چرا به اتانول سوخت سبز می گویند

هشدار جاوا اسکریپت غیرفعال است

برای استفاده از بسیاری از ویژگی های گاما و بسیاری از وب سایت ها، باید جاوا اسکریپت را در مرورگر خود فعال کنید.

برای این کار باید به تنظیمات مرورگر خود مراجعه کنید.

سوخت سبز که سوخت زیستی نیز نامیده می شود، نوعی سوخت است که از تقطیر مواد گیاهی، میکروبی و حیوانی به دست می آید. سوخت سبز یک منبع انرژی تجدید پذیر است و در مقایسه با سوخت های فسیلی آلودگی زیست محیطی ایجاد نمی کند.

نمونه‌هایی از سوخت‌های سبز شامل اتانول (که اغلب از ذرت در ایالات متحده و نیشکر در برزیل تهیه می‌شود)، بیودیزل (ساخته شده از روغن‌های گیاهی مایع و چربی‌های حیوانی)، دیزل سبز (مشتق‌شده از جلبک‌ها و سایر منابع گیاهی) و بیوگاز (متان منشا حیوانی). کود و سایر مواد آلی هضم شده).

در جستجوی ناامیدانه برای منابع انرژی جایگزین، با پایان یافتن منابع سوخت فسیلی در جهان، از سوخت سبز به عنوان یک گزینه ممکن استفاده خواهد شد. منتقدان معتقدند که اصطلاح “سوخت سبز” نام اشتباهی برای این مواد است، زیرا تبدیل محصولات به سوخت سبز در واقع مقدار قابل توجهی از آلودگی ایجاد می کند که می تواند به اندازه روش های فعلی برای محیط زیست مضر باشد.

سوخت های سبز می توانند جامد، مایع یا گاز باشند. این سوخت ها به صورت مایع و گاز بسیار مفید هستند زیرا حمل و نقل و احتراق را بسیار ساده و تمیز می کنند. این موارد در موضوع سوخت سبز شیمی یازدهم ذکر شده است. در ادامه مقاله مجله جهان شیمی فیزیک توضیحات تکمیلی در این زمینه ارائه خواهد شد.

مزایا و معایب سوخت سبز

افرادی که نگران امنیت انرژی و انتشار دی اکسید کربن هستند، سوخت های سبز را جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی می دانند. این در حالی است که سوخت های سبز نیز کاستی ها و مشکلاتی دارند.

به عنوان مثال، تولید اتانول به انرژی بیشتری نسبت به تولید بنزین نیاز دارد و منتقدان ادعا می کنند که استفاده از اتانول بسیار گران است. زیرا تولید اتانول در واقع انرژی خالص را کاهش می دهد و در عین حال قیمت خوراک را افزایش می دهد.

سوخت سبز همچنین به یک موضوع داغ در میان گروه‌های حفاظت از محیط زیست تبدیل شده است، زیرا آنها معتقدند سوخت‌های زیستی بهتر است به عنوان منبع غذایی به جای سوخت مورد استفاده قرار گیرند. استفاده از مقدار زیادی زمین زراعی برای مواد بیولوژیکی که برای تولید این ترکیبات استفاده می شود، نگرانی های زیادی را ایجاد کرده است. زیرا مشکلاتی مانند فرسایش خاک، جنگل زدایی، رواناب کودها و شوری خاک را به همراه خواهد داشت.

سوخت سبز چگونه تولید می شود؟

برخی از سوخت‌های سبز که از دوران باستان استفاده می‌شدند، مانند چوب، می‌توانند مستقیماً به‌عنوان ماده خام برای تولید گرما استفاده شوند. از گرما می توان برای تولید ژنراتورهای نیروگاهی برای تولید برق استفاده کرد. تعدادی از نیروگاه ها که هنوز در حال کار هستند انرژی خود را از سوزاندن چمن، چوب یا دیگر انواع زیست توده به دست می آورند.

