Energiegehalt von Biokraftstoff

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)
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 105 ) n 10 – 16 1.6 – 16.64 IF50% (C 6 H 10 O 5 ) n + 25% (C 26 H 4221 ) n + 25% (C 10 H 12 O 3 ) n 1,84 5.44-8.70
Holzbrennstoff (C 610 O 5 ) n 16 – 21 2.56 – 21.84 IF45% (C 6 H 10 O 5 ) n + 25% (C 26 H 4221 ) 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 410 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 343 ) 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 342 ) 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 (<40 Jahre Lebensdauer) (2k-3k Zyklustoleranz WENN kein Memory-Effekt) 0.0
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
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