Come sfruttare i biocarburanti

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Biocarburanti: la parola sembra magica. Ricorda il canto degli uccelli, il cielo azzurro e la felicità globale. In qualche modo, possiamo trasformare piante e altro materiale organico in qualcosa per alimentare le nostre auto e salvare il pianeta allo stesso tempo.

Ma non è affatto magia. In questo articolo discuteremo cosa sono i biocarburanti, cosa non sono e come vengono sfruttati biomassa (cioè materiale organico da piante e animali). Parleremo anche delle promesse e dei compromessi dei principali tipi di biocarburanti.

Prima di tutto, cosa sono i biocarburanti? Secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), sono combustibili solidi, gas o liquidi rinnovabili sviluppati da piante e materiale organico che possono essere trasformati per produrre carburante per alimentare le nostre auto e SUV, riscaldare i nostri spazi abitativi o azionare macchinari. Rinnovabile in questo senso significa che otteniamo le risorse per produrre il carburante da qualcosa che possiamo reintegrare facilmente in un periodo di tempo ragionevolmente breve, come le piante. Sebbene petrolio e gas naturale provengano anche da impianti, questi non sono rinnovabili perché ci vorrebbero milioni di anni per aggiornare la nostra fornitura di questi combustibili fossili.

Per decenni, i proprietari di case hanno avuto la possibilità di utilizzare combustibili solidi come pellet di legno o di mais, anche se ultimamente è diventato un modo più popolare per compensare le oscillazioni selvagge dei prezzi dell'olio combustibile. Ai fini del trasporto, lo sono di gran lunga i biocarburanti più comuni oggi in uso etanolo (una forma di alcol prodotto dall'amido o dallo zucchero) e biodiesel (un carburante a base di olio, grassi o grassi).

Il monitoraggio della produzione di biocarburanti non è ancora una scienza esatta a causa dei molti metodi utilizzati per produrlo, ma i dati per la produzione e il consumo complessivi di biodiesel ed etanolo sono affidabili. Dopo un leggero calo a metà degli anni '90, la produzione di etanolo negli Stati Uniti è ai massimi storici. La produzione di biodiesel negli Stati Uniti è salita alle stelle da 2 milioni di galloni nel 2002 a 700 milioni di galloni nel 2008, secondo il National Biodiesel Board, un'associazione di categoria industriale americana.

Certo, i combustibili alternativi possono essere molto utili, ma come convertono effettivamente la biomassa in qualcosa di utilizzabile?

L'etanolo, a volte noto come alcol di cereali, è prodotto dalla fermentazione di materiali vegetali. Tradizionalmente, questo ha significato fermentare la parte consumabile delle colture, in particolare dal mais o dalla canna da zucchero.

Un grande svantaggio di questo è che invade l'approvvigionamento alimentare di persone e bestiame. La nuova ricerca si concentra invece sull'uso biomassa cellulosica, che consiste nelle parti non alimentari delle piante come i gambi di mais]. Il processo prevede la trasformazione del materiale vegetale in glucosio, che può quindi essere fermentato come qualsiasi altro zucchero, producendo etanolo. La lignina, un sottoprodotto del processo, viene bruciata per fornire energia per completare il processo.

Sebbene possa essere utilizzato come carburante nella sua forma pura, il biodiesel è solitamente combinato con la benzina. Tutti i veicoli a benzina possono prendere prontamente disponibili gasohol, una miscela di benzina al 90 percento e etanolo al 10 percento. Anche i veicoli a carburante flessibile possono utilizzare ciò che viene chiamato Carburante E85, una miscela di 85% di etanolo e 15% di benzina.

A differenza dell'etanolo, il biodiesel è decollato negli Stati Uniti solo dal 2005 circa. La scienza alla base è anche molto più recente e un po 'più complessa. La maggior parte dei metodi di produzione di biodiesel negli Stati Uniti inizia con olio di soia o olio vegetale usato, sebbene possano essere utilizzati anche altri oli e persino alghe.

Secondo il National Sustainable Agricultural Information Service, l'olio è combinato con un alcol, solitamente metanolo o addirittura etanolo. Un catalizzatore come l'idrossido di potassio o l'idrossido di sodio (liscivia) viene utilizzato per iniziare il processo chiamato transesterificazione, che produce il biodiesel, con glicerolo creato come sottoprodotto.

Come l'etanolo, il biodiesel è solitamente combinato con carburante a base di petrolio, consentendone l'uso da parte di tutti i veicoli diesel. Si chiama il mix più comune B20, riflettendo una miscela di biodiesel al 20% e diesel di petrolio all'80%. I veicoli modificati possono utilizzare B100, o biodiesel al 100%, per alimentarli lungo la strada.

