ประเภทของเชื้อเพลิงชีวภาพ: การเปรียบเทียบลักษณะของเชื้อเพลิงแข็ง ของเหลว และก๊าซ

ทางเลือกอื่นนอกเหนือจากแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมคือเชื้อเพลิงชีวภาพประเภทต่างๆ ซึ่งการผลิตโดยใช้วัตถุดิบจากพืชหรือสัตว์ ของเสียจากอุตสาหกรรม และผลของกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต

เราเสนอให้เข้าใจถึงข้อดีและข้อเสียของการใช้เชื้อเพลิงดังกล่าว ค้นหาคุณลักษณะการผลิต ลักษณะการทำงาน และประเมินประสิทธิผลของการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพประเภทต่างๆ ข้อมูลที่ให้ไว้จะช่วยคุณในการเลือกแหล่งพลังงานทางเลือก

เชื้อเพลิงชีวภาพคืออะไร

ทิศทางที่มีแนวโน้มมากที่สุดในภาคพลังงานคือเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการใช้ทรัพยากรหมุนเวียน ซึ่งรวมถึงเชื้อเพลิงชีวภาพ

เชื้อเพลิงชีวภาพที่พบมากที่สุดคือฟืนธรรมดา 38% ของประชากรโลกใช้สิ่งเหล่านี้ในการทำความร้อนและปรุงอาหาร

คุณสามารถใช้ชีวมวลจากพืช/สัตว์เป็นวัตถุดิบในการผลิตได้ รวมถึงของเสียจากอุตสาหกรรมหรือของเสียจากสัตว์

การประมวลผลของสารดังกล่าวดำเนินการโดยวิธีเทอร์โมเคมีหรือชีวภาพในกรณีหลังนี้จะได้รับเชื้อเพลิงโดยใช้จุลินทรีย์ประเภทต่างๆ

ส่วนแบ่งการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง ซึ่งมีส่วนช่วยในการอนุรักษ์ทรัพยากรฟอสซิลไฮโดรคาร์บอน (+)

หลายประเทศมีโครงการพิเศษเพื่อขยายส่วนแบ่งของเชื้อเพลิงชีวภาพในการใช้พลังงานระดับชาติและระดับภูมิภาค รัฐจำนวนหนึ่งยังมีมาตรฐานบังคับสำหรับการใช้แหล่งพลังงานนี้

ข้อดีและข้อเสียของเชื้อเพลิงชีวภาพ

เชื้อเพลิงชีวภาพมีทั้งด้านบวกและด้านลบ ความสนใจในการใช้วัตถุดิบประเภทนี้มีสาเหตุมาจากข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้

ซึ่งรวมถึง:

• ต้นทุนงบประมาณ. แม้ว่าในขณะนี้ราคาเชื้อเพลิงชีวภาพเกือบจะเท่ากับราคาน้ำมันเบนซิน แต่สารชีวภาพถือเป็นเชื้อเพลิงประเภทที่ทำกำไรได้มากกว่าเนื่องจากปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยลงเมื่อเผา เชื้อเพลิงชีวภาพเหมาะสำหรับใช้ในสภาวะต่างๆ และสามารถปรับให้เข้ากับเครื่องยนต์ที่มีการออกแบบต่างกันได้ ข้อดีอีกประการหนึ่งคือเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์ ซึ่งรักษาความสะอาดได้นานขึ้นเนื่องจากมีเขม่าและก๊าซไอเสียในปริมาณเล็กน้อย
• ความคล่องตัว. เชื้อเพลิงชีวภาพแตกต่างจากแหล่งพลังงานทดแทนอื่นๆ ในเรื่องการพกพา การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมมักต้องใช้แบตเตอรี่จำนวนมาก ดังนั้นจึงมักใช้อย่างถาวร ในขณะที่เชื้อเพลิงชีวภาพสามารถขนส่งจากภูมิภาคหนึ่งไปยังอีกภูมิภาคหนึ่งได้โดยไม่ต้องยุ่งยากมากนัก
• แหล่งพลังงานหมุนเวียน. แม้ว่านักวิจัยเชื่อว่าแหล่งสะสมของน้ำมันดิบที่มีอยู่จะคงอยู่เป็นเวลาอย่างน้อยหลายร้อยปี แต่ปริมาณฟอสซิลยังคงมีจำกัด เชื้อเพลิงชีวภาพที่ทำจากพืชและของเสียจากสัตว์ถือเป็นทรัพยากรหมุนเวียนที่ไม่เสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ในอนาคตอันใกล้
• การปกป้องชั้นบรรยากาศของโลก. ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของไฮโดรคาร์บอนแบบดั้งเดิมคือเปอร์เซ็นต์ของ CO ที่สูง₂ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาเมื่อถูกเผา ก๊าซนี้ทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกในชั้นบรรยากาศของโลก ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน เมื่อเผาสารชีวภาพ ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์จะลดลงเหลือ 65% นอกจากนี้ พืชผลที่ใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพยังใช้ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ส่งผลให้ส่วนแบ่งในอากาศลดลง
• ความมั่นคงทางเศรษฐกิจ. ปริมาณสำรองไฮโดรคาร์บอนมีการกระจายไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นบางรัฐจึงถูกบังคับให้ซื้อน้ำมันหรือก๊าซธรรมชาติ และใช้จ่ายเงินจำนวนมากในการจัดหา การขนส่ง และการเก็บรักษา เชื้อเพลิงชีวภาพประเภทต่างๆ สามารถผลิตได้ในเกือบทุกประเทศ เนื่องจากการผลิตและการแปรรูปจะต้องมีการสร้างวิสาหกิจใหม่และการจ้างงาน สิ่งนี้จะเป็นประโยชน์ต่อเศรษฐกิจของประเทศและมีผลกระทบเชิงบวกต่อความเป็นอยู่ที่ดีของผู้คน

การปรับปรุงเทคโนโลยีและการพัฒนาวิธีการใหม่ๆ สามารถเพิ่มผลเชิงบวกของเชื้อเพลิงชีวภาพได้ ดังนั้นการพัฒนาเทคโนโลยีโดยใช้แพลงก์ตอนและสาหร่ายจะช่วยลดราคาลงอย่างมาก

ในเวลาเดียวกัน ในขั้นตอนปัจจุบันของการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพมีความเกี่ยวข้องกับความยากลำบากและความไม่สะดวกหลายประการ ประการแรก นี่เป็นข้อจำกัดตามธรรมชาติในการปลูกพืช

สำหรับการเจริญเติบโตของพืชที่ใช้ในการผลิตชีวมวลต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายประการ ได้แก่

• การใช้น้ำ. พืชเกษตรใช้น้ำเป็นจำนวนมากซึ่งเป็นทรัพยากรที่มีจำกัดโดยเฉพาะในพื้นที่แห้งแล้ง
• การรุกราน. พืชที่ปลูกเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงมักมีความก้าวร้าวพวกเขาปิดกั้นพืชพรรณที่แท้จริง ซึ่งอาจทำให้ความหลากหลายทางชีวภาพและระบบนิเวศของภูมิภาคเสียหายได้
• ปุ๋ย. พืชหลายชนิดต้องการสารอาหารเพิ่มเติมในการเจริญเติบโต ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อพืชชนิดอื่นหรือระบบนิเวศโดยรวมได้
• ภูมิอากาศ. เขตภูมิอากาศบางแห่ง (เช่น ทะเลทรายหรือทุ่งทุนดรา) ไม่เหมาะสำหรับการปลูกพืชเชื้อเพลิงชีวภาพ

การเพาะปลูกพืชเกษตรอย่างแข็งขันนั้นสัมพันธ์กับการสูญเสียทรัพยากรทางการเกษตรการไม่ปฏิบัติตามกฎของเทคโนโลยีการเกษตรสามารถนำไปสู่การลดลงของเนื้อหาของส่วนประกอบของดินที่มีประโยชน์และเป็นผลให้สูญเสียซึ่งจะทำให้รุนแรงขึ้น ปัญหาอาหาร

