Der Energiegehalt von Biokraftstoff ist eine Beschreibung der potenziellen Energie, die in einem bestimmten Biokraftstoff enthalten ist, gemessen als Masseneinheit des Kraftstoffs, als spezifische Energie oder pro Volumeneinheit des Kraftstoffs als Energiedichte. Ein Biokraftstoff ist ein Kraftstoff, der aus lebenden Organismen hergestellt wird. Zu den Biokraftstoffen gehören Bioethanol, ein Fermentationsalkohol, der oft als Benzinzusatz verwendet wird, und Biodiesel, der normalerweise als Dieselzusatz verwendet wird. Spezifische Energie ist Energie pro Masseneinheit, die zur Beschreibung des Energieinhalts eines Brennstoffs verwendet wird, ausgedrückt in SI-Einheiten als Joule pro Kilogramm (J / kg) oder äquivalenten Einheiten. Die Energiedichte ist die Menge an Energie, die in einem Brennstoff pro Einheitsvolumen gespeichert ist, ausgedrückt in SI-Einheiten als Joule pro Liter (J / L) oder äquivalente Einheiten.
Energie und CO2-Ausstoß von gemeinsamen Biokraftstoffen
Die folgende Tabelle enthält Einträge für beliebte Substanzen, die bereits für ihre Energie verwendet wurden oder für eine solche Verwendung diskutiert werden.
Die zweite Spalte zeigt die spezifische Energie, den Energiegehalt in Megajoule pro Masseneinheit in Kilogramm. Dies ist nützlich, um die Energie zu verstehen, die dem Brennstoff entzogen werden kann.
Die dritte Spalte in der Tabelle listet die Energiedichte auf, den Energieinhalt pro Liter Volumen, der nützlich ist, um den Raum zu verstehen, der für die Speicherung des Brennstoffs benötigt wird.
Die letzten beiden Spalten befassen sich mit dem CO2-Fußabdruck des Kraftstoffs. Die vierte Spalte enthält den Anteil an freigesetztem CO2, wenn der Brennstoff in Bezug auf seine Ausgangsmasse in Energie umgewandelt wird, und die fünfte Spalte listet die erzeugte Energie pro Kilogramm erzeugtem CO2 auf. Als Richtlinie ist eine höhere Zahl in dieser Spalte für die Umwelt besser geeignet. Diese Zahlen berücksichtigen jedoch nicht andere Treibhausgase, die während des Brennens, der Produktion, der Lagerung oder des Versands freigesetzt werden. Zum Beispiel kann Methan versteckte Umweltkosten enthalten, die in der Tabelle nicht berücksichtigt werden.
Treibstoffart | Spezifische Energie (MJ / kg) | Energiedichte (MJ / L) | CO 2 -Gas aus gebrauchtem Brennstoff (kg / kg) | Energie pro CO 2 (MJ / kg) |
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Feste Brennstoffe | ||||
Bagasse (Gehstock) | 9.6 | ~ + 40% (C 6 H 10 O 5 ) n + 15% (C 26 H42 O 21 ) n + 15% (C 9 H 10 O 2 ) n 1,30 | 7.41 | |
Spreu (Samenhülsen) | 14.6 | |||
Tierkot / Gülle | 10-15 | |||
Getrocknete Pflanzen (C 6 H 10O 5 ) n | 10 – 16 | 1.6 – 16.64 | IF50% (C 6 H 10 O 5 ) n + 25% (C 26 H 42O 21 ) n + 25% (C 10 H 12 O 3 ) n 1,84 | 5.44-8.70 |
