Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Воздействие на окружающую среду биодизельного топлива разнообразна.

Выбросы парниковых газов [ править ]

Расчет углеродоемкости соевого биодизеля, выращенного в США и сжигаемого в Великобритании, с использованием цифр, рассчитанных правительством Великобритании для целей обязательства по возобновляемому транспортному топливу . [1]
График фигур Великобритании по углеродоемкость в биодизель и ископаемых видов топлива . Этот график предполагает, что весь биодизель используется в стране его происхождения. Также предполагается, что дизельное топливо производится из уже существующих пахотных земель, а не путем изменения землепользования [2]

Часто упоминаемым стимулом для использования биодизеля является его способность снижать выбросы парниковых газов по сравнению с выбросами ископаемого топлива . Верно это или нет, зависит от многих факторов. Общая критика биодизеля связана с изменениями в землепользовании , которые могут вызвать даже больше выбросов, чем то, что было бы вызвано использованием только ископаемого топлива. [3] Тем не менее, эта проблема может быть решена с помощью водорослевого биотоплива, на котором можно использовать землю, непригодную для сельского хозяйства.

Двуокись углерода - один из основных парниковых газов . Хотя при сжигании биодизеля образуются выбросы диоксида углерода, аналогичные выбросам из обычного ископаемого топлива, растительное сырье, используемое в производстве, поглощает диоксид углерода из атмосферы при его росте. Растения поглощают углекислый газ посредством процесса, известного как фотосинтез, который позволяет им накапливать энергию солнечного света в виде сахаров и крахмалов. После того, как биомасса превращается в биодизель и сжигается в качестве топлива, энергия и углерод снова высвобождаются. Часть этой энергии может использоваться для питания двигателя, в то время как углекислый газ выбрасывается обратно в атмосферу.

Поэтому при рассмотрении общего количества выбросов парниковых газов важно учитывать весь производственный процесс и то, какие косвенные эффекты может вызвать такое производство. Влияние на выбросы углекислого газа во многом зависит от методов производства и типа используемого сырья. Расчет углеродоемкости биотоплива - сложный и неточный процесс, который сильно зависит от допущений, сделанных в расчетах. Расчет обычно включает:

  • Выбросы от выращивания сырья (например, нефтехимии, используемой в удобрениях)
  • Выбросы от транспортировки сырья на завод
  • Выбросы от переработки сырья в биодизель
  • Поглощение выбросов CO2 от выращивания сырья

Другие факторы могут быть очень важными, но иногда их не принимают во внимание. Это включает:

  • Выбросы от изменения землепользования на территории выращивания топливного сырья.
  • Выбросы при транспортировке биодизеля от завода к месту его использования
  • Эффективность биодизеля по сравнению со стандартным дизельным топливом
  • Количество углекислого газа, производимого в выхлопной трубе. (Биодизель может производить на 4,7% больше) [ необходима цитата ]
  • Преимущества за счет производства полезных побочных продуктов, таких как корм для крупного рогатого скота или глицерин.

Если не учитывать изменение землепользования и не принимать во внимание сегодняшние методы производства, биодизельное топливо из рапса и подсолнечного масла производит на 45-65% меньше выбросов парниковых газов, чем нефтедизель. [4] [5] [6] [7] Тем не менее, исследования по повышению эффективности производственного процесса продолжаются. [4] [6] Биодизель, произведенный из отработанного кулинарного масла или других отработанных жиров, может снизить выбросы CO 2 на целых 85%. [1] Пока сырье выращивается на существующих пахотных землях, изменение землепользования практически не влияет на выбросы парниковых газов. Однако есть опасения, что увеличение производства сырья напрямую влияет на скорость обезлесения. Такие сплошные рубкивызывают высвобождение углерода, хранящегося в слоях леса, почвы и торфа . Количество выбросов парниковых газов в результате обезлесения настолько велико, что выгоды от более низких выбросов (вызванных только использованием биодизеля) будут незначительными в течение сотен лет. [1] [3] Биотопливо, произведенное из такого сырья, как пальмовое масло, может вызывать гораздо более высокие выбросы углекислого газа, чем некоторые виды ископаемого топлива. [8]

Загрязнение [ править ]

В Соединенных Штатах биодизельное топливо является единственным альтернативным топливом , успешно прошедшим испытания на воздействие на здоровье (уровень I и уровень II) Закона о чистом воздухе (1990) .