ระบบนิเวศถูกรบกวน การผลิตชีวมวลมักต้องมีการขยายพื้นที่เกษตรกรรม

บ่อยครั้งเพื่อจุดประสงค์นี้ อาณาเขตถูกเคลียร์ ซึ่งนำไปสู่การทำลายระบบนิเวศน์ขนาดเล็ก (เช่น ป่าไม้) การตายของพืชและสัตว์

มีการปลูกพืชจำนวนมากเพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพแล้ว เรพซีดมากกว่า 50% ที่ผลิตในยุโรป เมล็ดพืชอเมริกันมากกว่าหนึ่งในสาม และอ้อยเกือบครึ่งหนึ่งที่ปลูกในบราซิลถูกนำมาใช้เพื่อการผลิตชีวมวล

ปัญหาเกิดขึ้นกับการปลูกพืชเชิงเดี่ยว เพื่อให้ได้ผลผลิตชีวมวลที่มากขึ้น ผู้ผลิตมักจะเพาะเมล็ดพืชชนิดใดชนิดหนึ่งลงในดิน การปฏิบัตินี้ไม่เป็นผลดีต่อพื้นที่เกษตรกรรมมากนัก เนื่องจากการปลูกพืชเชิงเดี่ยวนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม

ทุ่งนาที่ถูกครอบครองโดยพืชประเภทหนึ่งมักถูกศัตรูพืชชนิดพิเศษรบกวนความพยายามที่จะต่อสู้กับพวกมันด้วยความช่วยเหลือของยาฆ่าแมลงและยาฆ่าแมลงจะนำไปสู่การพัฒนาความต้านทานต่อสารเหล่านี้เท่านั้น

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่อธิบายไว้ข้างต้น นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าอย่าละเลยความหลากหลายทางชีวภาพของพืชผลโดยการรวมพืชหลายชนิดในทุ่งนา และใช้พันธุ์พืชในท้องถิ่นด้วย

การผลิตเชื้อเพลิงทางเลือก

วัตถุดิบจากพืชที่หลากหลายที่ใช้สำหรับชีวมวลมักจะแบ่งออกเป็นหลายรุ่น

รุ่นแรก. หมวดหมู่นี้รวมถึงพืชผลทางการเกษตรที่มีแป้ง น้ำตาล และไขมันในเปอร์เซ็นต์สูง พืชเหล่านี้เป็นพืชยอดนิยม เช่น ข้าวโพด ซูการ์บีท เรพซีด และถั่วเหลือง

เนื่องจากการปลูกพืชเหล่านี้เป็นอันตรายต่อสภาพภูมิอากาศและการถอดออกจากตลาดส่งผลต่อราคาอาหาร นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามแทนที่พืชผลเหล่านี้ด้วยชีวมวลประเภทอื่น

ปัจจุบันเชื้อเพลิงเหลวสมัยใหม่เกือบทุกประเภท (ไบโอดีเซล, เอทานอล) ผลิตจากพืชเกษตรที่เป็นวัตถุดิบรุ่นแรก

รุ่นที่สอง. กลุ่มชีวมวลประกอบด้วยไม้ หญ้า และของเสียทางการเกษตร (เปลือกหอย แกลบ) การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากวัตถุดิบดังกล่าวมีราคาแพง แต่ช่วยแก้ปัญหาการรีไซเคิลสิ่งตกค้างที่ไม่ใช่อาหารด้วยการผลิตวัสดุที่ติดไฟได้พร้อมกัน

คุณลักษณะของพืชที่รวมอยู่ในพันธุ์นี้คือการมีลิกนินและเซลลูโลสอยู่ในนั้น ต้องขอบคุณสิ่งเหล่านี้ที่ทำให้ชีวมวลสามารถเผาและทำให้เป็นแก๊สได้ รวมทั้งนำไปไพโรไลซิสเพื่อผลิตเชื้อเพลิงเหลว

ข้อเสียเปรียบหลักของชีวมวลรุ่นที่สองคือผลตอบแทนต่อหน่วยพื้นที่ไม่เพียงพอ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงต้องจัดสรรทรัพยากรที่ดินที่สำคัญสำหรับพืชผลดังกล่าว

รุ่นที่สาม. วัตถุดิบสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพคือสาหร่าย ซึ่งปลูกในระดับอุตสาหกรรม เช่น ในอ่างเก็บน้ำเปิด