Holzbrennstoff (C 6H 10 O 5 ) n | 16 – 21 | 2.56 – 21.84 | IF45% (C 6 H 10 O 5 ) n + 25% (C 26 H 42O 21 ) n + 30% (C 10 H 12 O 3 ) n 1,88 | 8.51-11.17 |
Holzkohle | 30 | 85-98% Kohlenstoff + VOC + Asche 3,63 | 8.27 | |
Flüssige Brennstoffe | ||||
Pyrolyseöl | 17.5 | 21.35 | (Annahme des Brennstoffs: Kohlenstoffgehalt = 23% w / w) 0,84 | 20.77 |
Methanol (CH 3 -OH) | 19.9 – 22.7 | 15.9 | 1.37 | 14.49-16.53 |
Ethanol (CH 3 -CH2 -OH) | 23.4 – 26.8 | 18.4 – 21.2 | 1.91 | 32.25-34.03 |
EcaleneTM | 28.4 | 22.7 | 75% C 2 H 6 O + 9% C 3 H 8 O + 7% C 4H 10 O + 5% C 5 H 12 O + 4% H × 2,03 | 14.02 |
Butanol (CH 3 – (CH2 ) 3 -OH) | 36 | 29.2 | 2.37 | 15.16 |
Fett | 37.656 | 31.68 | ||
Biodiesel | 37.8 | 33.3 – 35.7 | ~ 2,85 | ~ 13.26 |
Sonnenblumenöl (C18 H 32 O 2 ) | 39.49 | 33.18 | (12% (C 16 H 32 O 2 ) + 16% (C 18 H 34 O2 ) + 71% (LA) + 1% (ALA)) 2,81 | 14.04 |
Rizinusöl (C 18 H 34O 3 ) | 39.5 | 33.21 | (1% PA + 1% SA + 89,5% ROA + 3% OA + 4,2% LA + 0,3% ALA) 2.67 | 14.80 |
Olivenöl (C 18 H 34O 2 ) | 39.25 – 39.82 | 33 – 33.48 | (15% (C 16 H 32 O 2 ) + 75% (C 18 H 34 O2 ) + 9% (LA) + 1% (ALA)) 2,80 | 14.03 |
Gasförmige Brennstoffe | ||||
Methan (CH 4 ) | 55 – 55.7 | (Verflüssigt) 23.0 – 23.3 | (Methanleck hat einen 23 × Treibhauseffekt von CO 2 ) 2.74 | 20.05-20.30 |
Wasserstoff (H 2 ) | 120 – 142 | (Verflüssigt) 8.5 – 10.1 | (Wasserstoffleck katalysiert leicht den Ozonabbau) 0,0 | |
Fossile Brennstoffe (Vergleich) | ||||
Kohle | 29.3 – 33.5 | 39.85 – 74.43 | (Nicht zählen: CO, NOx, Sulfate & Partikel) ~ 3,59 | ~ 8.16-9.33 |
Rohöl | 41.868 | 28 – 31.4 | (Nicht Zählen: CO, NO x , Sulfate & Partikel) ~ 3.4 | ~ 12.31 |
Benzin | 45 – 48.3 | 32 – 34.8 | (Nicht Zählen: CO, NO x , Sulfate & Partikel) ~ 3,30 | ~ 13.64-14.64 |
Diesel | 48.1 | 40.3 | (Nicht Zählen: CO, NO x , Sulfate & Partikel) ~ 3.4 | ~ 14.15 |
Erdgas | 38 – 50 | (Verflüssigt) 25.5 – 28.7 | (Ethan, Propan und Butan N / C: CO, NOx und Sulfate) ~ 3,00 | ~ 12.67-16.67 |
Ethan (CH 3 -CH 3 ) | 51.9 | (Verflüssigt) ~ 24,0 | 2.93 | 17.71 |
Kernbrennstoffe (Vergleich) | ||||
Uran-235 ( 235 U) | 77.000.000 | (Reine) 1,470,700,000 | [Größer für niedrigere Erzkonz. (Mining, Refining, Moving)] 0.0 | ~ 55- ~ 90 |
Kernfusion ( 2 H- 3H) | 300.000.000 | (Verflüssigt) 53.414.377,6 | (Meerwasser-Wasserstoff-Isotopen-Mining-Methode abhängig) 0.0 | |
Brennstoffzellen-Energiespeicher (Vergleich) | ||||
Direkt-Methanol | 4.5466 | 3.6 | ~ 1,37 | ~ 3.31 |
Protonenaustausch (R & D) | bis 5.68 | bis 4.5 | (IFF-Kraftstoff wird recycelt) 0.0 | |
Natriumhydrid (R & D) | bis 11.13 | bis 10.24 | (Blase für Natriumoxid-Recycling) 0,0 | |
Batterie Energiespeicher (Vergleich) | ||||
Blei-Säure-Batterie | 0.108 | ~ 0,1 | (200-600 Tief-Zyklus-Toleranz) 0.0 | |