Биодизельное топливо может снизить прямой выброс твердых частиц, мелких частиц твердых продуктов сгорания в выхлопную трубу, на транспортных средствах с фильтрами твердых частиц на целых 20 процентов по сравнению с дизельным топливом с низким содержанием серы (<50 ppm). Выбросы твердых частиц в результате производства снижаются примерно на 50 процентов по сравнению с дизельным топливом из ископаемых источников. [9]

Биоразложение [ править ]

В исследовании Университета Айдахо сравнивались скорости биоразложения биодизеля, чистых растительных масел, смесей биодизельного топлива и нефтяного дизельного топлива, а также чистого двухмерного дизельного топлива. Используя низкие концентрации продукта, подлежащего разложению (10 частей на миллион) в растворах с улучшенными питательными веществами и осадком сточных вод, они продемонстрировали, что биодизельное топливо разлагается с той же скоростью, что и контроль декстрозы, и в 5 раз быстрее, чем нефтяное дизельное топливо, в течение 28 дней, и эти биодизельные смеси вдвое увеличили скорость разложения дизельного топлива за счет совместного метаболизма . [10] В том же исследовании изучалась деградация почвы.с использованием 10 000 частей на миллион биодизеля и нефтяного дизельного топлива, и было обнаружено, что биодизельное топливо разлагается в два раза быстрее, чем нефтяное дизельное топливо в почве. Во всех случаях было определено, что биодизельное топливо также разлагается более полно, чем нефтяное дизельное топливо, которое дает плохо разлагаемые промежуточные продукты неопределенного происхождения. Исследования токсичности в рамках того же проекта продемонстрировали отсутствие смертности и незначительное токсическое воздействие на крыс и кроликов при дозе до 5000 мг / кг биодизеля. Бензиновый дизель также не показал смертности при той же концентрации, однако токсические эффекты, такие как выпадение волос и изменение цвета мочи, были отмечены при концентрациях> 2000 мг / л у кроликов .: [11]

В водной среде [ править ]

Поскольку биодизельное топливо становится все более широко используемым, важно учитывать, как его потребление влияет на качество воды и водные экосистемы. Исследования биоразлагаемости различных видов биодизельного топлива показали, что все изученные виды биотоплива (включая чистое рапсовое масло, чистое соевое масло и их модифицированные сложноэфирные продукты) были «легко биоразлагаемыми» соединениями и имели относительно высокую скорость биоразложения в воде. [12] Кроме того, присутствие биодизеля может увеличить скорость биоразложения дизельного топлива за счет совместного метаболизма. Чем выше соотношение биодизеля в смесях биодизель / дизельное топливо, тем быстрее дизельное топливо разлагается. Другое исследование с использованием контролируемых экспериментальных условий также показало, что метиловые эфиры жирных кислот, основные молекулы биодизельного топлива, разлагаются в морской воде намного быстрее, чем нефтяное дизельное топливо.[13]

Выбросы карбонила [ править ]

При рассмотрении выбросов от ископаемого топлива и использования биотоплива исследования обычно фокусируются на основных загрязнителях, таких как углеводороды. Общепризнано, что использование биодизеля вместо дизельного топлива приводит к значительному сокращению регулируемых выбросов газа, но в исследовательской литературе отсутствует информация о нерегулируемых соединениях, которые также играют роль в загрязнении воздуха. [14]Одно исследование было сосредоточено на выбросах некритериальных карбонильных соединений при сжигании чистого дизельного топлива и биодизельных смесей в тяжелых дизельных двигателях. Результаты показали, что выбросы формальдегида, ацетальдегида, акролеина, ацетона, пропиональдегида и масляного альдегида карбонилами были выше в смесях биодизельного топлива, чем выбросы из чистого дизельного топлива. Использование биодизеля приводит к более высоким выбросам карбонила, но к снижению общих выбросов углеводородов, что может быть лучше в качестве альтернативного источника топлива. Были проведены и другие исследования, которые противоречат этим результатам, но сравнения трудно сделать из-за различных факторов, которые различаются между исследованиями (например, типы топлива и используемые двигатели). В статье, в которой сравниваются 12 исследовательских статей о выбросах карбонила при использовании биодизельного топлива,было обнаружено, что 8 из документов сообщили об увеличении выбросов карбонильных соединений, а 4 показали обратное.[14] Это свидетельствует о том, что по этим соединениям все еще требуется много исследований.