ตัวเลือกที่มีแนวโน้มมากที่สุดถือเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่ได้จากสาหร่ายเซลล์เดียว พืชดังกล่าวมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและไม่ต้องการพื้นที่อุดมสมบูรณ์ในการปลูก

แนวทางปฏิบัตินี้มีความหวังอย่างมาก แต่ปัจจุบันเทคโนโลยีดังกล่าวยังอยู่ระหว่างการพัฒนาเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์กำลังทำการวิจัยเพื่อสร้างเทคนิคที่ช่วยให้ได้รับเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สี่และห้าด้วยซ้ำ

เชื้อเพลิงชีวภาพสามประเภท

เชื้อเพลิงชีวภาพมีสามประเภทหลักขึ้นอยู่กับสถานะของการรวมตัวของสาร:

1. แข็ง: ฟืน พีท ขยะจากสัตว์และเกษตรกรรม
2. ของเหลว: ไบโอดีเซล, ไดเมทิลอีเทอร์, ไบโอเอธานอล, ไบโอบิวทานอล
3. ก๊าซ: ก๊าซชีวภาพ, มีเทน, ไฮโดรเจนชีวภาพ

สารแต่ละประเภทมีลักษณะเฉพาะของตัวเองซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

พิมพ์ #1: ยาก

เชื้อเพลิงชีวภาพประเภทแข็งที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ได้แก่ ไม้ พีท และขยะจากสัตว์

ไม้ (ฟืน, เศษไม้, ขี้เลื่อย)

เชื้อเพลิงชีวภาพชนิดโบราณคือฟืนที่รู้จักกันดีซึ่งใช้ในการทำความร้อนในบ้านและปรุงอาหารมานานแล้ว จนถึงขณะนี้มีการใช้อย่างแข็งขันในประเทศต่างๆ เพื่อผลิตความร้อน/ไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดใหญ่ของออสเตรียที่มีกำลังการผลิต 66 เมกะวัตต์ทำงานโดยใช้ไม้

ในขณะเดียวกันวัตถุดิบดังกล่าวก็มีข้อเสียเช่นกัน ค่าพลังงานของฟืนค่อนข้างต่ำ: เมื่อเผาส่วนหนึ่งของสารจะตกตะกอนในรูปของเขม่าซึ่งเป็นสาเหตุที่ต้องทำความสะอาดเตาผิงและเตาเป็นประจำนอกจากนี้การเติมไม้สำรองยังต้องใช้เวลาระยะหนึ่ง - ต้นไม้ใหม่จะเติบโตหลังจากผ่านไป 15-20 ปีเท่านั้น

ทางเลือกที่ดีเยี่ยมสำหรับฟืนทั่วไปคือเม็ด (เม็ด) สำหรับการผลิตซึ่งใช้ไม้ที่ไม่ได้มาตรฐาน: เปลือกไม้, เศษไม้, ขี้เลื่อยกดนังบ้า

เม็ดที่ได้จากไม้ พีท และของเสียต่างๆ มีสีต่างกัน ไฟที่สว่างใช้ในการจุดไฟในเตาผิงและเตาไฟ ในขณะที่ไฟสีเข้มซึ่งมีเปลือกไม้สูงมีไว้สำหรับหม้อต้มเชื้อเพลิงแข็ง

ในการผลิตเม็ดเชื้อเพลิง วัตถุดิบจะถูกบดเป็นฝุ่น จากนั้นทำให้แห้งและอัดที่อุณหภูมิสูง ต้องขอบคุณลิกนินที่มีอยู่ในไม้จึงเกิดมวลเหนียวขึ้นซึ่งมีการสร้างกระบอกขนาดเล็กที่มีความยาว 5-70 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 6-10 มม.

ทางเลือกใหม่ที่ทันสมัยแทนฟืนแบบดั้งเดิมคือเชื้อเพลิงอัดก้อนสี่ หก หรือแปดเหลี่ยม วัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมนี้มีการถ่ายเทความร้อนสูง

คุณสามารถตั้งค่าการผลิตเม็ดได้ด้วยตัวเองโดยการผลิต กดเพื่ออัดก้อนเชื้อเพลิง.

