Перейти к навигации Перейти к поиску
Содержание энергии биотоплива является описание химической энергии , содержащейся в данном биотопливе , измеренной на единицу массы этого топлива, как и удельной энергии , или в расчете на единицу объема топлива, а плотность энергии . Биотопливо - это топливо , производимое из живых организмов . Биотопливо включает биоэтанол , спирт, полученный путем ферментации, часто используемый в качестве добавки к бензину , и биодизель , который обычно используется в качестве добавки к дизельному топливу. Удельная энергия - это энергия на единицу массы, который используется для описания содержания энергии в топливе, выраженного в единицах СИ в виде джоуля на килограмм (Дж / кг) или эквивалентных единиц. [1] Плотность энергии - это количество энергии, хранящейся в топливе на единицу объема , выраженное в единицах СИ в виде джоуля на литр (Дж / л) или эквивалентных единиц. [2]
Энергия и выход CO 2 из обычного биотоплива [ править ]
В приведенной ниже таблице представлены записи о популярных веществах, уже используемых для получения энергии или обсуждаемых для такого использования.
Во втором столбце показана удельная энергия , содержание энергии в мегаджоулях на единицу массы в килограммах , полезное для понимания энергии, которая может быть извлечена из топлива.
В третьем столбце таблицы указана плотность энергии, содержание энергии на литр объема, что полезно для понимания пространства, необходимого для хранения топлива.
Последние две колонки касаются углеродного следа топлива. Четвертый столбец содержит долю CO 2, выделяющуюся при преобразовании топлива в энергию, по отношению к его начальной массе, а в пятом столбце указывается энергия, произведенная на килограмм произведенного CO 2 . Как правило, более высокое значение в этом столбце лучше для окружающей среды. Но эти цифры не учитывают другие парниковые газы, выделяемые при сжигании, производстве, хранении или транспортировке. Например, метан может иметь скрытые экологические издержки, которые не отражены в таблице. [1]
| Тип топлива | Удельная энергия ( МДж / кг) | Плотность энергии ( МДж / л ) | CO 2 Газ, полученный из используемого топлива (кг / кг) [nb 1] | Энергия на CO 2 ( МДж / кг) |
|---|---|---|---|---|
| Твердое топливо | ||||
| Жом ( тростниковые Стебли ) | 9,6 | ~ + 40% (C 6 H 10 O 5 ) n + 15% (C 26 H 42 O 21 ) n + 15% (C 9 H 10 O 2 ) n 1,30 | 7,41 | |
| Мякина (оболочки семян) | 14,6 | [Пожалуйста, вставьте здесь средний состав] | ||
| Навоз / навоз животных | [2] 10– [3] 15 | [Пожалуйста, вставьте здесь средний состав] | ||
| Сушеные растения (C 6 H 10 O 5 ) n | 10–16 | 1,6 - 16,64 | ЕСЛИ 50% (C 6 H 10 O 5 ) n + 25% (C 26 H 42 O 21 ) n + 25% (C 10 H 12 O 3 ) n 1,84 | 5,44-8,70 |
| Древесное топливо (C 6 H 10 O 5 ) n | 16–21 | [4] 2,56 - 21,84 | ЕСЛИ 45% (C 6 H 10 O 5 ) n + 25% (C 26 H 42 O 21 ) n + 30% (C 10 H 12 O 3 ) n 1,88 | 8,51-11,17 |
| Уголь | 30 | 5,4-6,6 | 85-98% углерод + летучие органические соединения + зола 3,63 | 8,27 |
| Жидкое топливо | ||||
| Пиролизное масло | 17,5 | 21,35 | варьируется | варьируется |
| Метанол (CH 3 -OH) | 19,9 - 22,7 | 15,9 | 1,37 | 14,49–16,53 |
| Этанол (CH 3 -CH 2 -OH) | 23,4 - 26,8 | 18,4 - 21,2 | 1,91 | 12.25-14.03 |
