Il contenuto energetico del biocarburante è una descrizione dell’energia potenziale contenuta in un dato biocarburante, misurata per unità di massa di quel combustibile, come energia specifica, o unità di volume del combustibile, come densità di energia. Un biocarburante è un combustibile, prodotto da organismi viventi. I biocarburanti includono il bioetanolo, un alcol prodotto dalla fermentazione, spesso usato come additivo per la benzina, e il biodiesel, che viene solitamente utilizzato come additivo per motori diesel. L’energia specifica è l’energia per unità di massa, che viene utilizzata per descrivere il contenuto energetico di un carburante, espresso in unità SI come joule per chilogrammo (J / kg) o unità equivalenti. La densità di energia è la quantità di energia immagazzinata in un carburante per unità di volume, espressa in unità SI come joule per litro (J / L) o unità equivalenti.
Energia e produzione di CO2 dei biocarburanti comuni
La tabella seguente include le voci per le sostanze popolari già utilizzate per la loro energia o che vengono discusse per tale uso.
La seconda colonna mostra energia specifica, il contenuto energetico in megajoule per unità di massa in chilogrammi, utile per comprendere l’energia che può essere estratta dal combustibile.
La terza colonna nella tabella elenca la densità di energia, il contenuto di energia per litro di volume, che è utile per comprendere lo spazio necessario per la conservazione del carburante.
Le ultime due colonne riguardano l’impronta di carbonio del carburante. La quarta colonna contiene la percentuale di CO2 rilasciata quando il combustibile viene convertito per energia, rispetto alla sua massa iniziale, e la quinta colonna elenca l’energia prodotta per chilogrammo di CO2 prodotta.Come linea guida, un numero più alto in questa colonna è migliore per l’ambiente. Ma questi numeri non tengono conto di altri gas serra rilasciati durante la combustione, la produzione, lo stoccaggio o la spedizione. Ad esempio, il metano potrebbe avere costi ambientali nascosti che non si riflettono nella tabella.
| Tipo di carburante | Energia specifica (MJ / kg) | Densita ‘energia (MJ / L) | Gas CO 2 ottenuto da carburante utilizzato (Kg / kg) | Energia per CO 2 (MJ / kg) |
|---|---|---|---|---|
| Combustibili solidi | ||||
| Bagasse (Cane Stalks) | 9.6 | ~ + 40% (C 6 H 10 O 5 ) n + 15% (C 26 H 42 O21 ) n + 15% (C 9 H 10 O 2 ) n 1.30 | 7.41 | |
| Chaff (involucri di semi) | 14.6 | |||
| Sterco di animali / letame | 10-15 | |||
| Piante essiccate (C6 H 10 O 5 ) n | 10 – 16 | 1,6 – 16,64 | IF50% (C 6 H 10 O 5 ) n + 25% (C 26 H 42 O21 ) n + 25% (C 10 H 12 O 3 ) n 1.84 | 5,44-8,70 |
| Combustibile di legna (C 6 H 10 O 5) n | 16-21 | 2,56 – 21,84 | IF45% (C 6 H 10 O 5 ) n + 25% (C 26 H 42 O21 ) n + 30% (C 10 H 12 O 3 ) n 1.88 | 8,51-11,17 |