เชื้อเพลิงชีวภาพประเภทหนึ่งที่ได้รับความนิยม ได้แก่ เศษไม้ ซึ่งมักทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนของยุโรป การผลิตวัตถุดิบเหล่านี้ดำเนินการที่ไซต์ตัดไม้หรือในสายการผลิตพิเศษที่ติดตั้งเครื่องทำลายเอกสาร

พรุและเชื้อเพลิงป่าพรุ

เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพทั่วไปที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในครัวเรือนและอุตสาหกรรมมานานหลายศตวรรษ พีทเป็นชั้นของมอสที่ยังไม่สลายตัวอย่างสมบูรณ์ในสภาพหนองน้ำ และมีการขุดในหลายประเทศทั่วโลก: รัสเซีย เบลารุส แคนาดา สวีเดน อินโดนีเซีย และอื่นๆ

พีทที่มีคาร์บอน 50-60% ถือเป็นวัสดุที่รองรับก๊าซยอดนิยม วัตถุดิบอันมีค่านี้ไม่เพียงแต่สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เป็นปุ๋ยหรือฉนวนความร้อนได้อีกด้วย

เพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการผลิต ชีวมวลมักจะถูกประมวลผลที่สถานที่สกัด กระบวนการประกอบด้วยการทำความสะอาด (กรอง) วัตถุดิบจากสิ่งเจือปนภายนอก ตามด้วยการอบแห้งและการขึ้นรูปเป็นก้อนหรือเม็ด

เชื้อเพลิงจากของเสียทางการเกษตร

ตามกฎแล้วในการผลิตทางการเกษตรจะมีของเสียจากพืชหลายชนิดสะสม: เปลือกนอกของพืช, เปลือกถั่ว, ฟาง

วัตถุดิบดังกล่าวสามารถถูกอัดและบดเป็นเม็ดเพื่อผลิตเม็ดเชื้อเพลิงซึ่งมีลักษณะไม่แตกต่างจากเม็ดที่ทำจากชีวมวลไม้

เชื้อเพลิงชีวภาพจากสัตว์

นอกจากฟืนแล้ว ในสมัยโบราณผู้คนเริ่มใช้เชื้อเพลิงจากสัตว์ ได้แก่ มูลสัตว์ - มูลสัตว์แห้ง เทคโนโลยีสมัยใหม่สำหรับการอบแห้งและการแปรรูปวัตถุดิบดังกล่าวทำให้ได้เชื้อเพลิงชีวภาพชนิดแข็งที่ปราศจากกลิ่นอันไม่พึงประสงค์โดยสิ้นเชิง

เป็นเวลานานแล้วที่ชนเร่ร่อนใช้ปุ๋ยคอกแห้งจากม้า อูฐ และวัวเป็นเชื้อเพลิง ปัจจุบันเชื้อเพลิงชีวภาพผลิตจากของเสียจากสัตว์เลี้ยงในรูปของถ่านหรือเม็ด

เนื่องจากปัจจุบันของเสียจากปศุสัตว์สะสมในระดับอุตสาหกรรม การผลิตเชื้อเพลิงจากขยะจึงช่วยแก้ปัญหาการกำจัดไปพร้อมๆ กัน

ประเภท #2: ของเหลว

เชื้อเพลิงชีวภาพเหลวซึ่งมีความปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ส่วนใหญ่จะใช้ทดแทนน้ำมันเบนซินและผลิตภัณฑ์อื่นที่คล้ายคลึงกันตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ ไบโอเอทานอล ไบโอเมธานอล ไบโอบิวทานอล ไบโอดีเซล และไดเมทิลอีเทอร์

ไบโอเอทานอลจากพืชพรรณ

เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพเหลวทั่วไปที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์ แม้ว่าสารบริสุทธิ์จะไม่ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิง แต่การเติมสารบริสุทธิ์ลงในน้ำมันเบนซินจะช่วยปรับปรุงสมรรถนะของเครื่องยนต์ เพิ่มกำลัง ควบคุมความร้อนของเครื่องยนต์ และลดการปล่อยไอเสีย

