O conteúdo energético do biocombustível é uma descrição da energia potencial contida em um determinado biocombustível, medida por unidade de massa desse combustível, como energia específica, ou por unidade de volume do combustível, como densidade de energia. Um biocombustível é um combustível produzido a partir de organismos vivos. Os biocombustíveis incluem o bioetanol, um álcool feito por fermentação – geralmente usado como aditivo para gasolina, e o biodiesel, que geralmente é usado como aditivo para diesel. Energia específica é energia por unidade de massa, que é usada para descrever o conteúdo energético de um combustível, expresso em unidades SI como joule por quilograma (J / kg) ou unidades equivalentes. Densidade de energia é a quantidade de energia armazenada em um combustível por unidade de volume, expressa em unidades SI como joule por litro (J / L) ou unidades equivalentes.
Produção de energia e CO2 dos biocombustíveis comuns
A tabela abaixo inclui entradas para substâncias populares já usadas para sua energia, ou sendo discutidas para tal uso.
A segunda coluna mostra a energia específica, o conteúdo de energia em megajoules por unidade de massa em quilogramas, útil para entender a energia que pode ser extraída do combustível.
A terceira coluna da tabela lista a densidade de energia, o conteúdo de energia por litro de volume, o que é útil para entender o espaço necessário para armazenar o combustível.
As duas últimas colunas lidam com a pegada de carbono do combustível. A quarta coluna contém a proporção de CO2 liberada quando o combustível é convertido para energia, em relação à sua massa inicial, e a quinta coluna lista a energia produzida por quilograma de CO2 produzido. Como diretriz, um número maior nessa coluna é melhor para o ambiente. Mas esses números não são responsáveis por outros gases de efeito estufa liberados durante a queima, produção, armazenamento ou remessa. Por exemplo, o metano pode ter custos ambientais ocultos que não são refletidos na tabela.
Tipo de combustível | Energia especifica (MJ / kg) |
Densidade Energética (MJ / L) |
CO2 Gás de Combustível Usado (kg / kg) |
Energia por CO 2 (MJ / kg) |
---|---|---|---|---|
Combustíveis sólidos | ||||
Bagaço (Caules de Cana) | 9,6 | ~ + 40% (C6H10O5) n + 15% (C26H42O21) n + 15% (C9H10O2) n1,30 | 7,41 | |
Casca de Sementes | 14,6 | |||
Estrume animal / estrume | 10-15 | |||
Plantas secas (C 6 H10 O 5 ) n | 10 a 16 | 1,6 – 16,64 | IF50% (C6H10O5) n + 25% (C26H42O21) n + 25% (C10H12O3) n1,84 | 5,44-8,70 |
Combustível para madeira (C 6 H 10 O 5) n | 16 a 21 | 2,56 – 21,84 | IF45% (C6H10O5) n + 25% (C26H42O21) n + 30% (C10H12O3) n1,88 | 8,51-11,17 |
Carvão | 30 | 85-98% Carbono + VOC + Cinza 3,63 | 8,27 | |
Combustíveis Líquidos | ||||
Óleo de pirólise | 17,5 | 21,35 | (Suposição de Combustível: Teor de Carbono = 23% p / p) 0,84 | 20,77 |
Metanol (CH 3 -OH) | 19,9 – 22,7 | 15,9 | 1,37 | 14,49-16,53 |
Etanol (CH3-CH2-OH) | 23,4 – 26,8 | 18,4 – 21,2 | 1,91 | 32,25-34,03 |
Ecalene TM | 28,4 | 22,7 | 75% C2H6O + 9% C3H8O + 7% C4H10O + 5% C5H12O + 4% Hx 2,03 | 14.02 |
Butanol (CH 3 – (CH 2) 3- OH) | 36 | 29,2 | 2,37 | 15,16 |
Gordura | 37,656 | 31,68 | ||
Biodiesel | 37,8 | 33,3 – 35,7 | ~ 2,85 | ~ 13,26 |
Óleo de girassol (C 18H 32 O 2 ) | 39,49 | 33,18 | (12% (C16H32O2) + 16% (C18H34O2) + 71% (LA) + 1% (ALA)) 2,81 | 14.04 |
Óleo de rícino (C 18 H34 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 |
