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Biokraftstoffe der zweiten Generation aus Algen
Die Verwendung von Biokraftstoffen nimmt weltweit zu, da die Nachfrage nach einer umweltfreundlicheren und saubereren Alternative zur Verbrennung herkömmlicher fossiler Brennstoffe wächst. Die Erzeugung von Biokraftstoffen aus festen Biomassepflanzen ist gut etabliert, aber die Produktion von Biokraftstoffen der zweiten Generation aus Mikroben und Algen befindet sich noch in der Entwicklung.
Wir wissen schon seit einiger Zeit, dass Biokraftstoffe dazu beitragen können, die schädlichen Treibhausgasemissionen zu reduzieren, die durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe in die Atmosphäre gepumpt werden, und es wird erwartet, dass Bioenergieprodukte ein wichtiger Bestandteil der globalen Energieversorgung werden und einen wesentlichen Beitrag zur Erfüllung der Welt leisten ständig steigender Energiebedarf.
Wissenschaftler wissen seit langem, wie man verschiedene Arten von organischem Material in einen nutzbaren flüssigen Kraftstoff umwandelt, der als „Biokraftstoff“ bezeichnet wird. Im Laufe der Jahre haben sie mit verschiedenen Biomasse-Energiepflanzen wie verschiedenen Arten von Gräsern, Sträuchern, Bäumen oder anderer krautiger Biomasse und sogar einigen Formen von Meeresalgen und Algen experimentiert, die alle speziell für die Umwandlung in verschiedene Arten angebaut und geerntet wurden von Biokraftstoff, um Autos, Boote, Flugzeuge und den Verbrennungsmotor zur Stromerzeugung anzutreiben.
Biokraftstoffe der zweiten Generation aus Algen
Die Herstellung von Biokraftstoffen in ausreichend großen Mengen war jedoch schon immer weniger bequem und mehr teurer als das Verbrennen von Kohle oder Öl. Die Kosten der Biokraftstoffproduktion können durch den Einsatz verbesserter landwirtschaftlicher Methoden oder durch die Verwendung verschiedener Arten von Biomasse-Rohstoffen gesenkt werden.
Neue Technologien und Prozesse sind der Schlüsselfaktor, um sowohl die Produktion von Nahrungsmitteln als auch von flüssigen Biokraftstoffen zu verbessern, indem ihre Produktion gesteigert wird, ohne die nachteiligen wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen früherer Kraftstoffe, die heute als „Biokraftstoffe der zweiten Generation“ bezeichnet werden.
Während die weltweite Produktion von Bioenergie in den letzten Jahrzehnten oder so weiterging und sich entwickelt hat, hat die expandierende Biokraftstoffindustrie in letzter Zeit einige wichtige Bedenken hinsichtlich der Nachhaltigkeit vieler „Biokraftstoffe der ersten Generation“ geäußert. die um landwirtschaftliche Nutzflächen konkurrieren, und auch ihre Auswirkungen auf die Weltnahrungsmittelpreise für Getreide und andere stärkereiche Pflanzen, Zucker und Ölpflanzen.
Landnutzung durch Biokraftstoffe
Das Hauptproblem für viele Wissenschaftler und Völker auf der ganzen Welt war schon immer, wie man eine Quelle für Biokraftstoffe entwickelt, die die Nahrungskette der Welt nicht vervollständigt und die auch kostengünstig, nachhaltig und effizient in Bezug auf Energieerzeugung, CO2-Fußabdruck und minimal ist Auswirkungen auf die Umwelt.
Die Entwicklung nachhaltiger, kohlenstoffarmer Kraftstoffe, die den Konflikt mit Nahrungsmitteln und eine erhöhte Landnutzung vermeiden, wird jetzt mit der Entwicklung von sogenannten Biokraftstoffen der zweiten Generation angestrebt. Diese Biokraftstoffe der zweiten Generation sollen alle Probleme vermeiden, die mit dem “Lebensmittel versus Kraftstoff” Situation der sogenannten Energiepflanzen der ersten Generation.