| Экален | 28,4 | 22,7 | 75% C 2 H 6 O + 9% C 3 H 8 O + 7% C 4 H 10 O + 5% C 5 H 12 O + 4% Hx 2,03 | 14.02 |
| Бутанол (CH 3 - (CH 2 ) 3 -OH) | 36 | 29,2 | 2.37 | 15,16 |
| Толстый | 37,656 | 31,68 | [Пожалуйста, вставьте здесь средний состав] | |
| Биодизель | 37,8 | 33,3 - 35,7 | ~ 2,85 | ~ 13,26 |
| Подсолнечное масло (C 18 H 32 O 2 ) | [5] 39,49 | 33,18 | ( 12% (C 16 H 32 O 2 ) + 16% (C 18 H 34 O 2 ) + 71% (LA) + 1% (ALA) ) 2,81 | 14.04 |
| Касторовое масло (C 18 H 34 O 3 ) | [6] 39,5 | 33.21 | ( 1% PA + 1% SA + 89,5% ROA + 3% OA + 4,2% LA + 0,3% ALA ) 2,67 | 14,80 |
| Оливковое масло (C 18 H 34 O 2 ) | 39,25 - 39,82 | 33 - 33,48 | ( 15% (C 16 H 32 O 2 ) + 75% (C 18 H 34 O 2 ) + 9% (LA) + 1% (ALA) ) 2,80 | 14.03 |
| Газообразное топливо | ||||
| Метан (CH 4 ) | 55 - 55,7 | (Сжиженный) 23,0 - 23,3 | (Утечка метана вызывает парниковый эффект CO 2 в 23 раза ) 2,74 | 20.05-20.30 |
| Водород (H 2 ) | 120–142 | (Сжиженный) 8,5 - 10,1 | ( Утечка водорода незначительно катализирует разрушение озона ) 0,0 | |
| Ископаемое топливо (сравнение) | ||||
| Каменный уголь | 29,3 - 33,5 | 39,85 - 74,43 | (Не считая: CO , NO x , сульфаты и твердые частицы ) ~ 3,59 | ~ 8,16-9,33 |
| Сырая нефть | 41 868 | 28 - 31,4 | (Не считая: CO, NO x , сульфаты и твердые частицы) ~ 3,4 | ~ 12,31 |
| Бензин | 45 - 48,3 | 32 - 34,8 | (Не считая: CO, NO x , сульфаты и твердые частицы) ~ 3,30 | ~ 13,64–14,64 |
| Дизель | 48,1 | 40,3 | (Не считая: CO, NO x , сульфаты и твердые частицы) ~ 3,4 | ~ 14.15 |
| Натуральный газ | 38–50 | (Сжиженный) 25,5 - 28,7 | ( Этан , пропан и бутан, N / C: CO, NO x и сульфаты) ~ 3,00 | ~ 12,67–16,67 |
| Этан (CH 3 -CH 3 ) | 51,9 | (Сжиженный) ~ 24,0 | 2,93 | 17,71 |
| Ядерное топливо (сравнение) [nb 2] | ||||
| Уран- 235 ( 235 U) | 77 000 000 | (Чистый) 1,470,700,000 | [Большой для нижней руды конц. ( Добыча , переработка , перемещение )] 0,0 | ~ 55 [4] - ~ 90 [3] |
| Ядерный синтез ( 2 ч - 3 ч) | 300 000 000 | (Сжиженный) 53 414 377,6 | ( Водород на морском дне - Добыча изотопов - В зависимости от метода ) 0,0 | |
| Накопитель энергии топливных элементов (сравнение) | ||||
| Прямой метанол | 4,5466 | [7] 3,6 | ~ 1,37 | ~ 3,31 |
| Протонный обмен (НИОКР) | до 5,68 | до 4,5 | (Топливо IFF перерабатывается) 0,0 | |
| Гидрид натрия (НИОКР) | до 11,13 | до 10,24 | (Мочевой пузырь для рециркуляции оксида натрия) 0,0 | |
| Аккумуляторная батарея (сравнение) | ||||
| Свинцово-кислотная батарея | 0,108 | ~ 0,1 | (Допуск 200-600 глубокого цикла) 0,0 | |
| Никель-железный аккумулятор | [8] 0,0487–0,1127 | 0,0658 - 0,1772 | (<40 лет жизни) (2k-3k цикла Допуск ЕСЛИ нет эффекта памяти ) 0.0 | |
| Никель-кадмиевый аккумулятор | 0,162 - 0,288 | ~ 0,24 | (Допуск цикла 1–1,5 тыс., Если нет эффекта памяти) 0,0 | |
| Металлогидрид никеля | 0,22 - 0,324 | 0,36 | (Допуск цикла 300-500, ЕСЛИ нет эффекта памяти) 0,0 | |
| Супер железный аккумулятор | 0,33 | [9] (1,5 * NiMH ) 0,54 | [10] (~ 300 Допуск глубокого цикла) 0,0 | |
| Цинково-воздушная батарея | 0,396 - 0,72 | [11] 0,5924–0,8442 | (Возможность вторичной переработки путем плавления и ремикширования, без перезарядки) 0,0 | |
