Энергетическая ценность биотоплива - Energy content of biofuel
В энергетическая ценность биотоплива это описание химическая энергия содержится в данном биотопливо, измеряется на единицу массы этого топлива, как удельная энергия, или на единицу объема топлива, как плотность энергии.Биотопливо - это топливо, произведенный из живые организмы. Биотопливо включает биоэтанол, алкоголь сделан ферментация - часто используется как бензин добавка, и биодизель, который обычно используется как дизель добавка. Удельная энергия энергия за единицу масса, который используется для описания энергия содержание топлива, выраженное в SI единиц как джоуль на килограмм (Дж / кг) или эквивалентные единицы.[1] Плотность энергии - это количество энергии, хранящейся в топливе на единицу объем, выражается в единицах СИ как джоуль на литр (Дж / л) или эквивалентные единицы.[2]
Энергия и CO2 производство обычного биотоплива
В приведенной ниже таблице включены записи о популярных веществах, уже используемых для получения энергии или обсуждаемых для такого использования.
Второй столбец показывает удельная энергия, содержание энергии в мегаджоули на единицу массы в килограммы, полезно для понимания энергии, которую можно извлечь из топлива.
В третьем столбце таблицы перечислены плотность энергии, энергосодержание на литр объема, что полезно для понимания пространства, необходимого для хранения топлива.
Последние две колонки посвящены углеродный след топлива. Четвертый столбец содержит долю CO2 высвобождается при преобразовании топлива в энергию по отношению к его начальной массе, а в пятом столбце указывается энергия, произведенная на килограмм CO2 произведено. Как правило, более высокое значение в этом столбце лучше для окружающей среды. Но эти цифры не учитывают другие парниковые газы, выделяемые при сжигании, производстве, хранении или транспортировке. Например, метан может иметь скрытые экологические издержки, которые не отражены в таблице. [1]
| Тип топлива | Удельная энергия (MJ /кг) | Плотность энергии (MJ /L ) | CO2 Газ из использованного топлива (кг / кг)[nb 1] | Энергия на CO2 (MJ /кг) |
|---|---|---|---|---|
| Твердое топливо | ||||
| Багасса (Трость Стебли ) | 9.6 | ~ +40% (С6ЧАС10О5)п +15% (C26ЧАС42О21)п +15% (C9ЧАС10О2)п 1.30 | 7.41 | |
| Мякина (оболочки семян) | 14.6 | [Пожалуйста, вставьте здесь средний состав] | ||
| Животное Навоз /Навоз | [2] 10-[3] 15 | [Пожалуйста, вставьте здесь средний состав] | ||
| Сушеные растения (C6ЧАС10О5)п | 10 – 16 | 1.6 - 16.64 | ЕСЛИ 50% (С6ЧАС10О5)п +25% (C26ЧАС42О21)п +25% (C10ЧАС12О3)п 1.84 | 5.44-8.70 |
| Древесное топливо (C6ЧАС10О5)п | 16 – 21 | [4] 2.56 - 21.84 | ЕСЛИ 45% (С6ЧАС10О5)п +25% (C26ЧАС42О21)п +30% (C10ЧАС12О3)п 1.88 | 8.51-11.17 |
| Древесный уголь | 30 | 85-98% углерода +ЛОС +Ясень 3.63 | 8.27 | |
| Жидкое топливо | ||||
| Пиролизное масло | 17.5 | 21.35 | варьируется | варьируется |
| Метанол (CH3-ОЙ) | 19.9 – 22.7 | 15.9 | 1.37 | 14.49-16.53 |
| Этанол (CH3-CH2-ОЙ) | 23.4 – 26.8 | 18.4 - 21.2 | 1.91 | 12.25-14.03 |