Nickel-Eisen-Batterie | 0,0487 – 0,1127 | 0,0658 – 0,1772 | ( | |
Nickel-Cadmium-Batterie | 0,162 – 0,288 | ~ 0,24 | (1k-1.5k Cycle Tolerance IF kein Memory-Effekt) 0.0 | |
Nickel-Metallhydrid | 0,22 – 0,324 | 0.36 | (300-500 Zyklustoleranz WENN kein Memory-Effekt) 0.0 | |
Super-Eisen-Batterie | 0,33 | (1,5 · NiMH) 0,54 | (~ 300 Tief-Zyklus-Toleranz) 0.0 | |
Zink-Luft-Batterie | 0,396 – 0,72 | 0,5924 – 0,8442 | (Recycelbar durch Schmelzen und Remixen, nicht aufladen) 0.0 | |
Litium-Ionen-Batterie | 0,54 – 0,72 | 0,9 – 1,9 | (3-5 y Lebensdauer) (500-1k Deep-Cycle-Toleranz) 0.0 | |
Lithium-Ionen-Polymer | 0,65 – 0,87 | (1,2 * Li-Ion) 1,08-2,28 | (3-5 y Leben) (300-500 Tief-Zyklus-Toleranz) 0.0 | |
Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie | ||||
DURACELL Zink-Luft | 1.0584 – 1.5912 | 5.148 – 6.3216 | (1-3 Jahre Haltbarkeit) (Recycelbar nicht wiederaufladbar) 0.0 | |
Aluminium Batterie | 1,8 – 4,788 | 7.56 | (10-30 y Leben) (3k + Tief-Zyklus-Toleranz) 0.0 | |
PolyPlusBC Li-Luftzelle | 3.6 – 32.4 | 3.6 – 17.64 | (Kann wiederaufladbar sein) (könnte Sulfate austreten lassen) 0.0 |
Anmerkungen
Während alle CO 2 -Gasleistungsverhältnisse mit einer Fehlermarge von weniger als 1% berechnet werden (unter der Annahme einer vollständigen Oxidation des Kohlenstoffgehalts des Kraftstoffs), zeigen Verhältnisse, denen eine Tilde (~) vorausgeht, eine Fehlergrenze von bis zu (aber nicht größer als) 9%. In den aufgeführten Kennzahlen sind die Emissionen aus dem Brennstoffanbau / Bergbau, Reinigung / Raffination und Transport nicht enthalten. Die Verfügbarkeit von Treibstoff beträgt typischerweise 74-84,3% NET aus der Quelle Energy Balance.
Während die Uran-235 (235U) -Spaltung direkt kein CO2-Gas produziert, erzeugen die indirekten Verbrennungsprozesse von fossilen Brennstoffen wie Bergbau, Mahlen, Raffinieren, Bewegen und radioaktive Abfallentsorgung usw. von Uranerzkonzentrationen mittlerer bis niedriger Qualität eine gewisse Menge an Kohlendioxid . Studien zeigen, wie viel Kohlendioxid emittiert wird. Der Zwischenstaatliche Ausschuss der Vereinten Nationen für Klimaänderungen berichtet, dass die Kernkraft ungefähr 40 g CO2 pro Kilowattstunde produziert (11 g / MJ, entsprechend 90 MJ / kg CO2e). Eine Meta-Analyse einer Reihe von Studien zu nuklearen CO2-Lebenszyklusemissionen des Wissenschaftlers Benjamin K. Sovacool ergab, dass nuklear im Durchschnitt 66 g CO2 pro Kilowattstunde produziert (18,3 g / MJ, entsprechend 55 MJ / kg CO2e). Ein australischer Professor behauptet, dass die Kernenergie die äquivalenten CO2-Gasemissionen pro MJ Netto-Output-Energie eines mit Erdgas betriebenen Kraftwerks erzeugt. Prof. Mark Diesendorf, Inst.Umweltwissenschaften, UNSW.