См. Также [ править ]

  • Экологичное биотопливо
  • Вопросы, связанные с биотопливом

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c «Отчетность по выбросам углерода и устойчивому развитию в рамках обязательства по возобновляемым видам топлива для транспорта» (PDF) . Министерство транспорта Великобритании . Январь 2008. Архивировано 10 апреля 2008 г. (PDF 1,41 МБ) . Проверено 29 апреля 2008 .
  2. ^ График основан на информации, содержащейся в правительственном документе Великобритании. Отчетность по выбросам углерода и устойчивому развитию в рамках обязательства по возобновляемым видам топлива. Архивировано 25 июня 2008 г. в Wayback Machine.
  3. ^ a b Фарджоне, Джозеф; Джейсон Хилл; Дэвид Тилман; Стивен Поласки; Питер Хоторн (29 февраля 2008 г.). «Очистка земель и углеродная задолженность за биотопливо» . Наука . 319 (5867): 1235–8. DOI : 10.1126 / science.1152747 . PMID 18258862 . Архивировано с оригинала (платно) 13 апреля 2008 года . Проверено 29 апреля 2008 . 
    • «Новое исследование поднимает основные вопросы по биотопливу» (пресс-релиз). Охрана природы в Миннесоте. 2008-02-07. Архивировано из оригинала на 2008-05-13 . Проверено 29 апреля 2008 .
  4. ^ a b Мортимер, Северная Дакота; П. Кормак; М.А. Эльсайед; Р. Э. Хорн (январь 2003 г.). «Оценка сравнительной энергии, глобального потепления и социально-экономических затрат и выгод от биодизеля» (PDF 763 КБ) . Университет Шеффилда Халлама . Департамент окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства Великобритании (DEFRA) . Проверено 1 мая 2008 .
    • Резюме: «Оценка жизненного цикла биодизеля» . Проверено 1 мая 2008 .
  5. ^ "Well-to-Wheels анализ будущего автомобильного топлива и силовых агрегатов в европейском контексте" . Объединенный исследовательский центр (Европейская комиссия) , EUCAR и CONCAWE . Март 2007. Архивировано из оригинала на 2008-02-07 . Проверено 1 мая 2008 .
  6. ^ a b Европейское агентство по окружающей среде. (2006). Транспорт и окружающая среда: перед дилеммой: TERM 2005: индикаторы, отслеживающие транспорт и окружающую среду в Европейском Союзе (PDF) . Копенгаген : Европейское агентство по окружающей среде  ; Люксембург: Управление официальных публикаций Европейских сообществ. ISBN  92-9167-811-2. ISSN  1725-9177 . Архивировано из оригинала (PDF 3,87 MB) 19 июля 2006 года . Проверено 1 мая 2008 .
  7. ^ "Биодизель" . Энергосберегающее доверие . Проверено 1 мая 2008 . [B] Йодизель считается возобновляемым топливом. Это дает 60-процентное сокращение выбросов CO2 на колеса[ мертвая ссылка ]
  8. ^ Как индустрия пальмового масла готовит климат (PDF 10,48 МБ) . Гринпис Интернэшнл . Ноября 2007 . Проверено 30 апреля 2008 . Основными площадями, остающимися для новых обширных плантаций, являются обширные участки тропических торфяников - до недавнего времени девственные районы тропических лесов. На этих торфяниках планируется создать более 50% новых насаждений.
  9. ^ Beer et al. 2004 .
  10. ^ «Биоразлагаемость, БПК 5 , ХПК и токсичность биодизельного топлива» (PDF) . Национальная образовательная программа по биодизелю, Университет Айдахо . 2004-12-03. Архивировано из оригинала (PDF 64 КБ) 10 апреля 2008 года . Проверено 30 апреля 2008 .
  11. ^ "Биодизель" . солнечный навигатор . Проверено 18 апреля 2012 .
  12. ^ Чжан, X .; Петерсон, К.Л .; Рис, Д .; Moller, G .; Хоуз Р. Биоразлагаемость биодизеля в водной среде. ASABE 1998, 41 (5), 1423-1430
  13. ^ DeMello, JA; Кармайкл, Калифорния; Павлин, Э. Нельсон, РК; Arey, JS; Редди, С.М. Биодеградация и экологическое поведение смесей биодизеля в море: начальное исследование. Морской опрос. Бык. 2007, 54, 894-904
  14. ^ a b He, C .; Ge, Y .; Tan, J .; Ты, К .; Хан, X .; Wang, J .; Вы, Q .; Шах, А. Н. Сравнение выбросов карбонильных соединений из дизельных двигателей, работающих на биодизеле и дизельном топливе. Атмос. Environ. 2009, 43, 3657-3661