ปั๊มน้ำมันหลายแห่งในยุโรป เอเชีย อเมริกาเหนือ และอเมริกาใต้ ไม่เพียงแต่ให้บริการเชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเชื้อเพลิงชีวภาพประเภทต่างๆ ด้วย โดยหลักๆ แล้วจะมีส่วนผสมที่มีเอทานอลเป็นส่วนประกอบ

ไบโอเอทานอลยังได้รับการชื่นชมจากผู้ชื่นชอบเตาผิง สารนี้มีการถ่ายเทความร้อนได้ดี นอกจากนี้ เมื่อเผาไหม้จะไม่เกิดเขม่าหรือควัน และปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจะลดลง

ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ เชื้อเพลิงจึงสามารถใช้เพื่อจุดไฟในอาคารอพาร์ตเมนต์ได้ อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเชื้อเพลิงชีวภาพสำหรับเตาผิงใน บทความนี้.

ไบโอเอทานอลผลิตจากวัตถุดิบรุ่นแรกที่มีแป้งหรือน้ำตาล ธัญพืช ข้าวโพด อ้อย และหัวบีทได้รับการประมวลผลโดยใช้เทคโนโลยีการหมักแอลกอฮอล์

ไบโอบิวทานอลสำหรับเติมน้ำมันรถยนต์

ไบโอบิวทานอลเป็นอะนาล็อกที่ได้มาจากทางชีวภาพของบิวทานอล ของเหลวไม่มีสีมีกลิ่นเฉพาะตัว ใช้เป็นวัตถุดิบทางเคมีในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวาง และยังสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในการขนส่งได้อีกด้วย

ความเข้มข้นของพลังงานของบิวทานอลใกล้เคียงกับน้ำมันเบนซิน ซึ่งทำให้สามารถทดแทนพลังงานอย่างหลังในเซลล์เชื้อเพลิงได้บางส่วน ไบโอบิวทานอลต่างจากไบโอเอทานอลตรงที่สามารถใช้แยกจากกันได้โดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิงแบบดั้งเดิม

วัตถุดิบสำหรับการผลิตสารชีวภาพนี้คือพืชหลากหลายชนิด: หัวบีท, มันสำปะหลัง, ข้าวสาลี, ข้าวโพด

ไดเมทิลอีเทอร์ (C₂ชม₆โอ)

อีกทั้งยังเป็นเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เมื่อถูกเผา ไม่มีสารประกอบกำมะถันในก๊าซไอเสีย และปริมาณสารประกอบไนโตรเจนจะต่ำกว่าการเผาไหม้น้ำมันเบนซินถึง 90%

สามารถใช้ไดเมทิลอีเทอร์ได้โดยไม่ต้องใช้ตัวกรองพิเศษ แต่ต้องมีการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในการออกแบบรถยนต์ (ระบบไฟฟ้า การจุดระเบิดของเครื่องยนต์)

Dimethyl ether ถือเป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มสำหรับเชื้อเพลิงรถยนต์ รถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ที่ออกแบบมาสำหรับเชื้อเพลิงนี้กำลังได้รับการพัฒนาโดย บริษัท ขนาดใหญ่เช่น Volvo, SAIC Motor, KAMAZ, Nissan

โดยไม่ต้องดัดแปลงใดๆ คุณสามารถใช้เชื้อเพลิงผสมที่มีไดเมทิลอีเทอร์ 30% ในรถยนต์ที่ติดตั้งเครื่องยนต์ LPG

เชื้อเพลิงเหลวสามารถผลิตได้จากวัตถุดิบหลากหลายชนิด ได้แก่ ก๊าซธรรมชาติ ฝุ่นถ่านหิน ชีวมวล และเหนือสิ่งอื่นใด จากเศษเหลือจากการผลิตเยื่อและกระดาษ ซึ่งถูกเปลี่ยนเป็นของเหลวภายใต้แรงดันต่ำ

ไบโอเมทานอลจากสาหร่ายเซลล์เดียว

สารนี้เป็นอะนาล็อกของเมทานอลธรรมดาซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตสารประกอบเคมีหลายชนิด (กรดอะซิติก, ฟอร์มาลดีไฮด์) และยังใช้เป็นสารป้องกันการแข็งตัวและตัวทำละลายอีกด้วย

ปัญหาของการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพประเภทนี้เกิดขึ้นครั้งแรกในทศวรรษ 1980 เมื่อนักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งเสนอให้ผลิตสารของเหลวผ่านการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีของแพลงก์ตอนพืชในทะเล ซึ่งจะปลูกในแหล่งเก็บพิเศษ

ไบโอเมทานอลมีประโยชน์หลายประการ:

• ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง — 14 รายการสำหรับการผลิตมีเทน, 7 รายการสำหรับการผลิตเมทานอล
• ผลผลิตแพลงก์ตอนพืชที่ดีเยี่ยม — มากถึง 100 ตันต่อเฮกตาร์ต่อปี
• สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ไม่ต้องการมากสำหรับการเพาะปลูกที่ไม่จำเป็นต้องมีน้ำจืดและดินที่อุดมสมบูรณ์
• การอนุรักษ์ทรัพยากรการเกษตรเนื่องจากแพลงก์ตอนพืชเติบโตในบ่อน้ำหรืออ่าวทะเล

แม้ว่าการผลิตไบโอเมธานอลทางอุตสาหกรรมจะยังไม่ได้รับการจัดตั้งขึ้น แต่การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องกำลังดำเนินการเพื่อพัฒนาการผลิตเชื้อเพลิงทดแทนประเภทนี้

ไบโอดีเซลเป็นทางเลือกในการขนส่งเชื้อเพลิง

นี่คือเชื้อเพลิงชีวภาพสำหรับมอเตอร์เหลวที่ประกอบด้วยส่วนผสมของเอสเทอร์ของกรดไขมัน สารนี้ปลอดภัยต่อคนและสัตว์ สลายตัวเกือบหมดในพื้นดินภายใน 28 วัน และยังมีจุดวาบไฟค่อนข้างสูง (<100)

ไบโอดีเซลช่วยลดเปอร์เซ็นต์การปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายและยังยืดอายุการใช้งานของเครื่องยนต์เนื่องจากมีส่วนประกอบในการหล่อลื่น

เชื้อเพลิงนี้ใช้ในการเติมเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์ของรถยนต์ทั้งแบบแยกอิสระและใช้ร่วมกับเชื้อเพลิงธรรมดา ควรคำนึงถึงอายุการเก็บรักษาที่สั้นของสารชีวภาพเท่านั้น: หลังจากสามเดือนสารชีวภาพเริ่มสลายตัวโดยสูญเสียคุณสมบัติไปโดยสิ้นเชิง

สำหรับไบโอดีเซลนั้น มีการใช้มาตรฐานพิเศษ EN14214 ในประเทศในสหภาพยุโรป ในหลายประเทศ มาตรฐาน EN590 ก็มีผลบังคับใช้เช่นกัน โดยอนุญาตให้เติมไบโอดีเซล 5% ลงในเชื้อเพลิงอื่นๆ

ประเภทที่ 3: ก๊าซ

เชื้อเพลิงชีวภาพที่เป็นก๊าซประเภทหลัก ได้แก่ ก๊าซชีวภาพและไฮโดรเจนชีวภาพ

ก๊าซชีวภาพทดแทนก๊าซธรรมชาติ

ก๊าซชีวภาพเป็นก๊าซธรรมชาติที่คล้ายคลึงกันเกือบสมบูรณ์: ประกอบด้วย CO 13-50%_2, มีเทน 49-87% รวมถึง H สิ่งเจือปน₂ และเอช₂ส.หากสารนี้ถูกทำให้บริสุทธิ์จากคาร์บอนไดออกไซด์ ก็จะสามารถได้รับไบโอมีเทน

เชื้อเพลิงชีวภาพที่เป็นก๊าซผลิตจากชีวมวลโดยการหมักด้วยไฮโดรเจนหรือมีเทน อย่างหลังนี้เกิดจากจุลินทรีย์สามประเภท ประการแรก วัตถุดิบจะสัมผัสกับแบคทีเรียไฮโดรไลติก ซึ่งต่อมาจะถูกแทนที่ด้วยจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดกรดและมีเทน

การผลิตก๊าซชีวภาพสามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์อุตสาหกรรมและหัตถกรรม วิธีการผลิตที่พบบ่อยที่สุดคือการย่อยแบบใช้ออกซิเจนในเครื่องย่อย

วัสดุหลากหลายสามารถใช้เป็นวัตถุดิบได้: หญ้าหมัก, ปุ๋ยคอก, สาหร่าย, น้ำเสีย, ขยะ, อุจจาระตกค้าง, ขยะในครัวเรือน สารตั้งต้นจะถูกทำให้มีสถานะเป็นเนื้อเดียวกัน หลังจากนั้นจึงใส่เข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์โดยใช้ตัวโหลด

ที่นั่นจะรักษาอุณหภูมิที่สะดวกสบายไว้ที่ +35-38°C ซึ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการหมักมีเทน

วัตถุดิบจะถูกผสมอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซจะถูกปล่อยลงในที่เก็บก๊าซ (หน่วยจัดเก็บ) จากจุดที่จะเข้าสู่เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการได้รับก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และการตั้งโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพมีเขียนไว้ในบทความ:

1. วิธีทำเชื้อเพลิงชีวภาพด้วยมือของคุณเองจากปุ๋ยคอกที่บ้าน
2. โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพที่ทำเองสำหรับบ้านส่วนตัว: คำแนะนำสำหรับอุปกรณ์และตัวอย่างการจัดผลิตภัณฑ์โฮมเมด

ไบโอไฮโดรเจนที่ได้จากวิธีทางเคมี

เชื้อเพลิงชีวภาพแบบก๊าซชนิดหนึ่งซึ่งเป็นอะนาล็อกของไฮโดรเจนทั่วไปนั้นได้มาจากชีวมวลโดยใช้วิธีทางชีวเคมีหรือเทอร์โมเคมี

ในวิธีเทอร์โมเคมี วัตถุดิบที่เตรียมไว้ (เช่น เศษไม้) จะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 500–800°C โดยไม่มีออกซิเจน ซึ่งจะปล่อยก๊าซ H₂,บจก₄.

วิธีการผลิตไบโอไฮโดรเจนที่มีแนวโน้มดีคือกระบวนการสลายทางชีวภาพ ในกรณีนี้ ก๊าซผลิตขึ้นโดยใช้สาหร่ายซึ่งวางอยู่ในน้ำทะเลและน้ำเสีย

ด้วยวิธีทางชีวเคมี วัตถุดิบจะถูกเก็บไว้ในสภาวะที่สะดวกสบายที่ความดันปกติและอุณหภูมิประมาณ 30°C

จุลินทรีย์ชนิดพิเศษ Enterobacter cloacae และ Rodobacter s periodes ถูกนำเข้าไปในชีวมวล ซึ่งจะสลายตัวผลิตภัณฑ์ดั้งเดิมและปล่อยไฮโดรเจนออกมา หากต้องการเร่งการผลิตโดยใช้โพลีแซ็กคาไรด์ คุณสามารถเพิ่มเอนไซม์ได้

บทสรุปและวิดีโอที่เป็นประโยชน์ในหัวข้อ

ในวิดีโอด้านล่างคุณสามารถดูกระบวนการสร้างเชื้อเพลิงชีวภาพประเภทยอดนิยม - ถ่านไม้:

ประเภทของเชื้อเพลิงชีวภาพแตกต่างกันไม่เพียงแต่ในสถานะการรวมตัวเท่านั้น แต่ยังมีลักษณะเฉพาะด้วย เมื่อเลือกวัสดุดังกล่าวจำเป็นต้องคำนึงถึงการใช้งานประสิทธิผลคุณสมบัติการทำงานและต้นทุนตามวัตถุประสงค์ด้วย

คุณมีประสบการณ์การใช้เชื้อเพลิงทดแทนหรือไม่? หรือต้องการถามคำถามเกี่ยวกับเชื้อเพลิงชีวภาพ? กรุณาแสดงความคิดเห็นในโพสต์และมีส่วนร่วมในการสนทนา บล็อกคำติชมอยู่ด้านล่าง