Contenu énergétique des biocarburants

Le contenu énergétique d’un biocarburant est une description de l’énergie potentielle contenue dans un biocarburant donné, mesurée par unité de masse de ce carburant, en tant qu’énergie spécifique, ou par unité de volume de carburant, en tant que densité d’énergie. Un biocarburant est un carburant produit à partir d’organismes vivants. Les biocarburants comprennent le bioéthanol, un alcool obtenu par fermentation, souvent utilisé comme additif pour l’essence, et le biodiesel, qui est généralement utilisé comme additif pour diesel. L’énergie spécifique est l’énergie par unité de masse, utilisée pour décrire le contenu énergétique d’un carburant, exprimée en unités SI en joule par kilogramme (J / kg) ou en unités équivalentes. La densité d’énergie est la quantité d’énergie stockée dans un carburant par unité de volume, exprimée en unités SI en joule par litre (J / L) ou en unités équivalentes.

Production d’énergie et de CO2 des biocarburants courants
Le tableau ci-dessous comprend des entrées pour les substances populaires déjà utilisées pour leur énergie ou en cours de discussion pour une telle utilisation.

La deuxième colonne présente l’énergie spécifique, le contenu énergétique en mégajoules par unité de masse en kilogrammes, utile pour comprendre l’énergie pouvant être extraite du carburant.

La troisième colonne du tableau répertorie la densité d’énergie, le contenu énergétique par litre de volume, ce qui est utile pour comprendre l’espace nécessaire pour stocker le carburant.

Les deux dernières colonnes traitent de l’empreinte carbone du carburant. La quatrième colonne contient la proportion de CO2 libérée lors de la conversion du carburant en énergie, par rapport à sa masse de départ, et la cinquième colonne répertorie l’énergie produite par kilogramme de CO2 produit. À titre indicatif, un nombre plus élevé dans cette colonne est préférable pour l’environnement. Mais ces chiffres ne tiennent pas compte des autres gaz à effet de serre émis lors de la combustion, de la production, du stockage ou de l’expédition. Par exemple, le méthane peut avoir des coûts environnementaux cachés qui ne sont pas reflétés dans le tableau.