Erträge von gemeinsamen Kulturen im Zusammenhang mit der Produktion von Biokraftstoffen
Ernte | Öl (kg / ha) | Öl (L / ha) | Öl (lb / Morgen) | Öl (US gal / acre) | Öl pro Samen (kg / 100 kg) | Schmelzbereich (° C) | Jod Nummer | Cetane Nummer | ||
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Öl / Fett | Methyl Ester | Ethyl Ester | ||||||||
Erdnuß | (Kernel) 42 | |||||||||
Kopra | 62 | |||||||||
Talg | 35 – 42 | 16 | 12 | 40 – 60 | 75 | |||||
Schmalz | 32 – 36 | 14 | 10 | 60 – 70 | 65 | |||||
Mais | 145 | 172 | 129 | 18 | -5 | -10 | -12 | 115 – 124 | 53 | |
Cashewnuss | 148 | 176 | 132 | 19 | ||||||
Hafer | 183 | 217 | 163 | 23 | ||||||
Lupine | 195 | 232 | 175 | 25 | ||||||
Kenaf | 230 | 273 | 205 | 29 | ||||||
Ringelblume | 256 | 305 | 229 | 33 | ||||||
Baumwolle | 273 | 325 | 244 | 35 | (Samen) 13 | -1 – 0 | -5 | -8 | 100 – 115 | 55 |
Hanf | 305 | 363 | 272 | 39 | ||||||
Sojabohne | 375 | 446 | 335 | 48 | 14 | -16 – -12 | -10 | -12 | 125 – 140 | 53 |
Kaffee | 386 | 459 | 345 | 49 | ||||||
Leinsamen (Flachs) | 402 | 478 | 359 | 51 | -24 | 178 | ||||
Haselnüsse | 405 | 482 | 362 | 51 | ||||||
Euphorbia | 440 | 524 | 393 | 56 | ||||||
Kürbissamen | 449 | 534 | 401 | 57 | ||||||
Koriander | 450 | 536 | 402 | 57 | ||||||
Senfsamen | 481 | 572 | 430 | 61 | 35 | |||||
Camelina | 490 | 583 | 438 | 62 | ||||||
Sesam | 585 | 696 | 522 | 74 | 50 | |||||
Saflor | 655 | 779 | 585 | 83 | ||||||
Reis | 696 | 828 | 622 | 88 | ||||||
Tung-Ölbaum | 790 | 940 | 705 | 100 | -2,5 | 168 | ||||
Sonnenblumen | 800 | 952 | 714 | 102 | 32 | -18 – -17 | -12 | -14 | 125 – 135 | 52 |
Kakao (Kakao) | 863 | 1,026 | 771 | 110 | ||||||
Erdnüsse | 890 | 1,059 | 795 | 113 | 3 | 93 | ||||
Schlafmohn | 978 | 1,163 | 873 | 124 | ||||||
Rapssamen | 1.000 | 1.190 | 893 | 127 | 37 | -10 – 5 | -100 | -12 – -2 | 97 – 115 | 55 – 58 |
Oliven | 1,019 | 1.212 | 910 | 129 | -12 – -6 | -6 | -8 | 77 – 94 | 60 | |
Rizinussamen | 1,188 | 1.413 | 1,061 | 151 | (Samen) 50 | -18 | 85 | |||
Pekannüsse | 1.505 | 1.791 | 1,344 | 191 | ||||||
Jojoba | 1.528 | 1,818 | 1,365 | 194 | ||||||
Jatropha | 1.590 | 1.892 | 1.420 | 202 | ||||||
Macadamianüsse | 1,887 | 2,246 | 1.685 | 240 | ||||||
Paranuss | 2.010 | 2,392 | 1,795 | 255 | ||||||
Avocado | 2,217 | 2,638 | 1,980 | 282 | ||||||
Kokosnuss | 2,260 | 2.689 | 2.018 | 287 | 20 – 25 | -9 | -6 | 8 – 10 | 70 | |
Chinesischer Talg [nc 2] | 4.700 | 500 | ||||||||
Öl Palme | 5.000 | 5.950 | 4,465 | 635 | 20- (Kernal) 36 | 20 – 40 | -8 – 21 | -8 – 18 | 12 – 95 | 65 – 85 |
Algen | 95.000 | 10.000 [ Zitat benötigt ] | ||||||||
Ernte | Öl (kg / ha) | Öl (L / ha) | Öl (lb / Morgen) | Öl (US gal / acre) | Öl pro Samen (kg / 100 kg) | Schmelzbereich (° C) | Jod Nummer | Cetane Nummer | ||
Öl / Fett | Methyl Ester | Ethyl Ester |
Anmerkungen
Typische Ölgewinnung aus 100 kg Ölsamen
Chinesischer Talg (Sapium sebiferum oder Tradica Sebifera) wird auch als „Popcornbaum“ bezeichnet