| Литий-ионный аккумулятор | 0,54 - 0,72 | 0,9 - 1,9 | (Срок службы 3-5 лет) (Допуск глубокого цикла 500-1k) 0,0 | |
| Литий-ионно-полимерный | 0,65 - 0,87 | (1,2 * литий-ионный ) 1,08 - 2,28 | (Срок службы 3-5 лет) (Допуск 300-500 глубокого цикла) 0,0 | |
| Литий-железо-фосфатный аккумулятор | ||||
| DURACELL Цинк-Эйр | 1,0584–1,5912 | 5,148–6,3216 | (1-3 года Срок годности) (Не подлежит вторичной переработке, не подлежит перезарядке) 0,0 | |
| Алюминиевый аккумулятор | 1,8 - 4,788 | 7,56 | (Срок службы 10-30 лет) (3k + допуск на глубокий цикл) 0,0 | |
| PolyPlusBC Li-Aircell | 3,6 - 32,4 | 3,6 - 17,64 | (Может быть перезаряжаемым) (Возможны утечки сульфатов) 0,0 | |
Примечания [ править ]
- ^ В то время как всеотношения выхода газа CO 2 рассчитаны с погрешностью менее 1%(при условии полного окисления углерода, содержащегося в топливе), коэффициенты, которым предшествует тильда (~), указывают на погрешность до (но не более) 9%. Перечисленные коэффициенты не включают выбросы от выращивания топливных растений / горнодобывающей промышленности , очистки / переработки и транспортировки. Наличие топлива обычно составляет 74–-84,3% НЕТТО от исходного энергетического баланса .
- ^ В то время как уран-235 ( 235 U) , деление не производит CO 2 газа непосредственно, косвенное сжигания ископаемого топливо процессов горного дела , Фрезерование , нефтепереработка , перемещение и захоронение радиоактивных отходов и т.д. промежуточного чтобы низкосортная урановые руды концентрацию производит некоторое количество диоксида углерода. Исследования различаются по количеству выделяемого углекислого газа. Организации Объединенных Наций Межправительственная группа экспертов по изменению климата сообщаетчто ядерная производит около 40 г CO 2 на киловаттчас (11 г / МДж,эквивалентно 90 МДж / кг CO2 е). [3] Мета-анализ ряда исследований ядерных выбросов CO 2 в течение жизненного цикла, проведенный академиком Бенджамином К. Совакулом, показывает, что ядерная энергия в среднем производит 66 г CO 2 на киловатт-час (18,3 г / МДж, что эквивалентно 55 МДж / кг CO. 2 е). [4] Один австралийский профессор утверждает , что ядерная энергия производит эквивалентные СО 2 газа выбросов в МДж нетто-вывод-энергии природного газа произвел электростанцию. Проф. Марк Дизендорф, Inst. экологических исследований, UNSW .
Урожайность обычных культур, связанных с производством биотоплива [ править ]
В приведенной ниже таблице нужны ссылки и объяснение методологии! [ необходима цитата ]
| Обрезать | Масло (кг / га ) | Масло ( л / га ) | Масло (фунт / акр ) | Нефть ( галлоны США / акр ) | Масло на семена [nc 1] (кг / 100 кг) | Диапазон плавления (° C) | Йодное число | Цетановое число | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Масло / жир | Метиловый эфир | Этиловый эфир | ||||||||
| Арахис | (Ядро) 42 | |||||||||
| Копра | 62 | |||||||||
| Жир | 35 - 42 | 16 | 12 | 40–60 | 75 | |||||
| Сало | 32 - 36 | 14 | 10 | 60 - 70 | 65 | |||||
| Кукуруза (кукуруза) | 145 | 172 | 129 | 18 | -5 | -10 | -12 | 115 - 124 | 53 | |
| Кешью | 148 | 176 | 132 | 19 | ||||||
| Овес | 183 | 217 | 163 | 23 | ||||||
| Люпин | 195 | 232 | 175 | 25 | ||||||
| Кенаф | 230 | 273 | 205 | 29 | ||||||