Type de carburant Énergie spécifique
(MJ / kg)
Densité d’énergie
(MJ / L)
CO 2 Gaz de carburant utilisé
(kg / kg)
Energie par CO2
(MJ / kg)
Combustibles solides
Bagasse (tiges de canne) 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
Paillette 14.6
Fumier / fumier d’animaux 10-15
Plantes séchées (C 6 H 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
Combustible au bois (C 6 H 10 O 5n 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
charbon 30 85-98% de carbone + COV + cendres 3.63 8.27
Combustibles liquides
Huile de pyrolyse 17,5 21.35 (Hypothèse de carburant: teneur en carbone = 23% p / p) 0,84 20,77
Méthanol (CH 3 -OH) 19,9 – 22,7 15.9 1,37 14.49-16.53
Éthanol (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% de C 2 H 6 O + 9% de C 3 H 8 O + 7% de C 4 H 10 O + 5% de C 5 H 12 O + 4% de Hx 2,03 14.02
Butanol (CH 3 – (CH 2 ) 3 -OH) 36 29.2 2,37 15.16
Graisse 37.656 31,68
Biodiesel 37,8 33,3 – 35,7 ~ 2.85 ~ 13.26
Huile de tournesol (C 18 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
Huile de ricin (C 1834 O 3 ) 39,5 33,21 (1% PA + 1% SA + 89,5% ROA + 3% OA + 4,2% LA + 0,3% ALA) 2,67 14.80
Huile d’olive (C 1834 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
Combustibles gazeux
Méthane (CH 4 ) 55 – 55,7 (Liquéfié) 23,0 – 23,3 (Une fuite de méthane exerce 23 × effet de serre du CO 2 ) 2,74 20.05-20.30
Hydrogène (H 2 ) 120 – 142 (Liquéfié) 8,5 – 10,1 (Une fuite d’hydrogène catalyse légèrement l’appauvrissement de la couche d’ozone) 0,0
Combustibles fossiles (comparaison)
Charbon 29,3 – 33,5 39,85 – 74,43 (Sans compter: CO, NO x , sulfates et particules) ~ 3.59 ~ 8.16-9.33
Huile brute 41.868 28 – 31,4 (Sans compter: CO, NO x , sulfates et particules) ~ 3.4 ~ 12.31
De l’essence 45 – 48,3 32 – 34,8 (Sans compter: CO, NO x , sulfates et particules) ~ 3.30 ~ 13.64-14.64
Diesel 48,1 40,3 (Sans compter: CO, NO x , sulfates et particules) ~ 3.4 ~ 14h15
Gaz naturel 38 – 50 (Liquéfié) 25,5 – 28,7 (Éthane, propane et butane N / C: CO, NO x et sulfates) ~ 3,00 ~ 12.67-16.67
Ethane (CH 3 -CH3 ) 51,9 (Liquéfié) ~ 24.0 2,93 17,71
Combustibles nucléaires (comparaison)
Uranium 235 ( 235U) 77 000 000 (Pur) 1 470 700 000 [Supérieur pour les minerais moins concentrés (exploitation minière, raffinage, déplacement)] 0.0 ~ 55- ~ 90
Fusion nucléaire (2 H – 3 H) 300 000 000 (Liquéfié) 53 414 377,6 (Fonction d’extraction de l’hydrogène et des isotopes dans les fonds marins) 0,0
Stockage d’énergie dans les piles à combustible (comparaison)
Direct méthanol 4,5466 3.6 ~ 1,37 ~ 3.31
Échange de protons (R & D) jusqu’à 5,68 jusqu’à 4,5 (IFF Fuel est recyclé) 0.0
Hydrure de sodium (R & D) jusqu’à 11.13 jusqu’à 10.24 (Vessie pour le recyclage de l’oxyde de sodium) 0,0
Stockage d’énergie de la batterie (comparaison)
Batterie au plomb 0,108 ~ 0.1 (Tolérance de cycle profond de 200 à 600) 0,0
Batterie nickel-fer 0,0487 – 0,1127 0,0658 – 0,1772 (Durée de vie <40 ans) (tolérance de cycle de 2k à 3k SI pas d'effet mémoire) 0,0
Pile au nickel-cadmium 0,162 – 0,288 ~ 0.24 (Tolérance de cycle 1k-1,5k SI pas d’effet mémoire) 0,0
Nickel-hydrure métallique 0,22 – 0,324 0,36 (Tolérance de cycle 300-500 SI pas d’effet mémoire) 0,0
Super batterie de fer 0,33 (1,5 * NiMH) 0,54 (~ 300 Tolérance de cycle profond) 0.0
Batterie zinc-air 0,396 – 0,72 0,5924 – 0,8442 (Recyclable par fusion et remixage, pas de rechargement) 0,0
Batterie aux ions lithium 0,54 – 0,72 0,9 – 1,9 (3-5 ans de vie) (tolérance de cycle profond de 500-1k) 0.0
Lithium-Ion-Polymère 0,65 – 0,87 (1,2 * Li-Ion) 1,08 – 2,28 (3-5 ans de vie) (300-500 Tolérance de cycle profond) 0.0
Batterie de phosphate de fer de lithium
DURACELL Zinc-Air 1,0584 – 1,5912 5.148 – 6.3216 (1-3 ans de durée de vie) (recyclable non rechargeable) 0.0
Batterie en aluminium 1,8 – 4,788 7,56 (10-30 ans de vie) (3k + Tolérance de cycle profond) 0.0
PolyPlusBC Li-Aircell 3,6 – 32,4 3,6 – 17,64 (Peut être rechargeable) (risque de fuite de sulfates) 0.0