| Carbone | 30 | 85-98% di carbonio + VOC + cenere 3.63 | 8.27 | |
| Combustibili liquidi | ||||
| Olio di pirolisi | 17.5 | 21.35 | (Assunzione di carburante: contenuto di carbonio = 23% peso / peso) 0.84 | 20.77 |
| Metanolo (CH 3 -OH) | 19,9 – 22,7 | 15.9 | 1.37 | 14,49-16,53 |
| Etanolo (CH 3 -CH2 -OH) | 23,4 – 26,8 | 18,4 – 21,2 | 1.91 | 32,25-34,03 |
| Ecalene TM | 28.4 | 22.7 | 75% C 2 H 6 O + 9% C 3 H 8 O + 7% C 4 H 10O + 5% C 5 H 12 O + 4% Hx 2.03 | 14.02 |
| Butanolo (CH 3 – (CH 2 ) 3 -OH) | 36 | 29.2 | 2.37 | 15.16 |
| Grasso | 37,656 | 31.68 | ||
| Biodiesel | 37.8 | 33,3 – 35,7 | ~ 2.85 | ~ 13.26 |
| Olio di girasole (C18 H 32 O 2 ) | 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 |
| Olio di ricino (C 18H 34 O 3 ) | 39.5 | 33.21 | (1% PA + 1% SA + 89,5% ROA + 3% OA + 4,2% + 0,3% L’ALA) 2.67 | 14.80 |
| Olio d’oliva (C 18 H34 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 |
| Combustibili gassosi | ||||
| Metano (CH 4 ) | 55 – 55.7 | (Liquefatto) 23.0 – 23.3 | (La perdita di metano esercita 23 × effetto serra di CO 2 ) 2,74 | 20,05-20,30 |
| Idrogeno (H 2 ) | 120 – 142 | (Liquefatto) 8.5 – 10.1 | (La fuga di idrogeno catalizza leggermente l’esaurimento dell’ozono) 0.0 | |
| Combustibili fossili (confronto) | ||||
| Carbone | 29,3 – 33,5 | 39,85 – 74,43 | (Non conteggio: CO, NO x , solfati e particolato) ~ 3.59 | ~ 8,16-9,33 |
| Olio crudo | 41,868 | 28 – 31.4 | (Non conteggio: CO, NO x , solfati e particolato) ~ 3.4 | ~ 12.31 |
| Gasolio | 45 – 48.3 | 32 – 34,8 | (Non conteggio: CO, NO x , solfati e particolato) ~ 3.30 | ~ 13,64-14,64 |
| diesel | 48.1 | 40.3 | (Non conteggio: CO, NO x , solfati e particolato) ~ 3.4 | ~ 14.15 |
| Gas naturale | 38 – 50 | (Liquefatto) 25,5 – 28,7 | (Etano, propano e butano N / C: CO, NO x e solfati) ~ 3.00 | ~ 12,67-16,67 |
| Etano (CH 3 -CH 3) | 51,9 | (Liquefatto) ~ 24.0 | 2.93 | 17.71 |
| Combustibili nucleari (confronto) | ||||
| Uranio 235 ( 235 U) | 77.000.000 | (Pure) 1.470.700 mila | [Maggiore per minerale minore (Minerazione, raffinazione, spostamento)] 0.0 | ~ 55- ~ 90 |
| Fusione nucleare (2 H- 3 H) | 300.000.000 | (Liquefatto) 53,414,377.6 | (Dipendente dal metodo di estrazione mineraria di idrogeno-isotopo del fondo marino) 0.0 | |
| Stoccaggio a celle a combustibile (confronto) | ||||
| Direct Methanol | 4,5466 | 3.6 | ~ 1.37 | ~ 3.31 |
| Proton-Exchange (R & D) | fino a 5.68 | fino a 4.5 | (IFF combustibile viene riciclato) 0,0 | |
| Sodio idruro (R & S) | fino a 11.13 | fino a 10.24 | (Vescica per il riciclo di ossido di sodio) 0.0 | |
| Memoria di energia della batteria (confronto) | ||||
| Batteria al piombo | 0,108 | ~ 0.1 | (200-600 Tolleranza del ciclo profondo) 0,0 | |