| Календула | 256 | 305 | 229 | 33 | ||||||
| Хлопок | 273 | 325 | 244 | 35 год | (Семя) 13 | -1 - 0 | -5 | -8 | 100–115 | 55 |
| Конопля | 305 | 363 | 272 | 39 | ||||||
| Соя | 375 | 446 | 335 | 48 | 14 | -16 - -12 | -10 | -12 | 125 - 140 | 53 |
| Кофе | 386 | 459 | 345 | 49 | ||||||
| Льняное семя (лен) | 402 | 478 | 359 | 51 | -24 | 178 | ||||
| Лесные орехи | 405 | 482 | 362 | 51 | ||||||
| Молочай | 440 | 524 | 393 | 56 | ||||||
| Тыквенное семечко | 449 | 534 | 401 | 57 | ||||||
| Кориандр | 450 | 536 | 402 | 57 | ||||||
| Горчичное семя | 481 | 572 | 430 | 61 | 35 год | |||||
| Камелина | 490 | 583 | 438 | 62 | ||||||
| Кунжут | 585 | 696 | 522 | 74 | 50 | |||||
| Сафлор | 655 | 779 | 585 | 83 | ||||||
| Рис | 696 | 828 | 622 | 88 | ||||||
| Тунговое масло дерева | 790 | 940 | 705 | 100 | -2,5 | 168 | ||||
| Подсолнухи | 800 | 952 | 714 | 102 | 32 | -18 - -17 | -12 | -14 | 125 - 135 | 52 |
| Какао (какао) | 863 | 1,026 | 771 | 110 | ||||||
| Арахис | 890 | 1,059 | 795 | 113 | 3 | 93 | ||||
| Опийный мак | 978 | 1,163 | 873 | 124 | ||||||
| Рапсовый | 1,000 | 1,190 | 893 | 127 | 37 | -10 - 5 | -10 - 0 | -12 - -2 | 97 - 115 | 55–58 |
| Оливки | 1,019 | 1,212 | 910 | 129 | -12 - -6 | -6 | -8 | 77 - 94 | 60 | |
| Касторовая фасоль | 1,188 | 1,413 | 1,061 | 151 | (Семя) 50 | -18 | 85 | |||
| Орехи пекан | 1 505 | 1,791 | 1,344 | 191 | ||||||
| Жожоба | 1,528 | 1818 | 1,365 | 194 | ||||||
| Ятрофа | 1,590 | 1892 | 1,420 | 202 | ||||||
| Орехи макадамии | 1887 | 2246 | 1,685 | 240 | ||||||
| бразильский орех | 2010 | 2392 | 1,795 | 255 | ||||||
| Авокадо | 2,217 | 2 638 | 1,980 | 282 | ||||||
| Кокос | 2,260 | 2 689 | 2,018 | 287 | 20–25 | -9 | -6 | 8–10 | 70 | |
| Китайский жир [NC 2] | 4 700 | 500 | ||||||||
| Пальмовое масло | 5 000 | 5 950 | 4 465 | 635 | 20- (Ядро) 36 | 20-40 | -8 - 21 | -8 - 18 | 12 - 95 | 65–85 |
| Водоросли | 95 000 | 10,000 [ необходима ссылка ] | ||||||||
| Обрезать | Масло (кг / га ) | Масло ( л / га ) | Масло (фунт / акр ) | Нефть ( галлоны США / акр ) | Масло на семена (кг / 100 кг) | Диапазон плавления (° C) | Йодное число | Цетановое число | ||
| Масло / жир | Метиловый эфир | Этиловый эфир | ||||||||
Примечания [ править ]
- ^ Типичный отжим масла из 100 кг масличных семян
- ^ Китайский жир (Sapium sebiferum или Tradica Sebifera) также известен как «дерево попкорна» [5]
См. Также [ править ]
- Eichhornia crassipes # Биоэнергетика
- Синтез-газ
- Преобразование единиц
- Плотность энергии
- Теплота сгорания
Ссылки [ править ]
- ^ Кеннет Е. Heselton (2004), "Руководство по эксплуатации котла" . Fairmont Press, 405 страниц. ISBN 0881734357
- ^ «Два класса единиц СИ и префиксы СИ» . Руководство NIST по SI . Проверено 25 января 2012 .
- ^ a b Межправительственная группа экспертов по изменению климата (2007 г.). «4.3.2 Атомная энергия» . Четвертый оценочный доклад МГЭИК: изменение климата 2007 г., Рабочая группа III по смягчению последствий изменения климата . Проверено 7 февраля 2011 .
- ^ а б Бенджамин К. Sovacool. Оценка выбросов парниковых газов от ядерной энергетики: критический обзор . Энергетическая политика , Том. 36, 2008, с. 2950.
- ^ Используется с разрешения The Global Petroleum Club .