L'etanolo e il biodiesel sono due combustibili che ottengono molta gloria, ma c'è molto di più nel quadro dei biocarburanti. Nella prossima sezione, esploreremo alcune altre opzioni di biocarburanti.

Produrre biodiesel da olio vegetale usato

Vuoi dire addio alla stazione di servizio? Unisciti alla crescente legione di persone che producono biodiesel a casa da olio vegetale usato. Avrai bisogno di metanolo, un forte catalizzatore (la liscivia funziona) e molte precauzioni di sicurezza. I rifornimenti sono prontamente disponibili. La letteratura abbonda sul processo, quindi leggi, acquista le tue provviste, fai attenzione e preparati a dichiarare la tua indipendenza dal carburante.

I biocarburanti non sono limitati alle nostre auto e camion. In questa sezione daremo uno sguardo ad alcuni nuovi modi in cui i biocarburanti stanno entrando nelle nostre vite.

La gente si è raccolta intorno ai fuochi di legna sin dall'alba dei tempi. Il legno è facile da lavorare, facile da bruciare e facile da sostituire (con una corretta gestione delle risorse, comunque). Ciò che è diverso oggi è lo sviluppo di un'ampia gamma di pellet per l'alimentazione delle stufe a legna. Queste stufe stanno diventando molto più efficienti anche nel bruciare le cose. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti riferisce che una stufa a pellet da 42.000 Btu può riscaldare una casa di 1.300 piedi quadrati: queste unità producono anche meno inquinamento e hanno requisiti di manutenzione inferiori. Mentre i pellet di legno a base di segatura compattata sono i più comuni, alcune stufe possono anche utilizzare combustibile a base di mais, carta straccia, gusci di noci e persino noccioli di ciliegia essiccati.

Una tecnologia un po 'meno celebrata prende i rifiuti solidi come il letame dal bestiame o dai rifiuti urbani e cattura i gas emessi come parte del processo di decomposizione anaerobica naturale. Questo biogas contiene alti livelli di metano, che può essere utilizzato come carburante. Un briefing dell'istituto di studio sull'energia e l'ambiente senza scopo di lucro nel 2010 ha riferito che 151 digestori anaerobici (impianti che catturano il biogas dalla decomposizione) erano in funzione negli Stati Uniti, che utilizzavano tutti i rifiuti animali come materiale di base.

Mentre molti impianti di trattamento dei rifiuti tradizionalmente bruciano il biogas, sta diventando sempre più riconosciuto come un altro potenziale pezzo del puzzle energetico mentre ci sforziamo di trovare una soluzione energetica più permanente.

Molte delle tecnologie attualmente in fase di sviluppo per supportare l'implementazione dei biocarburanti sono ben avviate, ma possono davvero aiutare l'ambiente e fornire una soluzione realistica ai nostri bisogni energetici? Come ci aiuterà? Daremo un'occhiata a questo nella sezione finale.

C'è un livello elevato per le soluzioni energetiche oggi: devono essere più efficienti e salvare il pianeta. I biocarburanti possono davvero salvare la situazione? Come ci si potrebbe aspettare, non c'è una risposta semplice e, in definitiva, sono solo un pezzo in un puzzle energetico molto più grande.

Dal punto di vista ambientale, l'utilizzo di biocarburanti non si aggiunge all'anidride carbonica nell'atmosfera né si aggiunge al riscaldamento globale. Le piante assorbono il carbonio mentre crescono e lo rilasciano quando vengono convertite in energia. Allo stesso modo, gli animali consumano le piante, che convertono in grassi e rifiuti (tra le altre cose), quindi il carbonio dalle piante viene nuovamente rilasciato quando questi prodotti vengono convertiti in energia.

Il carbonio è rimasto bloccato nel carbone e in altri combustibili fossili per milioni di anni, e rimane lì fino a quando non lo estraiamo dal terreno per bruciarlo. Mentre il carbonio all'interno di questi combustibili una volta riempiva l'aria, non faceva parte dell'attuale ciclo annuale dell'atmosfera.

Da un punto di vista politico, utilizzare le risorse disponibili nel proprio paese significa una minore dipendenza da risorse estere come il petrolio greggio. Soddisfare parte del bisogno di questa energia con biocarburanti rinnovabili a casa potrebbe fare molto per ridurre la tensione internazionale.

I biocarburanti sono anche vantaggiosi per l'economia in quanto la natura interna delle risorse necessarie per sfruttarli si trova nelle regioni agricole e forestali locali.

Ad oggi, nessuna singola fonte di combustibile - biocarburanti, combustibili fossili, eolici, solari o nucleari - è in grado di fornire la risposta a tutte le nostre esigenze energetiche. Tuttavia, i miglioramenti nella tecnologia stanno rapidamente rendendo più facile sfruttare i biocarburanti e consentire al loro sviluppo di contribuire a un futuro più luminoso.




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