إن محتوى الطاقة من الوقود الحيوي هو وصف للطاقة الكامنة في أي وقود حيوي معين ، يتم قياسه لكل وحدة كتلة من ذلك الوقود ، كطاقة محددة ، أو لكل وحدة حجم الوقود ، ككثافة طاقة. الوقود الحيوي هو وقود ينتج من الكائنات الحية. يشتمل الوقود الحيوي على البيوإيثانول ، وهو كحول يتم تصنيعه عن طريق التخمير – وكثيراً ما يستخدم كمضاف للبنزين ، ووقود الديزل الحيوي ، والذي يستخدم عادةً كمضاف للديزل. الطاقة المحددة هي الطاقة لكل وحدة كتلة ، والتي تستخدم لوصف محتوى الطاقة للوقود ، معبراً عنه بوحدات SI مثل الجول للكيلوغرام الواحد (J / kg) أو ما يعادل الوحدات. كثافة الطاقة هي كمية الطاقة المخزنة في الوقود لكل وحدة حجم ، معبرًا عنها بوحدات SI مثل الجول لكل لتر (J / L) أو وحدات مكافئة.
الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون من الوقود الحيوي المشترك
يتضمن الجدول أدناه إدخالات للمواد الشائعة المستخدمة بالفعل لطاقاتها ، أو يتم مناقشتها لهذا الاستخدام.
يعرض العمود الثاني طاقة معينة ، محتوى الطاقة في الميغاجول لكل وحدة من الكتلة بالكيلوجرام ، مفيد في فهم الطاقة التي يمكن استخلاصها من الوقود.
يسرد العمود الثالث في الجدول كثافة الطاقة ، ومحتوى الطاقة لكل لتر من الحجم ، وهو أمر مفيد لفهم المساحة اللازمة لتخزين الوقود.
يتعامل العمودان الأخيران مع بصمة الكربون الخاصة بالوقود. يحتوي العمود الرابع على نسبة ثاني أكسيد الكربون التي تم إطلاقها عند تحويل الوقود للحصول على الطاقة ، فيما يتعلق بكتلة البداية ، ويدرج العمود الخامس الطاقة المنتجة لكل كيلوغرام من ثاني أكسيد الكربون المنتج.كمبدأ توجيهي ، يكون الرقم الأعلى في هذا العمود أفضل للبيئة. لكن هذه الأرقام لا تمثل غازات الدفيئة الأخرى التي يتم إطلاقها أثناء الحرق أو الإنتاج أو التخزين أو الشحن. على سبيل المثال ، قد يكون للميثان تكاليف بيئية مخفية لا تنعكس في الجدول.
| نوع الوقود | محددة في مجال الطاقة (MJ / كغ) |
كثافة الطاقة (MJ / L) |
غاز CO 2 مصنوع من الوقود المستخدم (كجم / كجم) |
الطاقة لكل CO 2 (MJ / كغ) |
|---|---|---|---|---|
| الوقود الصلب | ||||
| باغاس (قصب سيقان) | 9.6 | ~ + 40٪ (C 6 H 10 O 5 ) n + 15٪ (C 26 H 42 O 21) n + 15٪ (C 9 H 10 O 2 ) n 1.30 | 7.41 | |
| قش (أغلفة البذور) | 14.6 | |||
| روث الحيوانات / السماد | 10- 15 | |||
| النباتات المجففة (C 6H 10 O 5 ) n | 10 – 16 | 1.6 – 16.64 | IF50٪ (C 6 H 10 O 5 ) n + 25٪ (C 26 H 42 O 21 )n + 25٪ (C 10 H 12 O 3 ) n 1.84 | 5،44-8،70 |
| وقود الخشب (C 6 H10 O 5 ) n | 16 – 21 | 2.56 – 21.84 | IF45٪ (C 6 H 10 O 5 ) n + 25٪ (C 26 H 42 O 21 )n + 30٪ (C 10 H 12 O 3 ) n 1.88 | 8،51-11،17 |
| فحم | 30 | 85-98٪ Carbon + VOC + Ash 3.63 | 8.27 | |
| الوقود السائل | ||||
| زيت الانحلال الحراري | 17.5 | 21.35 | (افتراض الوقود: محتوى الكربون = 23٪ وزن / وزن) 0.84 | 20.77 |