در حال حاضر، سوخت های سبز مایع به دلیل زیرساخت های گسترده ای که در حال حاضر برای استفاده از آنها، به ویژه برای حمل و نقل وجود دارد، مورد توجه قابل توجهی قرار گرفته اند. اتانول به عنوان معروف ترین سوخت سبز مایع از تخمیر نشاسته یا شکر تولید می شود. برزیل و ایالات متحده تولیدکنندگان عمده اتانول هستند. در ایالات متحده، اتانول عمدتاً از دانه‌های ذرت ساخته می‌شود که از آن برای تولید «بنزوهول» استفاده می‌شود، سوختی که 10 درصد آن اتانول و بقیه بنزین است.

در برزیل، اتانول عمدتاً از نیشکر ساخته می شود و معمولاً به عنوان سوخت 100٪ اتانول یا در مخلوط بنزین حاوی 85٪ اتانول استفاده می شود. برخلاف اتانول “نسل اول” تولید شده از محصولات غذایی، اتانول سلولزی “نسل دوم” از زیست توده کم ارزشی که حاوی مقدار زیادی سلولز از جمله خرده‌های چوب، جمع‌آوری بقایای زباله و زباله‌های شهری است، به دست می‌آید.

جالب است بدانید:

اتانول سلولزی معمولاً از باگاس نیشکر، ضایعات حاصل از فرآوری شکر یا علف‌های مختلف که می‌توانند در زمین‌های بی‌کیفیت رشد کنند، ساخته می‌شود. با توجه به اینکه نرخ تبدیل سوخت های سبز نسل اول کم است، اتانول سلولزی اغلب به عنوان یک افزودنی بنزین استفاده می شود.

دومین سوخت سبز مایع رایج، بیودیزل است که عمدتاً از گیاهان دانه‌های روغنی (مانند سویا یا روغن نخل) و تا حدودی از سایر منابع روغنی (مانند باقیمانده روغن سرخ کردنی رستوران‌ها) تهیه می‌شود. بیودیزل که بیشترین استقبال را در اروپا به دست آورده است، در موتورهای دیزلی استفاده می شود و معمولاً با سوخت دیزل مبتنی بر نفت با درصدهای مختلف مخلوط می شود.

استفاده از جلبک ها و سیانوباکتری ها به عنوان منبع بیودیزل “نسل سوم” امیدوارکننده است، اما توسعه این بخش از نظر اقتصادی بسیار دشوار است. برخی از گونه های جلبک حاوی 40 درصد لیپید وزنی هستند که می توانند به بیودیزل یا روغن مصنوعی تبدیل شوند. برخی تخمین ها نشان می دهد که جلبک ها و سیانوباکتری ها می توانند بین 10 تا 100 برابر بیشتر از نسل دوم سوخت در هر واحد تولید کنند.

سایر سوخت های سبز عبارتند از: گاز متان و بیوگاز که می توان از تجزیه زیست توده در غیاب اکسیژن به دست آورد و متانول، بوتانول و دی متیل اتر تولید کرد.

چشم انداز تولید و کاربرد سوخت سبز

نوآوری های اخیر فناوری، زمینه های پیشرفته ای را برای تولید سوخت های سبز ایجاد کرده است که بر استفاده از منابع غیرغذایی و عدم اتلاف انرژی تمرکز دارد. با تبدیل مواد دفن زباله، ضایعات، چوب غیر مصرفی و قطعات گیاهی به این ترکیبات، نه تنها استفاده از سوخت های فسیلی را کاهش داده ایم، بلکه مقادیر زیادی زباله را نیز به طور موثر بازیافت کرده ایم. این سوخت‌های سبز به خنثی کردن بحث در مورد اینکه آیا کشت محصولات برای سوخت منجر به کاهش محصولات غذایی می‌شود، کمک می‌کند.

شکل جدیدی از سوخت را می توان به معنای واقعی کلمه سبز نامید زیرا از جلبک های سبز می آید. جلبک ها که اغلب در سطح آب رشد می کنند، گیاهان کوچک و سریع رشد هستند. سودمندی آنها به عنوان سوخت از این واقعیت ناشی می شود که آنها دارای محتوای روغن بسیار بالایی هستند که می تواند مانند سایر فرآورده های نفتی فرآوری شود. امروزه بسیاری از کشورها در حال انجام تحقیقات گسترده ای در مورد جلبک های با رشد آسان و بسیار سریع هستند. بر اساس برخی تخمین های شرکت های تولید کننده روغن جلبک، یک هکتار جلبک می تواند 200 برابر بیشتر از یک هکتار ذرت نفت تولید کند.