| Экален | 28.4 | 22.7 | 75% С2ЧАС6О +9% С3ЧАС8О +7% С4ЧАС10О +5% С5ЧАС12О +4% Hx 2.03 | 14.02 |
| Бутанол (CH3- (CH2)3-ОЙ) | 36 | 29.2 | 2.37 | 15.16 |
| Жир | 37.656 | 31.68 | [Пожалуйста, вставьте здесь средний состав] | |
| Биодизель | 37.8 | 33.3 – 35.7 | ~2.85 | ~13.26 |
| Подсолнечное масло (C18ЧАС32О2) | [5] 39.49 | 33.18 | (12% (C16ЧАС32О2) +16% (C18ЧАС34О2) +71% (ЛА) +1% (ALA) )2.81 | 14.04 |
| касторка (C18ЧАС34О3) | [6] 39.5 | 33.21 | (1% PA +1% SA +89.5% ROA +3% OA +4.2% ЛА +0.3% ALA )2.67 | 14.80 |
| Оливковое масло (C18ЧАС34О2) | 39.25 - 39.82 | 33 - 33.48 | (15% (C16ЧАС32О2) +75% (C18ЧАС34О2) +9% (ЛА) +1% (ALA) )2.80 | 14.03 |
| Газообразное топливо | ||||
| Метан (CH4) | 55 – 55.7 | (Сжиженный) 23,0 - 23,3 | (Утечка метана составляет 23 × теплица эффект CO2) 2.74 | 20.05-20.30 |
| Водород (H2) | 120 – 142 | (Сжиженный) 8,5 - 10,1 | (Утечка водорода слегка катализирует истощение озонового слоя ) 0.0 | |
| Ископаемое топливо (сравнение) | ||||
| Каменный уголь | 29.3 – 33.5 | 39.85 - 74.43 | (Не считая:CO, НетИкс, Сульфаты & Частицы ) ~3.59 | ~8.16-9.33 |
| Сырая нефть | 41.868 | 28 – 31.4 | (Не считая: CO, NOИкс, Сульфаты и твердые частицы) ~ 3.4 | ~12.31 |
| Бензин | 45 – 48.3 | 32 – 34.8 | (Не считая: CO, NOИкс, Сульфаты и твердые частицы) ~ 3.30 | ~13.64-14.64 |
| Дизель | 48.1 | 40.3 | (Не считая: CO, NOИкс, Сульфаты и твердые частицы) ~ 3.4 | ~14.15 |
| Натуральный газ | 38 – 50 | (Сжиженный) 25,5 - 28,7 | (Этан, Пропан & Бутан N / C: CO, НЕТИкс И сульфаты) ~ 3,00 | ~12.67-16.67 |
| Этан (CH3-CH3) | 51.9 | (Сжиженный) ~ 24,0 | 2.93 | 17.71 |
| Ядерное топливо (сравнение)[nb 2] | ||||
| Уран -235 (235U) | 77,000,000 | (Чистый) 1,470,700,000 | [Больше для меньшего руда конц. (Добыча полезных ископаемых, Рафинирование, Переезд )] 0.0 | ~55[4] - ~90[3] |
| Термоядерная реакция (2ЧАС -3ЧАС) | 300,000,000 | (Сжиженный) 53 414 377,6 | (Морское дно Водород -Изотоп Добыча полезных ископаемых -Метод Зависимый) 0,0 | |
| Накопитель энергии топливных элементов (сравнение) | ||||
| Прямой метанол | 4.5466 | [7] 3.6 | ~1.37 | ~3.31 |
| Протонный обмен (НИОКР) | до 5,68 | до 4,5 | (Топливо IFF перерабатывается) 0,0 | |
| Гидрид натрия (НИОКР) | до 11,13 | до 10,24 | (Мочевой пузырь для рециркуляции оксида натрия) 0,0 | |
| Аккумуляторная батарея (сравнение) | ||||
| Свинцово-кислотная батарея | 0.108 | ~0.1 | (Допуск 200-600 глубокого цикла) 0,0 | |
| Никель-железный аккумулятор | [8] 0.0487 - 0.1127 | 0.0658 - 0.1772 | (<40у Срок службы) (Допуск цикла 2k-3k ЕСЛИ нет Эффект памяти ) 0.0 | |
| Никель-кадмиевый аккумулятор | 0.162 - 0.288 | ~0.24 | (Допуск цикла 1–1,5 тыс., Если нет эффекта памяти) 0,0 | |
| Металлогидрид никеля | 0.22 - 0.324 | 0.36 | (Допуск цикла 300-500, ЕСЛИ нет эффекта памяти) 0,0 | |
| Супер железный аккумулятор | 0.33 | [9] (1.5 * NiMH ) 0.54 | [10] (~ 300 Допуск глубокого цикла) 0,0 | |
| Цинково-воздушная батарея | 0.396 - 0.72 | [11] 0.5924 - 0.8442 | (Возможность вторичной переработки путем плавления и ремикширования, без перезарядки) 0,0 | |