Remarques
Alors que tous les taux de rejet de CO2 sont calculés avec une marge d’erreur inférieure à 1% (en supposant l’oxydation totale de la teneur en carbone du carburant), les ratios précédés d’un tilde (~) indiquent une marge d’erreur maximale (mais non supérieure). que) 9%. Les ratios énumérés n’incluent pas les émissions provenant de la culture / exploitation de centrales à combustible, de la purification / raffinage et du transport. La disponibilité de carburant est généralement de 74 à 84,3% NET à partir du bilan énergétique source.
Alors que la fission d’uranium 235 (235U) ne produit pas directement de gaz CO2, les processus indirects de combustion des combustibles fossiles des mines, des broyages, du raffinage, du déménagement et du stockage des déchets radioactifs, etc. . Les études varient quant à la quantité de dioxyde de carbone émise. Le groupe d’experts intergouvernemental sur les changements climatiques des Nations Unies signale que le nucléaire produit environ 40 g de CO2 par kilowatt-heure (11 g / MJ, soit 90 MJ / kg CO2e). Une méta-analyse d’un certain nombre d’études sur les émissions de CO2 du cycle de vie du nucléaire réalisée par un universitaire, Benjamin K. Sovacool, a révélé que le nucléaire produisait en moyenne 66 g de CO2 par kilowatt heure (18,3 g / MJ, soit 55 MJ / kg CO2e). Un professeur australien affirme que l’énergie nucléaire produit des émissions de CO2 équivalentes par MJ d’énergie de production nette d’une centrale au gaz naturel. Mark Diesendorf, Inst. des études environnementales, UNSW.

Rendements des cultures communes associées à la production de biocarburants

Surgir Pétrole
(kg / ha)
Pétrole
(L / ha)
Pétrole
(lb / acre)
Pétrole
(US gal / acre)
Huile par graines 
(kg / 100 kg)
Gamme de fusion (° C) Iode
nombre
Cétane
nombre
Pétrole /
Graisse
Méthyle
Ester
Éthyle
Ester
Arachide (Noyau) 42
Copra 62
Suif 35 – 42 16 12 40 – 60 75
Saindoux 32 – 36 14 dix 60 – 70 65
Maïs 145 172 129 18 -5 -dix -12 115 – 124 53
Noix de cajou 148 176 132 19
L’avoine 183 217 163 23
Lupin 195 232 175 25
Kenaf 230 273 205 29
Calendula 256 305 229 33
Coton 273 325 244 35 (Semences) 13 -dix -5 -8 100 – 115 55
Chanvre 305 363 272 39
Soja 375 446 335 48 14 -16 – -12 -dix -12 125 – 140 53
café 386 459 345 49
Graine de lin (lin) 402 478 359 51 -24 178
Noisettes 405 482 362 51
Euphorbia 440 524 393 56
Graine de citrouille 449 534 401 57
Coriandre 450 536 402 57
Graine de moutarde 481 572 430 61 35
Caméline 490 583 438 62
Sésame 585 696 522 74 50
Le carthame 655 779 585 83
Riz 696 828 622 88
Huile de tung 790 940 705 100 -2,5 168
Tournesols 800 952 714 102 32 -18 – -17 -12 -14 125 – 135 52
Cacao (cacao) 863 1 026 771 110
Cacahuètes 890 1 059 795 113 3 93
Grain d’opium 978 1 163 873 124
Colza 1000 1 190 893 127 37 -10 – 5 -10 – 0 -12 – -2 97 – 115 55 – 58
Olives 1 019 1 212 910 129 -12 – -6 -6 -8 77 – 94 60
Fèves de ricin 1 188 1 413 1 061 151 (Semences) 50 -18 85
Noix de pécan 1 505 1 791 1,344 191
Jojoba 1 528 1 818 1 365 194
Jatropha 1 590 1 892 1 420 202
Noix de macadamia 1 887 2 246 1,685 240
Noix du Brésil 2 010 2 392 1 795 255
Avocat 2 217 2 638 1 980 282
Noix de coco 2 260 2 689 2 018 287 20 – 25 -9 -6 8 – 10 70
Suif Chinois[nc 2] 4 700 500
Huile de palme 5 000 5 950 4 465 635 20- (Kernal) 36 20 – 40 -8 – 21 -8 – 18 12 – 95 65 – 85
Algues 95 000 10.000 citation requise ]
Surgir Pétrole
(kg / ha)
Pétrole
(L / ha)
Pétrole
(lb / acre)
Pétrole
(US gal / acre)
Huile par graines
(kg / 100 kg)
Gamme de fusion (° C) Iode
nombre
Cétane
nombre
Pétrole /
Graisse
Méthyle
Ester
Éthyle
Ester

Remarques
Extraction typique de l’huile à partir de 100 kg de graines oléagineuses
Le suif de Chine (Sapium sebiferum ou Tradica Sebifera) est également connu sous le nom de “Popcorn Tree”