Azeite de oliva (C 18 H34 O 2 ) | 39,25 – 39,82 | 33 – 33,48 | (15% (C16H32O2) + 75% (C18H34O2) + 9% (LA) + 1% (ALA)) 2,80 | 14.03 |
Combustíveis gasosos | ||||
Metano (CH 4 ) | 55 a 55,7 | (Liquefeito) 23,0 – 23,3 | (Vazamento de metano exerce 23 × efeito estufa de CO 2 ) 2.74 | 20.05-20.30 |
Hidrogênio (H 2 ) | 120 – 142 | (Liquefeito) 8,5 – 10,1 | (Vazamento de hidrogênio catalisa ligeiramente a destruição do ozônio) 0.0 | |
Combustíveis Fósseis (comparação) | ||||
Carvão | 29,3 – 33,5 | 39,85 – 74,43 | (Não contando: CO, NO x , sulfatos e partículas) ~ 3,59 | ~ 8.16-9.33 |
Óleo cru | 41,868 | 28 – 31,4 | (Sem contar: CO, NO x , sulfatos e partículas) ~ 3.4 | ~ 12,31 |
Gasolina | 45 a 48,3 | 32 a 34,8 | (Não contando: CO, NO x , sulfatos e partículas) ~ 3,30 | ~ 13,64-14,64 |
Diesel | 48,1 | 40,3 | (Sem contar: CO, NO x , sulfatos e partículas) ~ 3.4 | ~ 14,15 |
Gás natural | 38 a 50 | (Liquefeito) 25,5 – 28,7 | (Etano, propano e butano N / C: CO, NOX e sulfatos) ~ 3,00 | ~ 12,67-16,67 |
Etano (CH3-CH3) | 51,9 | (Liquefeito) ~ 24.0 | 2,93 | 17,71 |
Combustíveis nucleares (comparação) | ||||
Urânio-235 ( 235 U) | 77.000.000 | (Puro) 1.470.700.000 | [Maior para minério concentrado (Mineração, Refino, Movimento)] 0.0 | ~ 55- ~ 90 |
Fusão nuclear (2H-3H) | 300.000.000 | (Liquefeito) 53,414,377.6 | (Dependência do Método de Mineração de Hidrogênio-Leito Marinho) 0.0 | |
Armazenamento de Energia de Célula de Combustível (comparação) | ||||
Metanol Direto | 4,5466 | 3,6 | ~ 1,37 | ~ 3,31 |
Proton-Exchange (R & D) | até 5,68 | até 4,5 | (O combustível IFF é reciclado) 0.0 | |
Hidreto de Sódio (R & D) | até 11,13 | até 10,24 | (Bexiga para Reciclagem de Óxido de Sódio) 0.0 | |
Armazenamento de energia da bateria (comparação) | ||||
Bateria de chumbo ácido | 0,108 | ~ 0,1 | (Tolerância ao Ciclo Profundo 200-600) 0.0 | |
Bateria de níquel-ferro | 0,0487 – 0,1127 | 0,0658 – 0,1772 | (<40y Life) (Tolerância ao Ciclo de 2k-3k SE sem efeito de Memória) 0.0 | |
Bateria de níquel-cádmio | 0,162 – 0,288 | ~ 0,24 | (1k-1.5k Tolerância ao ciclo SE sem efeito de memória) 0.0 | |
Níquel metal hidreto | 0,22 – 0,324 | 0,36 | (300-500 Tolerância ao ciclo SE sem efeito de memória) 0.0 | |
Bateria super ferro | 0,33 | (1,5 * NiMH) 0,54 | (~ 300 Tolerância ao Ciclo Profundo) 0.0 | |
Bateria de zinco-ar | 0,396 – 0,72 | 0,5924 – 0,8442 | (Reciclável por fundição e remixagem, não recarregando) 0.0 | |
Bateria de iões de lítio | 0,54 – 0,72 | 0,9 – 1,9 | (3-5 y Life) (Tolerância ao Ciclo Profundo 500-1k) 0.0 | |
Polímero de Lítio-Íon | 0,65 – 0,87 | (1,2 * Li-Ion) 1,08 – 2,28 | (3-5 anos de vida) (Tolerância ao Ciclo Profundo 300-500) 0.0 | |
Bateria de fosfato de ferro de lítio | ||||
DURACELL Zinc-Air | 1,0584 – 1,5912 | 5,148 – 6,3216 | (1-3 y Prazo de validade) (Reciclável não recarregável) 0.0 | |
Bateria de alumínio | 1,8 a 4,788 | 7,56 | (10-30 anos de vida) (3k + Tolerância ao Ciclo Profundo) 0.0 | |
PolyPlusBC Li-Aircell | 3,6 – 32,4 | 3,6 – 17,64 | (Pode ser recarregável) (pode vazar sulfatos) 0.0 |
Notas
Enquanto todas as razões de saída de gás CO2 são calculadas dentro de uma margem de erro inferior a 1% (assumindo a oxidação total do teor de carbono do combustível), razões precedidas por um til (~) indicam uma margem de erro de até (mas não maior de 9%. Os índices listados não incluem as emissões do cultivo de plantas de combustível / mineração, purificação / refino e transporte. A disponibilidade de combustível é tipicamente de 74 a 84,3% da NET, proveniente do Balanço Energético de origem.