| Литий-ионный аккумулятор | 0.54 - 0.72 | 0.9 - 1.9 | (Срок службы 3-5 лет) (Допуск глубокого цикла 500-1k) 0,0 | |
| Литий-ионно-полимерный | 0.65 - 0.87 | (1.2 * Литий-ионный )1.08 - 2.28 | (Срок службы 3-5 лет) (Допуск 300-500 глубокого цикла) 0,0 | |
| Литий-железо-фосфатный аккумулятор | ||||
| DURACELL Цинк-Эйр | 1.0584 - 1.5912 | 5.148 - 6.3216 | (1-3 года Срок годности) (Не подлежит вторичной переработке, не подлежит перезарядке) 0,0 | |
| Алюминиевый аккумулятор | 1.8 - 4.788 | 7.56 | (Срок службы 10-30 лет) (3k + допуск на глубокий цикл) 0,0 | |
| PolyPlusBC Li-Aircell | 3.6 - 32.4 | 3.6 - 17.64 | (Может быть перезаряжаемым) (Возможны утечки сульфатов) 0,0 | |
Примечания
- ^ Пока все CO2 коэффициенты выхода газа рассчитаны с точностью менее 1% погрешность (при условии, что общая окисление содержания углерода в топливе), коэффициенты, которым предшествует Тильда (~) указывают погрешность до (но не более) 9%. Указанные коэффициенты не включают выбросы из топлива выращивание растений /Добыча полезных ископаемых, очистка / переработка и транспортировка. Наличие топлива обычно составляет 74–-84,3% НЕТТО от источника Энергетический баланс.
- ^ В то время как Уран-235 (235U) деление не дает CO2 газа напрямую, косвенные процессы сжигания ископаемого топлива Добыча полезных ископаемых, Фрезерование, Рафинирование, Переезд & Захоронение радиоактивных отходов и т. д. среднего и низкого качества урановая руда концентрации производит некоторое количество углекислого газа. Исследования различаются по количеству выделяемого углекислого газа. В Объединенные Нации Межправительственная комиссия по изменению климата сообщает, что ядерная энергия производит около 40 г CO2 на киловатт-час (11 г / МДж, что эквивалентно 90 МДж / кг CO2д).[3] Метаанализ ряда исследований ядерного СО2 выбросы жизненного цикла академическими Бенджамин К. Совакул находит, что ядерная энергия в среднем производит 66 г CO2 на киловатт-час (18,3 г / МДж, что эквивалентно 55 МДж / кг CO2д).[4] Один австралийский профессор утверждает, что ядерная энергия производит эквивалент CO2 газ выбросы на MJ чистой выходной энергии Натуральный газ сожгли электростанцию. Проф. Марк Дизендорф, Inst. экологических исследований, UNSW.
Урожайность обычных культур, связанных с производством биотоплива
В приведенной ниже таблице требуются ссылки и объяснение методологии![нужна цитата ]
| Обрезать | Масло (кг/ха ) | Масло (L /ха ) | Масло (фунт/акр ) | Масло (Галлон США /акр ) | Масло на семена[NC 1] (кг / 100 кг) | Диапазон плавления (° C) | Йод количество | Цетан количество | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Масло / Жир | Метил Сложный эфир | Этил Сложный эфир | ||||||||
| Арахис | (Ядро) 42 | |||||||||
| Копра | 62 | |||||||||
| Жир | 35 - 42 | 16 | 12 | 40 - 60 | 75 | |||||
| Сало | 32 - 36 | 14 | 10 | 60 - 70 | 65 | |||||
| Кукуруза (кукуруза) | 145 | 172 | 129 | 18 | -5 | -10 | -12 | 115 - 124 | 53 | |
| Кешью | 148 | 176 | 132 | 19 | ||||||
| Овес | 183 | 217 | 163 | 23 | ||||||
| Люпин | 195 | 232 | 175 | 25 | ||||||