| Batteria di ferro nichel | 0,0487 – 0,1127 | 0,0658 – 0,1772 | (<40 anni di durata) (2k-3k Cycle Tolerance IF nessun effetto di memoria) 0.0 | |
| Batteria al nichel-cadmio | 0,162 – 0,288 | ~ 0.24 | (1k-1.5k Cycle Tolerance SE nessun effetto Memory) 0.0 | |
| Idruro di metallo nichelato | 0,22 – 0,324 | 0,36 | (300-500 Cycle Tolerance IF nessun effetto memoria) 0.0 | |
| Batteria super ferro | 0,33 | (1,5 * NiMH) 0,54 | (~ 300 Deep-Cycle Tolerance) 0.0 | |
| Batteria in zinco-aria | 0,396 – 0,72 | 0,5924 – 0,8442 | (Riciclabile mediante fusione e rimappatura, non ricarica) 0.0 | |
| Batteria agli ioni di litio | 0,54 – 0,72 | 0.9 – 1.9 | (3-5 y vita) (tolleranza del ciclo profondo 500-1k) 0.0 | |
| Litio-ione-polimero | 0,65 – 0,87 | (1,2 * Li-Ion) 1,08 – 2,28 | (3-5 y Life) (300-500 Tolleranza deep-cycle) 0.0 | |
| Batteria al fosfato di ferro e litio | ||||
| DURACELL Zinc-Air | 1.0584 – 1.5912 | 5.148 – 6.3216 | (1-3 y Periodo di validità) (Riciclabile non ricaricabile) 0.0 | |
| Batteria in alluminio | 1.8 – 4.788 | 7.56 | (10-30 y Life) (3k + Tolleranza deep-cycle) 0.0 | |
| PolyPlusBC Li-Aircell | 3.6 – 32.4 | 3.6 – 17.64 | (Può essere ricaricabile) (potrebbe contenere solfati) 0,0 | |
Gli appunti
Mentre tutti i rapporti di uscita del gas CO2 sono calcolati con meno dell’1% di margine di errore (presupponendo l’ossidazione totale del contenuto di carbonio del carburante), i rapporti preceduti da una Tilde (~) indicano un margine di errore fino a (ma non maggiore di) 9%. I rapporti elencati non includono le emissioni derivanti dalla coltivazione di piante del combustibile / estrazione, purificazione / raffinazione e trasporto. La disponibilità di carburante è in genere del 74-84,3% netto dalla fonte del bilancio energetico.
Mentre la fissione di uranio-235 (235U) non produce direttamente gas CO2, i processi di combustione indiretti di estrazione mineraria, di macinazione, raffinazione, spostamento e radioattività, ecc. Di concentrazioni intermedie di uranio medio o basso producono una certa quantità di anidride carbonica . Gli studi variano in base alla quantità di anidride carbonica emessa. Il gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici delle Nazioni Unite riferisce che il nucleare produce circa 40 g di CO2 per kilowattora (11 g / MJ, pari a 90 MJ / kg CO2e). Una meta-analisi di una serie di studi sulle emissioni del ciclo di vita del CO2 nucleare da parte di accademici Benjamin K. Sovacool rileva che il nucleare produce in media 66 g di CO2 per kilowattora (18,3 g / MJ, equivalenti a 55 MJ / kg CO2e). Un professore australiano afferma che l’energia nucleare produce le emissioni di gas CO2 equivalenti per MJ di energia di produzione netta di una centrale elettrica alimentata a gas naturale. Prof. Mark Diesendorf, Inst. di studi ambientali, UNSW.