بهتر است بدانید:

برخی از منتقدان نسبت به این ایده که سوخت سبز باعث آلودگی محیط زیست نمی شود، هشدار داده اند. تبدیل گیاهان، شکر و نشاسته به اتانول در سال های اخیر به شدت مورد انتقاد قرار گرفته است. این گیاهان نه تنها فضا را برای رشد غذا از بین می برند، بلکه فرآیند تخمیر آنها باعث آلودگی هوا می شود. علاوه بر این، سوخت سبز لزوماً تمیز نمی سوزد و در صورت استفاده می تواند فرمالدئید، ازن و سایر مواد سرطان زا را منتشر کند.

هنوز مشخص نیست که آیا سوخت‌های سبز موجود گامی به سوی آینده سوخت پاک هستند یا صرفاً راهی موقت برای استفاده کمتر از سوخت‌های فسیلی. دولت‌ها در سراسر جهان منابع عظیمی را برای یافتن سوخت‌های پاک و پایدار اختصاص می‌دهند تا جایگزین ذخایر آلاینده و رو به اتمام سریع نفت شوند. این ترکیبات ممکن است راه حل کاملی برای مشکلات تقاضای جهانی نفت و حفظ آن نباشند، اما همچنان یک نوآوری مهم هستند که می توانند راه را برای آینده ای بهتر هموار کنند.

استفاده از سوخت سبز در صنایع شیمیایی

یک روش جدید مبتنی بر مس می تواند به شیمیدانان کمک کند گازهای گلخانه ای ناخواسته را به سوخت سبز مطلوب بازیافت کنند. به عنوان یک گاز گلخانه ای، دی اکسید کربن یا CO 2 به گرم شدن جو کمک می کند. اما اخیرا مقدار زیادی از این گاز جو را اشغال کرده است.

تیمی از محققان راهی برای تبدیل دی اکسید کربن به یک محصول مفید یافته اند. آنها CO 2 را به اتانول تبدیل می کنند. این یک ماده شیمیایی تقویت کننده اکتان بنزین است که به اکثر ذخایر بنزین در ایالات متحده اضافه می شود.

افزودن اتانول انرژی یک گالن بنزین را کاهش می دهد. اما به دلیل اینکه به پاک‌کننده سوختن بنزین کمک می‌کند، مقرون به صرفه است. بنابراین، ساخت اتانول از CO2 برای محیط زیست بسیار مفید است.

برای انجام این کار، محققان ابتدا باید CO2 را به عناصر تشکیل دهنده آن تجزیه کنند. به نظر می رسد کار بسیار دشواری باشد. در چنین شرایطی، شیمیدانان اغلب از کاتالیزورها استفاده می کنند، زیرا این مواد واکنش شیمیایی را سرعت می بخشند.

ملاحظات اقتصادی و زیست محیطی سوخت سبز

هنگام ارزیابی مزایای اقتصادی سوخت های سبز، انرژی مورد نیاز برای تولید آنها باید در نظر گرفته شود. برای مثال، فرآیند کشت ذرت برای تولید اتانول، سوخت‌های فسیلی را در تجهیزات کشاورزی، تولید کود، حمل و نقل ذرت و تقطیر اتانول مصرف می‌کند. از این نظر، اتانول از ذرت نشان دهنده انرژی نسبتا کم است. انرژی نیشکر بیشتر است و حتی می تواند از اتانول سلولزی یا بیودیزل جلبک بیشتر باشد.

سوخت‌های سبز مزایای زیست‌محیطی نیز دارند، اما بسته به نحوه تولید آن‌ها، می‌توانند جنبه‌های منفی زیست‌محیطی جدی نیز داشته باشند. به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر، سوخت های گیاهی سبز در واقع کمک چندانی به گرمایش جهانی و تغییرات آب و هوایی می کند.