| Кенаф | 230 | 273 | 205 | 29 | ||||||
| Календула | 256 | 305 | 229 | 33 | ||||||
| Хлопок | 273 | 325 | 244 | 35 | (Семя) 13 | -1 - 0 | -5 | -8 | 100 - 115 | 55 |
| Конопля | 305 | 363 | 272 | 39 | ||||||
| Соя | 375 | 446 | 335 | 48 | 14 | -16 - -12 | -10 | -12 | 125 - 140 | 53 |
| Кофе | 386 | 459 | 345 | 49 | ||||||
| Льняное семя (лен) | 402 | 478 | 359 | 51 | -24 | 178 | ||||
| Лесные орехи | 405 | 482 | 362 | 51 | ||||||
| Молочай | 440 | 524 | 393 | 56 | ||||||
| Тыквенное семечко | 449 | 534 | 401 | 57 | ||||||
| Кориандр | 450 | 536 | 402 | 57 | ||||||
| Семена горчицы | 481 | 572 | 430 | 61 | 35 | |||||
| Камелина | 490 | 583 | 438 | 62 | ||||||
| Кунжут | 585 | 696 | 522 | 74 | 50 | |||||
| Сафлор | 655 | 779 | 585 | 83 | ||||||
| Рис | 696 | 828 | 622 | 88 | ||||||
| Тунговое масло дерева | 790 | 940 | 705 | 100 | -2.5 | 168 | ||||
| Подсолнухи | 800 | 952 | 714 | 102 | 32 | -18 - -17 | -12 | -14 | 125 - 135 | 52 |
| Какао (какао) | 863 | 1,026 | 771 | 110 | ||||||
| Арахис | 890 | 1,059 | 795 | 113 | 3 | 93 | ||||
| Опийный мак | 978 | 1,163 | 873 | 124 | ||||||
| Рапсовый | 1,000 | 1,190 | 893 | 127 | 37 | -10 - 5 | -10 - 0 | -12 - -2 | 97 - 115 | 55 - 58 |
| Оливки | 1,019 | 1,212 | 910 | 129 | -12 - -6 | -6 | -8 | 77 - 94 | 60 | |
| Кастор бобы | 1,188 | 1,413 | 1,061 | 151 | (Семя) 50 | -18 | 85 | |||
| Орехи пекан | 1,505 | 1,791 | 1,344 | 191 | ||||||
| Жожоба | 1,528 | 1,818 | 1,365 | 194 | ||||||
| Ятрофа | 1,590 | 1,892 | 1,420 | 202 | ||||||
| Орехи макадамии | 1,887 | 2,246 | 1,685 | 240 | ||||||
| бразильский орех | 2,010 | 2,392 | 1,795 | 255 | ||||||
| Авокадо | 2,217 | 2,638 | 1,980 | 282 | ||||||
| Кокос | 2,260 | 2,689 | 2,018 | 287 | 20 - 25 | -9 | -6 | 8 - 10 | 70 | |
| Китайский жир[NC 2] | 4,700 | 500 | ||||||||
| Пальмовое масло | 5,000 | 5,950 | 4,465 | 635 | 20- (Ядро) 36 | 20 - 40 | -8 - 21 | -8 - 18 | 12 - 95 | 65 - 85 |
| Водоросли | 95,000 | 10,000[нужна цитата ] | ||||||||
| Обрезать | Масло (кг/ха ) | Масло (L /ха ) | Масло (фунт/акр ) | Масло (Галлон США /акр ) | Масло на семена (кг / 100 кг) | Диапазон плавления (° C) | Йод количество | Цетан количество | ||
| Масло / Жир | Метил Сложный эфир | Этил Сложный эфир | ||||||||
Примечания
Смотрите также
- Eichhornia crassipes # Биоэнергетика
- Синтез-газ
- Преобразование единиц
- Плотность энергии
- Теплота сгорания
Рекомендации
- ^ Кеннет Э. Хеселтон (2004), «Справочник оператора котла». Fairmont Press, 405 страниц. ISBN 0881734357
- ^ «Два класса единиц СИ и префиксы СИ». Руководство NIST по SI. Получено 2012-01-25.
- ^ а б Межправительственная комиссия по изменению климата (2007). «4.3.2 Атомная энергия». Четвертый оценочный доклад МГЭИК: изменение климата, 2007 г., Рабочая группа III по смягчению последствий изменения климата. Получено 2011-02-07.
- ^ а б Бенджамин К. Sovacool.Оценка выбросов парниковых газов от ядерной энергетики: критический обзор. Энергетическая политика, Vol. 36, 2008, с. 2950.
- ^ Используется с разрешения Глобальный нефтяной клуб.