Rendimenti delle colture comuni associati alla produzione di biocarburanti
| raccolto | Olio (Kg / ha) | Olio (L / ha) | Olio (Lb / acro) | Olio (US gal / acro) | Olio per semi (kg / 100 kg) | Intervallo di fusione (° C) | Iodio numero | cetano numero | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Olio / Grasso | Metile Estere | Etilico Estere | ||||||||
| Arachide | (Kernel) 42 | |||||||||
| Copra | 62 | |||||||||
| Sego | 35 – 42 | 16 | 12 | 40 – 60 | 75 | |||||
| Lardo | 32 – 36 | 14 | 10 | 60 – 70 | 65 | |||||
| Mais (mais) | 145 | 172 | 129 | 18 | -5 | -10 | -12 | 115 – 124 | 53 | |
| Anacardi | 148 | 176 | 132 | 19 | ||||||
| Avena | 183 | 217 | 163 | 23 | ||||||
| Lupino | 195 | 232 | 175 | 25 | ||||||
| kenaf | 230 | 273 | 205 | 29 | ||||||
| calendola | 256 | 305 | 229 | 33 | ||||||
| cotone | 273 | 325 | 244 | 35 | (Seed) 13 | -1 – 0 | -5 | -8 | 100 – 115 | 55 |
| Canapa | 305 | 363 | 272 | 39 | ||||||
| soia | 375 | 446 | 335 | 48 | 14 | -16 – -12 | -10 | -12 | 125 – 140 | 53 |
| caffè | 386 | 459 | 345 | 49 | ||||||
| Semi di lino (lino) | 402 | 478 | 359 | 51 | -24 | 178 | ||||
| Nocciole | 405 | 482 | 362 | 51 | ||||||
| Euforbia | 440 | 524 | 393 | 56 | ||||||
| Seme di zucca | 449 | 534 | 401 | 57 | ||||||
| Coriandolo | 450 | 536 | 402 | 57 | ||||||
| Semi di senape | 481 | 572 | 430 | 61 | 35 | |||||
| Camelina | 490 | 583 | 438 | 62 | ||||||
| Sesamo | 585 | 696 | 522 | 74 | 50 | |||||
| cartamo | 655 | 779 | 585 | 83 | ||||||
| Riso | 696 | 828 | 622 | 88 | ||||||
| Albero ad olio di Tung | 790 | 940 | 705 | 100 | -2.5 | 168 | ||||
| Girasoli | 800 | 952 | 714 | 102 | 32 | -18 – -17 | -12 | -14 | 125 – 135 | 52 |
| Cacao (cacao) | 863 | 1.026 | 771 | 110 | ||||||
| Arachidi | 890 | 1.059 | 795 | 113 | 3 | 93 | ||||
| Papavero da oppio | 978 | 1.163 | 873 | 124 | ||||||
| colza | 1.000 | 1.190 | 893 | 127 | 37 | -10 – 5 | -10 – 0 | -12 – -2 | 97 – 115 | 55 – 58 |
| Olive | 1.019 | 1.212 | 910 | 129 | -12 – -6 | -6 | -8 | 77 – 94 | 60 | |
| Semi di ricino | 1.188 | 1.413 | 1.061 | 151 | (Seed) 50 | -18 | 85 | |||
| Noci pecan | 1.505 | 1.791 | 1.344 | 191 | ||||||
| Jojoba | 1.528 | 1.818 | 1.365 | 194 | ||||||
| Jatropha | 1.590 | 1.892 | 1.420 | 202 | ||||||
| Noci di macadamia | 1.887 | 2.246 | 1.685 | 240 | ||||||
| Noci brasiliane | 2.010 | 2.392 | 1.795 | 255 | ||||||
| Avocado | 2217 | 2.638 | 1.980 | 282 | ||||||
| Noce di cocco | 2.260 | 2.689 | 2.018 | 287 | 20 – 25 | -9 | -6 | 8 – 10 | 70 | |
| Sego cinese[nc 2] | 4.700 | 500 | ||||||||
| Olio di palma | 5.000 | 5.950 | 4.465 | 635 | 20- (Kernal) 36 | 20 – 40 | -8 – 21 | -8 – 18 | 12 – 95 | 65 – 85 |
| Alghe | 95.000 | 10.000 [ citazione necessaria ] | ||||||||
| raccolto | Olio (Kg / ha) | Olio (L / ha) | Olio (Lb / acro) | Olio (US gal / acro) | Olio per semi (kg / 100 kg) | Intervallo di fusione (° C) | Iodio numero | cetano numero | ||
| Olio / Grasso | Metile Estere | Etilico Estere | ||||||||
Gli appunti
Tipica estrazione di olio da 100 kg di semi oleosi
Il Sego cinese (Sapium sebiferum o Tradica Sebifera) è anche conosciuto come “Popcorn Tree”