| الميثانول (CH 3 -OH) | 19.9 – 22.7 | 15.9 | 1.37 | 14،49-16،53 |
| الإيثانول (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 10 O + 5٪ C 5 H 12 O + 4٪ Hx 2.03 | 14.02 |
| بوتانول (CH 3 – (CH 2 ) 3 -OH) | 36 | 29.2 | 2.37 | 15.16 |
| سمين | 37،656 | 31.68 | ||
| وقود الديزل الحيوي | 37.8 | 33.3 – 35.7 | ~ 2.85 | ~ 13.26 |
| زيت عباد الشمس (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 |
| زيت الخروع (C 18H 34 O 3 ) | 39.5 | 33.21 | (1٪ PA + 1٪ SA + 89.5٪ العائد على الأصول + 3٪ OA + 4.2٪ LA + 0.3٪ ALA) 2.67 | 14.80 |
| زيت الزيتون (C 18H 34 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 |
| الوقود الغازي | ||||
| الميثان (CH 4 ) | 55 – 55.7 | (مسالة) 23.0 – 23.3 | (يمارس تسرب الميثان 23 × تأثير الدفيئة من ثاني أكسيد الكربون) 2.74 | 20،05-20،30 |
| الهيدروجين (H 2 ) | 120 – 142 | (مسال) 8.5 – 10.1 | (تسرب الهيدروجين يحفز قليلا استنفاد الأوزون) 0.0 | |
| الوقود الأحفوري (مقارنة) | ||||
| فحم | 29.3 – 33.5 | 39.85 – 74.43 | (ليس العد: ثاني أكسيد الكربون ، NO x ، الكبريتات والجسيمات) ~ 3.59 | ~ 8،16-9،33 |
| زيت خام | 41،868 | 28 – 31.4 | (لا تحسب: ثاني أكسيد الكربون ، NO x ، الكبريتات والجسيمات) ~ 3.4 | ~ 12.31 |
| بنزين | 45 – 48.3 | 32 – 34.8 | (ليس العد: ثاني أكسيد الكربون ، NO x ، الكبريتات والجسيمات) ~ 3.30 | ~ 13،64-14،64 |
| ديزل | 48.1 | 40.3 | (لا تحسب: ثاني أكسيد الكربون ، NO x ، الكبريتات والجسيمات) ~ 3.4 | ~ 14.15 |
| غاز طبيعي | 38 – 50 | (مسالة) 25.5 – 28.7 | (الإيثان والبروبان والبيوتين N / C: CO، NO x & Sulfates) ~ 3.00 | ~ 12،67-16،67 |
| الإيثان (CH 3 -CH3 ) | 51.9 | (مسال) ~ 24.0 | 2.93 | 17.71 |
| الوقود النووي (مقارنة) | ||||
| يورانيوم 235 ( 235 وحدة ) | 77000000 | (البحتة) 1470700000 | [أكبر لخزانة خام أقل (التعدين ، التكرير ، النقل)] 0.0 | ~ 55- ~ 90 |
| الانصهار النووي ( 2 ساعة – 3 ساعات) | 300،000،000 | (المسال) 53،414،377.6 | (البحر-سرير الهيدروجين-النظائر التعدين-طريقة التعدين) 0.0 | |
| تخزين طاقة خلية الوقود (مقارنة) | ||||
| مباشر الميثانول | 4.5466 | 3.6 | ~ 1.37 | ~ 3.31 |
| بروتون للصرافة (R & D) | حتى 5.68 | يصل الى 4.5 | (يتم إعادة تدوير الوقود IFF) 0.0 | |
| هيدريد الصوديوم (R & D) | تصل إلى 11.13 | حتى 10.24 | (المثانة لإعادة تدوير أكسيد الصوديوم) 0.0 | |
| تخزين طاقة البطارية (مقارنة) | ||||
| بطارية الرصاص الحمضية | 0.108 | ~ 0.1 | (200-600 درجة التسامح العميق) 0.0 | |
| بطارية النيكل والحديد | 0.0487 – 0.1127 | 0.0658 – 0.1772 | (<40y Life) (2k-3k Cycle Tolerance If no Memory effect) 0.0 | |
| بطارية النيكل والكادميوم | 0.162 – 0.288 | ~ 0.24 | (1k-1.5k Cycle Tolerance If no Memory effect) 0.0 | |