Biokraftstoffe der zweiten Generation sind Bioenergiepflanzen, die aus Biomasse-Rohstoffen mit sehr geringem oder keinem Nährwert hergestellt werden, wie z. B. Reststoffe, landwirtschaftliche Abfälle und Gülleabfälle, oder einfach durch das Pflanzen schnell wachsender Bäume, Sträucher und verschiedener Arten von Gräsern auf ansonsten unproduktiven Abfällen Land.
Aber das prognostizierte Wachstum der weltweiten Biokraftstoffproduktion, hauptsächlich Biodiesel und Bioethanol, scheint ins Stocken geraten zu sein, als die Ölpreise fielen, die Kraftstoffeffizienz von Autos zunahm und das Verbraucherinteresse nachließ. Auch die Umwandlung der verschiedenen zum Verkauf stehenden Holzbiomasse-Rohstoffe in den lukrativeren Markt für Biomasse und Torfpellets hat stark zugenommen, da die Verbrauchernachfrage nach billigerem Heizbrennstoff für den Haushalt ein starker Treiber für den Markt für erneuerbare Brennstoffe war.
Das Potenzial Der Markt für flüssige Bioprodukte wird derzeit durch staatliche Auflagen und Steueranreize angetrieben, die in einer Reihe von Ländern eingesetzt wurden, um die Entwicklung der Biokraftstoffproduktion der zweiten Generation anzukurbeln und zu versuchen, die Biokraftstoffpreise an den Zapfsäulen zu senken.
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Auch die enorme Kaufkraft der Regierungen wurde in einer Reihe von Ländern erfolgreich genutzt, um den Marktanteil verschiedener Bioenergieprodukte auszubauen. Mit steigenden Energiepreisen kann die Nachfrage nach Bioenergie jedoch stärker preisgetrieben werden.
Die weit verbreitete und umstrittene Nutzung von Fracking hat auch vielen Ländern geholfen, neue Öl- und Gasreserven zu erschließen, die einen weiteren alternativen Weg zur Energieunabhängigkeit darstellen weg von der Verbrennung von Kohle.
Die kontinuierliche Entwicklung von Bioenergie und flüssigen Bioprodukten bedeutet, dass einige dieser Herausforderungen überwunden werden müssen, und eine Reihe von Faktoren wird letztendlich die Zukunft von Biokraftstoffen der zweiten Generation beeinflussen. Insbesondere die Nutzung des verfügbaren Ackerlandes für ihren Anbau, effizientere landwirtschaftliche Produktionsmethoden und die Entwicklung fortschrittlicherer Biokraftstofftechnologien.
Arten von Biokraftstoffen
Die verschiedenen Arten von Biokraftstoffen, die derzeit entwickelt werden, bestehen aus zwei großen Gruppen von Biokraftstoff-Rohstoffen, die gemeinhin als „erste“ bezeichnet werden. und die “zweite” Erzeugungsrohstoff wie unten beschrieben.
- Biokraftstoffe der ersten Generation – dies sind die ursprünglichen Biokraftstoffe aus landwirtschaftlich angebautem Mais, Soja und Raps , pflanzliche Öle oder tierische und mineralische Fette unter Verwendung herkömmlicher Bioenergietechnologien und kann in zwei große Kategorien unterteilt werden: Biodiesel und Bioethanol.
- Biokraftstoffe der zweiten Generation – diese werden in Verfahren hergestellt, die eine Vielzahl von Non-Food-Typen verwenden können Getreide. Zu den Brennstoffen der zweiten Generation gehören Abfallbiomasse, Weizen- und Maisabfälle, Holzzellulose und Ligninpolymere sowie verschiedene tierische Gülle und Flüssigabfälle, wodurch sie effizienter und umweltfreundlicher werden.
- Biokraftstoffe der dritten Generation – Dies ist die neueste neue Technologie, die aus im Labor hergestellten biochemischen Biomassepflanzen wie mehrjährigen Gräsern, künstlichen Bakterien, Enzymen und lebenden Mikroalgen hergestellt wird, die mehr Finanzierung, Technologie und Verarbeitung erfordern in großem Maßstab kommerziell durchführbar zu werden. Diese biologisch abbaubaren Mikroalgenpflanzen schaden der Umwelt nicht.