با این حال، در عمل، تولید صنعتی سوخت‌های کشاورزی سبز می‌تواند منجر به انتشار گازهای گلخانه‌ای اضافی شود که می‌تواند مزایای استفاده از سوخت تجدیدپذیر را نفی کند. این انتشارات شامل دی اکسید کربن ناشی از سوزاندن سوخت های فسیلی در طول فرآیند تولید و اکسید نیتروژن از خاک غنی شده با کودهای نیتروژنی است. در این راستا زیست توده سلولزی مفیدتر تلقی می شود.

بهتر است بدانید:

کاربری زمین نیز عامل مهمی در ارزیابی مزایای سوخت های سبز است. استفاده از مواد اولیه معمولی مانند ذرت و سویا به عنوان یکی از اجزای اصلی سوخت های سبز نسل اول بحث “غذا در مقابل سوخت” را مطرح می کند. استفاده از زمین های زراعی و مواد خوراکی از زنجیره غذایی انسان برای تولید این ترکیبات می تواند بر اقتصاد قیمت و در دسترس بودن مواد غذایی تأثیر بگذارد. علاوه بر این، محصولات انرژی‌زا که برای سوخت‌های سبز رشد می‌کنند، می‌توانند برای زیستگاه‌های طبیعی جهان رقابت کنند.

بنابراین، روش مناسب تولید این ترکیبات برای رفع همه نیازها به طور همزمان هنوز مورد بحث و بررسی بسیاری است، اما رشد سریع در تولید سوخت سبز ادامه خواهد داشت. در ایالات متحده، قانون امنیت و استقلال انرژی در سال 2007 مجاز به استفاده از 136 میلیارد لیتر (36 میلیارد گالن) سوخت سبز در سال تا سال 2022 است که بیش از شش برابر افزایش تولید در سال 2006 است. این قانون همچنین در نظر دارد. ، با شرایط خاص، 79 میلیارد لیتر (21 میلیارد گالن) از مقدار کل آنها به عنوان سوخت سبز بدون اتانول مشتق شده از ذرت است. در مورد سوخت سبز نیز تحقیقاتی در ایران در حال انجام است.

اتانول با فرمول شیمیایی C2H6O یک ماده طبیعی است که نوعی الکل محسوب می شود. نام های دیگر این ماده اتیل الکل و الکل غلات است. اتیل الکل کاربردهای زیادی دارد. برخی از کاربردهای اتانول عبارتند از استفاده در عطر، ادکلن و همچنین به عنوان سوخت در برخی خودروها. اتیل الکل مایعی قابل احتراق و بی رنگ است که بوی نسبتاً تند دارد. از دیگر مصارف آن می توان به استفاده در صنایع ضد عفونی، رنگرزی و غیره اشاره کرد. اتانول دارای ویسکوزیته مشابه آب است، بنابراین از آن به عنوان حلال استفاده می شود. در این مقاله به اهمیت اتانول به عنوان سوخت می پردازیم.

اتانول سوخت چیست؟

اتانول یک سوخت تمیز و با اکتان بالا است که از گیاهان تولید می شود. اتیل الکل از انرژی های تجدید پذیر ساخته شده است، بنابراین انتشار گازهای گلخانه ای را تا بیش از 90٪ کاهش می دهد. سوخت اتانول از الکل اتیلیک ساخته می شود. اتیل الکل ماده ای است که در نوشیدنی های الکلی استفاده می شود و می تواند به عنوان سوخت نیز استفاده شود. اتانول هم به عنوان سوخت کامل و هم به عنوان افزودنی بنزین استفاده می شود. استفاده از الکل اتیلیک به عنوان سوخت در سال های اخیر به طور چشمگیری افزایش یافته است. تولید این سوخت بین سال های 2000 تا 2007 به سه برابر ظرفیت قبلی افزایش یافت. برزیل و آمریکا از تولیدکنندگان اصلی این سوخت در جهان هستند.

تاریخچه اتانول

اهمیت اتانول امروزه بسیار مشهود است. تاریخچه استفاده از الکل اتیلیک به عنوان سوخت به سال ها قبل برمی گردد. اتومبیل هایی که با سوخت سبز کار می کنند اولین بار توسط هنری فورد در سال 1908 طراحی شدند. همچنین در زیمبابوه برای اولین بار مردم از سوخت اتانول به طور گسترده استفاده کردند. بین دهه 1970 و 1990، بین 10 تا 25 درصد سوخت مورد استفاده در این کشور از ترکیبات اتانول ساخته می شد. البته اتانول که برای کاهش کمبود سوخت و گرانی بنزین در این کشور استفاده می شد، به دلیل خشکسالی و همچنین کاهش قیمت نفت در سراسر جهان تا حدودی کنار گذاشته شد. مخلوط اتانول حاوی 4-7 درصد آب است. با این حال، در ترکیبات فعلی اتانول آب وجود ندارد و خلوص آن تقریباً 99.6٪ است.