| النيكل هيدريد المعادن | 0.22 – 0.324 | 0.36 | (300-500 دورة التسامح إذا لم يكن هناك تأثير الذاكرة) 0.0 | |
| بطارية سوبر الحديد | 0.33 | (1.5 * NiMH) 0.54 | (~ 300 درجة التسامح العميق) 0.0 | |
| بطارية الزنك الهواء | 0.396 – 0.72 | 0.5924 – 0.8442 | (قابلة لإعادة التدوير بواسطة الصهر وإعادة التشكيل ، وليس إعادة الشحن) 0.0 | |
| بطارية ليثيوم أيون | 0.54 – 0.72 | 0.9 – 1.9 | (3-5 ص الحياة) (500-1k التسامح العميق دورة) 0.0 | |
| بطارية ليثيوم أيون بوليمر | 0.65 – 0.87 | (1.2 * Li-Ion) 1.08 – 2.28 | (3-5 ص الحياة) (300-500 التسامح العميق دورة) 0.0 | |
| بطارية ليثيوم فوسفات الحديد | ||||
| دوراسل الزنك – الهواء | 1.0584 – 1.5912 | 5.148 – 6.3216 | (1-3 ص العمر الافتراضي) (قابلة لإعادة التدوير غير قابلة لإعادة الشحن) 0.0 | |
| بطارية الألومنيوم | 1.8 – 4.788 | 7.56 | (10-30 ص الحياة) (3k + درجة التسامح العميق) 0.0 | |
| PolyPlusBC لي إيرسل | 3.6 – 32.4 | 3.6 – 17.64 | (قد تكون قابلة للشحن) (قد يكون لها تسرب كبريتات) 0.0 | |
ملاحظات
في حين يتم حساب جميع معدلات إنتاج غاز CO2 ضمن هامش خطأ أقل من 1٪ (بافتراض الأكسدة الكلية لمحتوى الكربون من الوقود) ، فإن النسب التي سبقتها Tilde (~) تشير إلى هامش خطأ يصل إلى (لكن ليس أكبر). من) 9 ٪. النسب المذكورة لا تشمل الانبعاثات الناتجة عن زراعة محطات الوقود / التعدين ، التنقية / التكرير والنقل. توفر الوقود عادة ما يتراوح بين 74-84.3٪ صافي من مصدر ميزان الطاقة.
في حين لا ينتج انشطار اليورانيوم -235 (235U) أي غاز ثاني أكسيد الكربون بشكل مباشر ، فإن عمليات حرق الوقود الأحفوري غير المباشرة لعمليات التعدين ، والطحن والتكرير والتحرك والتخلص من النفايات المشعة ، وما إلى ذلك ، من تركيزات خام اليورانيوم منخفض إلى منخفض الدرجة ، تنتج بعض كمية ثاني أكسيد الكربون. . تختلف الدراسات حول كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة. وأفاد فريق الأمم المتحدة الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ أن المواد النووية تنتج حوالي 40 غراماً من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط ساعي (11 غرام / ميلوجرام ، أي ما يعادل 90 ميغا جول / كيلوغرام من ثاني أكسيد الكربون). إن التحليل التلوي لعدد من الدراسات حول انبعاثات دورة حياة ثاني أكسيد الكربون بواسطة الأكاديمية Benjamin K. Sovacool يرى أن الطاقة النووية في المتوسط تنتج 66 غراماً من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط ساعي (18.3 جم / MJ ، أي ما يعادل 55 MJ / kg CO2e). يدعي أحد الأستاذين الأستراليين أن الطاقة النووية تنتج ما يعادل انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون لكل مللي جول من طاقة الإنتاج الصافي لمحطة توليد الطاقة بالغاز الطبيعي. بروفيسور مارك ديسندورف ، إنست. الدراسات البيئية ، جامعة نيو ساوث ويلز.