Nicht alle Biokraftstoffe sind gleich und es wird allmählich zwischen Biokraftstoffen der ersten und zweiten Generation unterschieden. Heute ist die Entwicklung von Produktionsprozessen für Biokraftstoffe der zweiten Generation auf der Grundlage der Umwandlung von Zelluloseressourcen, wie schnell wachsende Bäume und Gräser aus erneuerbaren Non-Food-Quellen, die dazu beitragen können, den direkten Wettbewerb zu begrenzen, der derzeit um die Landnutzung zwischen Nahrung oder Kraftstoff besteht beginnt sich positiv auszuwirken.
Obwohl die Entwicklung von “Biokraftstoffen der zweiten Generation” wächst weiter und es besteht jetzt ein besseres Verständnis der gesamten Rohstoffversorgungskette, ob aus Ernte- und Waldresten oder aus biochemisch gezüchteten Mikroalgen, das Hauptaugenmerk liegt immer noch auf der Verbesserung ihrer Energieeffizienz bei der Verbrennung.
Die Markteinführung dieser Bioenergiekraftstoffe ist jedoch ein langsamer und kostspieliger Prozess, sodass es einige Zeit dauern kann, bis Biokraftstoffe der zweiten Generation weltweit verfügbar sind. Trotzdem werden sie immer noch als wichtige zukünftige Beitragende zu den Alternativen für fossile Brennstoffe angesehen.
Aber selbst wenn die Produktionsprozesse für Biokraftstoffe der zweiten Generation wirtschaftlich skaliert werden könnten, um die Erträge zu steigern und die Millionen Liter konventionellen Öls, die täglich verbrannt werden, erheblich zu reduzieren, wären die Biokraftstoffverarbeitungsfabriken in der Lage, die erstaunlichen Energiemengen zu erfassen Pflanzen und Rohstoffe, die sie benötigen.
Es stimmt zwar, dass jedes Jahr weltweit Milliarden Tonnen landwirtschaftlicher Reststoffe produziert werden, aber diese Trockenmasse ist dünn über den Planeten verteilt, was sowohl das Sammeln als auch den Transport teuer macht.
Viele Umweltgruppen haben sich ebenfalls darüber beschwert Entscheidungen, große Flächen der Landschaft mit schnell wachsenden Bäumen, Sträuchern und riesigen schilfartigen Gräsern für die Biokraftstoffproduktion zu bepflanzen, könnten die lokale Umwelt zerstören.
Sie befürchten, dass sich die Samen dieser Pflanzen in der Umgebung ausbreiten und sie zu hochgradig invasiven Unkräutern machen würden. Dann gibt es eine neue Art von Biokraftstoff-Argument, das jetzt aus „Flora versus Kraftstoff“ besteht.
Das Transportsystem der Welt basierte schon immer auf einem einzigen Brennstoff, Öl, und heute scheint es keine realistische Alternative zu unserer Liebe zum Öl zu geben. Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach Öl in den kommenden Jahrzehnten zusammen mit der Gesamtnachfrage nach Energie steigen wird. Biokraftstoffe können als Ersatz für Benzin (Bioethanol) oder Diesel (Biodiesel) dazu beitragen, diesen Bedarf zu decken, und auch wenn sie Öl nicht vollständig ersetzen, können und sollten sie als integraler Bestandteil des weltweiten Energiemix betrachtet werden.
Es ist allgemein anerkannt, dass Biokraftstoffe und biobasierte Produkte die Fähigkeit haben, Treibhausgasemissionen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen zu reduzieren, ihre Herstellung und Verwendung sind jedoch nicht ganz ohne Auswirkungen auf die Umwelt. Abhängig von der Pflanzenart und anderen Faktoren sind die CO2-Emissionen nicht immer geringer als bei herkömmlichen Kraftstoffen. Auch landwirtschaftlich angebaute Biokraftstoffe erhöhen das Niveau und die Volatilität der Lebensmittelpreise, mit nachteiligen Auswirkungen auf die Ernährungssicherheit. Aber Biokraftstoffe der zweiten Generation sind auf dem Weg, diese Probleme zu ändern.
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