwarren met ethanol dat een bijproduct is van een chemische reactie met aardolie, die niet als hernieuwbaar wordt beschouwd.

In de VS is het grootste deel van de bio-ethanol afkomstig van boeren die maïs verbouwen. Veel Amerikaanse personenauto's en lichte vrachtwagens kunnen op benzine rijden of op een mengsel van bio-ethanol en benzine, E-85-85 procent ethanol / 15 procent benzine. Hoewel E-85 geen pure koolstofneutrale brandstof is, produceert het wel lage emissies. Het grote nadeel van ethanol is dat het minder energiedicht is dan andere brandstoffen, dus het vermindert het brandstofverbruik met 25% tot 30%. Met benzineprijzen die rond $ 2 schommelen is een gallon E-85 niet concurrerend geprijsd. En veel geluk met het vinden van een benzinestation dat het buiten de landbouwstaten van de Midwest verkoopt.

Methanol is, net als ethanol, een zeer sterke alcohol gemaakt van tarwe, maïs of suiker in een proces vergelijkbaar met brouwen en wordt beschouwd als de meest energie-efficiënte brandstof om te produceren. Een vloeistof bij normale temperaturen, het heeft een hogere octaangetal dan benzine maar een lagere energiedichtheid. Methanol kan worden gemengd met andere brandstoffen of op zichzelf worden gebruikt, maar het is iets corrosiever dan traditionele brandstoffen en vereist aanpassingen van het motorbrandstofsysteem in de orde van $ 100 - $ 150.

Gedurende een korte periode in de vroege jaren 2000 was er een kleine groeimarkt voor methanolauto's in Californië tot aan de staat Waterstof Highway Initiative Network nam het commando over en het programma verloor de steun. De verkoop van deze auto's was traag vanwege de lage benzineprijs op dat moment en het gebrek aan tankstations die de brandstof pompten. Het korte programma bewees echter wel de betrouwbaarheid van de voertuigen en kreeg positieve feedback van de chauffeurs.

Algen—Specifiek microalgen — is een bron voor een koolstofneutrale alternatieve brandstof. Sinds de jaren zeventig hebben federale en nationale overheden samen met particuliere investeringsbedrijven honderden miljoenen in algenonderzoek gestort als biobrandstof met tot nu toe weinig succes. Microalgen kunnen lipiden produceren, die bekend staan ​​als een potentiële bron voor biobrandstoffen.

Deze algen kunnen worden gekweekt op niet-drinkbaar water, misschien zelfs afvalwater, in vijvers, dus het maakt geen gebruik van bouwland of enorme hoeveelheden water. Terwijl op papier, micro-algen lijkt een no-brainer, formidabele technische problemen hebben onderzoekers en wetenschappers jarenlang overrompeld. Maar de algen ware gelovigen geven niet op, dus misschien ga je op een dag een op algen gebaseerde biobrandstof in de brandstoftank van je auto pompen.

Nee, diesel uit water en koolstofdioxide is geen Ponzi-regeling die bedoeld is om domme investeerders te fleuren. In 2015 kondigde Audi samen met het Duitse energiebedrijf Sunfire aan dat het in staat was om een ​​dieselbrandstof te synthetiseren uit water en CO2 die auto's kan voeden. De synthese creëert een vloeistof die bekend staat als blue crude en is verfijnd tot wat Audi e-diesel noemt.

Audi beweert dat e-diesel zwavelvrij is, schoner verbrandt dan standaard diesel en het proces om het te maken is 70 procent efficiënt. De eerste vijf liter gingen in de tank van een Audi A8 3.0 TDI aangedreven door de Duitse minister van Onderzoek. Om een ​​levensvatbare koolstofneutrale brandstof te worden, is de volgende stap het verhogen van de productie.

Onze verslaving aan olie heeft ernstige gevolgen gehad. De logische oplossing lijkt het ontwikkelen of ontdekken van een alternatieve koolstofneutrale brandstof die niet is afgeleid van aardolie. Het is echter een complexe en moeilijke uitdaging om een ​​alternatief te vinden dat overvloedig, hernieuwbaar, economisch te produceren en milieuvriendelijk is.

Het goede nieuws is dat wetenschappers, terwijl u dit leest, hard werken aan deze moeilijke uitdaging.

Bijgewerkt door Larry E. Hal