محاصيل المحاصيل الشائعة المرتبطة بإنتاج الوقود الحيوي
| ا & قتصاص | نفط (كغم / هكتار) |
نفط (L / هكتار) |
نفط (رطل / فدان) |
نفط (الولايات المتحدة غال / عكا) |
زيت لكل البذور (كجم / 100 كجم) |
ذوبان المدى (درجة مئوية) | اليود رقم |
السيتاني رقم |
||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| نفط / سمين |
الميثيل استر |
الأثيل استر |
||||||||
| فستق | (النواة) 42 | |||||||||
| جوز الهند | 62 | |||||||||
| الشحم الحيواني | 35 – 42 | 16 | 12 | 40 – 60 | 75 | |||||
| شحم الخنزير | 32 – 36 | 14 | 10 | 60 – 70 | 65 | |||||
| الذرة الذرة) | 145 | 172 | 129 | 18 | -5 | -10 | -12 | 115 – 124 | 53 | |
| جوز الكاجو | 148 | 176 | 132 | 19 | ||||||
| الشوفان | 183 | 217 | 163 | 23 | ||||||
| الترمس | 195 | 232 | 175 | 25 | ||||||
| التيل | 230 | 273 | 205 | 29 | ||||||
| آذريون | 256 | 305 | 229 | 33 | ||||||
| قطن | 273 | 325 | 244 | 35 | (البذور) 13 | -1 – 0 | -5 | -8 | 100 – 115 | 55 |
| قنب | 305 | 363 | 272 | 39 | ||||||
| فول الصويا | 375 | 446 | 335 | 48 | 14 | -16 – -12 | -10 | -12 | 125 – 140 | 53 |
| قهوة | 386 | 459 | 345 | 49 | ||||||
| بذر الكتان (الكتان) | 402 | 478 | 359 | 51 | -24 | 178 | ||||
| بندق | 405 | 482 | 362 | 51 | ||||||
| الفربيون | 440 | 524 | 393 | 56 | ||||||
| بذور اليقطين | 449 | 534 | 401 | 57 | ||||||
| كزبرة | 450 | 536 | 402 | 57 | ||||||
| بذور الخردل | 481 | 572 | 430 | 61 | 35 | |||||
| كاميلينا | 490 | 583 | 438 | 62 | ||||||
| سمسم | 585 | 696 | 522 | 74 | 50 | |||||
| القرطم | 655 | 779 | 585 | 83 | ||||||
| أرز | 696 | 828 | 622 | 88 | ||||||
| تونغ شجرة النفط | 790 | 940 | 705 | 100 | -2.5 | 168 | ||||
| عباد الشمس | 800 | 952 | 714 | 102 | 32 | -18 – -17 | -12 | -14 | 125 – 135 | 52 |
| الكاكاو (الكاكاو) | 863 | 1026 | 771 | 110 | ||||||
| الفول السوداني | 890 | 1059 | 795 | 113 | 3 | 93 | ||||
| خشخاش الأفيون | 978 | 1163 | 873 | 124 | ||||||
| اللفت | 1000 | 1190 | 893 | 127 | 37 | 10 – 5 | -10 – 0 | -12 – -2 | 97 – 115 | 55 – 58 |
| زيتون | 1019 | 1212 | 910 | 129 | -12 – -6 | -6 | -8 | 77 – 94 | 60 | |
| حبوب الخروع | 1188 | 1413 | 1061 | 151 | (البذور) 50 | -18 | 85 | |||
| المكسرات البقان | 1505 | 1791 | 1344 | 191 | ||||||
| الجوجوبا | 1528 | 1818 | 1365 | 194 | ||||||
| الجاتروفا | 1590 | 1892 | 1420 | 202 | ||||||
| المكسرات المكاديميا | 1887 | 2246 | 1685 | 240 | ||||||
| جوز برازيلي | 2010 | 2392 | 1795 | 255 | ||||||
| أفوكادو | 2217 | 2638 | 1980 | 282 | ||||||
| جوزة الهند | 2260 | 2689 | 2018 | 287 | 20 – 25 | -9 | -6 | 8 – 10 | 70 | |
| الشحم الصيني[nc 2] | 4700 | 500 | ||||||||
| زيت النخيل | 5000 | 5950 | 4465 | 635 | 20- (اللب) 36 | 20 – 40 | -8 – 21 | -8 – 18 | 12 – 95 | 65 – 85 |
| الطحالب | 95000 | 10،000 [ بحاجة لمصدر ] | ||||||||
| ا & قتصاص | نفط (كغم / هكتار) |
نفط (L / هكتار) |
نفط (رطل / فدان) |
نفط (الولايات المتحدة غال / عكا) |
زيت لكل البذور (كجم / 100 كجم) |
ذوبان المدى (درجة مئوية) | اليود رقم |
السيتاني رقم |
||
| نفط / سمين |
الميثيل استر |
الأثيل استر |
||||||||
ملاحظات
استخراج النفط نموذجي من 100 كيلوغرام من بذور الزيت
ومن المعروف أيضا الشحم الصيني (Sapium sebiferum ، أو Tradica Sebifera) باسم “شجرة الفشار”