کاربردهای اتانول چیست؟

تعداد زیادی از کشورها از مخلوط اتیل الکل به عنوان سوخت استفاده می کنند. این کشورها همچنین مشوق هایی را برای تشویق مردم به استفاده از این نوع سوخت ارائه می دهند. ارائه این مشوق ها به این دلیل است که استفاده از اتانول به عنوان سوخت فواید زیادی برای کشور دارد. ایجاد اشتغال، صرفه جویی ارزی، حفظ محیط زیست، ترویج کشاورزی و کاهش قیمت بنزین از مزایای استفاده از این نوع سوخت است. البته کشورهایی در دنیا هستند که از این نوع سوخت استفاده نمی کنند. اما با توجه به شرایط سوخت های فسیلی باید در آینده نیز به این سمت گرایش پیدا کنند. در واقع اتانول را می توان سوختی دانست که قطعا در آینده بیشتر درباره آن خواهید شنید.

سوخت سبز چیست؟

سوخت‌های سبز یا سوخت‌های زیستی، سوخت‌های تجدیدپذیر کربن خنثی یا حتی بدون کربن هستند. این سوخت ها برای کربن زدایی صنایع سنگین مانند کشتیرانی بسیار مهم هستند. سوخت های سبز را می توان سوختی دوستدار طبیعت دانست که برخلاف سوخت های فسیلی آسیب چندانی به طبیعت وارد نمی کند. البته برخی از مخالفان سوخت سبز معتقدند که این نوع سوخت می تواند برای محیط زیست نیز مضر باشد زیرا فرآیند تولید آن آلودگی زیادی ایجاد می کند. سوخت سبز به طور کلی از دو نوع گیاه تولید می شود. دسته اول شامل محصولات تولیدکننده قند مانند نیشکر و ذرت است که در آنها باید از فرآیند تخمیر برای تولید الکل اتیلیک استفاده شود.

دسته دوم گیاهان تولید کننده روغن هستند، در این دسته روغن نباتی مانند منابع فسیلی است که با موتور قابل سوزاندن است. فناوری های جدید بیشتر بر تبدیل زباله ها به سوخت های سبز متمرکز شده اند. بنابراین، با بازیافت زباله های غیرقابل خوردن، هم می توان مصرف سوخت را کاهش داد و هم مقدار زیادی از زباله را بازیافت کرد. این سوال می تواند در رفع انتقادات وارد شده در مورد آسیب های وارده به محیط زیست در هنگام تولید سوخت سبز مفید باشد.

اشکال جدید سوخت سبز

نوع جدیدی از سوخت سبز در حال تولید است که به معنای واقعی کلمه می توان آن را سوخت سبز نامید. این نوع سوخت ها از جلبک ها به دست می آیند. جلبک دریایی گیاهی روی آب است که رشد سریعی دارد. دلیل استفاده از این گیاه به عنوان سوخت این است که جلبک دریایی دارای روغن بسیار بالایی است که مانند سایر محصولات قابل فرآوری است. در حال حاضر بسیاری از کشورها در حال بررسی این موضوع هستند. بر اساس تحقیقات جدید، 1000 متر جلبک می تواند 200 برابر بیشتر از ذرت سوخت تولید کند.

مزایا و معایب سوخت سبز

هنوز مشخص نیست که آیا سوخت سبز می تواند آینده بشریت را متحول کند یا تنها یک راه حل موقت است. اما دولت‌ها در سراسر جهان منابع عظیمی را به یافتن سوخت‌های پاک اختصاص داده‌اند تا جایگزین ذخایر نفتی شوند که به سرعت در حال اتمام هستند. با این حال، سوخت سبز ممکن است جایگزینی برای تنها نیاز به نفت نباشد، اما همچنان می توان آن را یک نوآوری بسیار مهم در نظر گرفت.

آیا اتانول یک سوخت سبز است؟

پس از اطلاع از سوخت سبز، در پاسخ به این سوال که آیا اتانول یک سوخت سبز است، باید گفت که بله، الکل غلات را می توان سوخت سبز دانست. اتانول یک سوخت تجدیدپذیر است که از زیست توده تولید می شود. این ماده تمیزتر و کاملتر از بنزین می سوزد و آلودگی کمتری ایجاد می کند. اتیل الکل انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد زیرا دانه یا زیست توده مورد استفاده برای تولید آن دی اکسید کربن را هنگام رشد جذب می کند.

مزایا و معایب استفاده از اتانول به عنوان سوخت سبز

استفاده از هر ترکیبی می تواند مزایا و معایبی داشته باشد. از این رو در این بخش قصد داریم برخی از مزایا و معایب استفاده از اتانول را نام ببریم.

فواید

اتانول مایعی شفاف و بی رنگ است. امتیاز اکتان بالاتری نسبت به بنزین دارد و خواص اختلاط عالی را ارائه می دهد. همانطور که می دانید عدد اکتان باید دارای یک مقدار استاندارد باشد تا به موتور آسیبی وارد نشود. به همین دلیل اتانول به بنزین با اکتان کم اضافه می شود تا به اکتان استاندارد 87 دست یابد. از دیگر مزایای این ماده، کاهش آسیب های زیست محیطی است. در واقع استفاده از این ماده به عنوان سوخت می تواند انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش دهد.

معایب

اتیل الکل علاوه بر مزایایی که دارد معایبی نیز دارد. این ماده انرژی کمتری نسبت به بنزین دارد که به کیفیت های مختلف آن بستگی دارد. به طور کلی انرژی اتانول حدود 30 درصد کمتر از همان مقدار بنزین است. البته باید به این نکته نیز اشاره کرد که تاثیر این ماده در مصرف سوخت به بهینه سازی موتور برای استفاده از اتانول بستگی دارد. علاوه بر این، برای تبدیل مواد اولیه به الکل اتیلیک انرژی زیادی لازم است. البته نتیجه انرژی حاصل از اتیل الکل مثبت است. یعنی انرژی مصرفی برای تولید آن کمتر از انرژی دریافتی است.

سوالات متداول اتانول یک سوخت سبز است

1- آیا استفاده از اتانول باعث جلوگیری از بحران گرمایش زمین می شود؟

اتانول و سایر سوخت های زیستی به دلیل توانایی خود در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می توانند در پیشگیری از این امر بسیار مفید باشند. استفاده از این ماده باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای تا 48 درصد در مقایسه با بنزین می شود.

2- آیا استفاده از اتانول در خودروهای معمولی می تواند به موتور آسیب برساند؟

آره. اگر در خودروهای قدیمی از اتانول یا حتی بنزین با درصد اتیل الکل استفاده شود، ممکن است موتور آسیب ببیند. در واقع برای استفاده از این ماده به عنوان سوخت در خودرو، باید موتور خودرو بهینه شود.

3- آیا اتانول می تواند در انسان مسمومیت ایجاد کند؟

بله مسمومیت با این ماده ممکن است رخ دهد. دوز 5 میلی گرم در دسی لیتر در بزرگسالان و 3 میلی گرم در دسی لیتر در کودکان می تواند باعث مسمومیت شود.

4- آیا اتانول ارزانتر از بنزین است؟

سوخت اتانول (E85) در هر باک ارزانتر از بنزین است. اما به دلیل انرژی کم اتانول، هزینه سفر یک مایلی بیشتر از بنزین است. استفاده از سوخت اتانول هیچ تفاوتی در عملکرد موتور خودرو ایجاد نمی کند.

5- آیا می توان موتور خودرو را با اتانول تمیز کرد؟

اتانول یک پاک کننده بسیار قوی است. این ماده می تواند موتور خودرو، خطوط سوخت و انژکتورها را از رسوبات پاک کند. رسوب در محفظه احتراق و انژکتورها بسیار رایج است که با استفاده از این ماده به خوبی تمیز می شود.