Enquanto a fissão de urânio-235 não produz gás CO2 diretamente, os processos indiretos de queima de combustíveis fósseis de mineração, moagem, refinação, movimentação e eliminação de resíduos radioativos, etc. de concentrações de minério de urânio intermediárias a de baixo teor produzem alguma quantidade de dióxido de carbono. . Os estudos variam quanto à quantidade de dióxido de carbono emitida. O Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas das Nações Unidas relata que o nuclear produz aproximadamente 40 g de CO2 por quilowatt / hora (11 g / MJ, equivalente a 90 MJ / kg de CO2e). Uma meta-análise de uma série de estudos sobre as emissões do ciclo de vida do CO2 nuclear pelo acadêmico Benjamin K. Sovacool considera nuclear produz em média 66 g de CO2 por quilowatt / hora (18,3 g / MJ, equivalente a 55 MJ / kg CO2e). Um professor australiano afirma que a energia nuclear produz as emissões equivalentes de gás CO2 por MJ de energia líquida de saída de uma usina de energia a gás natural. Mark Diesendorf, Inst. Estudos Ambientais, UNSW.
Produção de culturas comuns associadas à produção de biocombustíveis
Colheita | Óleo (kg / ha) |
Óleo (L / ha) |
Óleo (lb / acre) |
Óleo (EUA gal / acre) |
Óleo por sementes (kg / 100 kg) |
Faixa de Fusão (° C) | Iodo número |
Cetane número |
||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Petróleo / Gordura |
Metilo Éster |
Etilo Éster |
||||||||
amendoim | (Kernel) 42 | |||||||||
Copra | 62 | |||||||||
Sebo | 35 a 42 | 16 | 12 | 40 a 60 | 75 | |||||
Banha | 32 – 36 | 14 | 10 | 60 – 70 | 65 | |||||
Milho (milho) | 145 | 172 | 129 | 18 | -5 | -10 | -12 | 115 – 124 | 53 | |
Castanha de caju | 148 | 176 | 132 | 19 | ||||||
Aveia | 183 | 217 | 163 | 23 | ||||||
Tremoço | 195 | 232 | 175 | 25 | ||||||
Kenaf | 230 | 273 | 205 | 29 | ||||||
Calêndula | 256 | 305 | 229 | 33 | ||||||
Algodão | 273 | 325 | 244 | 35 | (Semente) 13 | -1 – 0 | -5 | -8 | 100 – 115 | 55 |
Cânhamo | 305 | 363 | 272 | 39 | ||||||
Soja | 375 | 446 | 335 | 48 | 14 | -16 – -12 | -10 | -12 | 125 – 140 | 53 |
Café | 386 | 459 | 345 | 49 | ||||||
Linhaça (linho) | 402 | 478 | 359 | 51 | -24 | 178 | ||||
Avelãs | 405 | 482 | 362 | 51 | ||||||
Eufórbio | 440 | 524 | 393 | 56 | ||||||
Semente de abóbora | 449 | 534 | 401 | 57 | ||||||
Coentro | 450 | 536 | 402 | 57 | ||||||
Semente de mostarda | 481 | 572 | 430 | 61 | 35 | |||||
Camelina | 490 | 583 | 438 | 62 | ||||||
Sésamo | 585 | 696 | 522 | 74 | 50 | |||||
Cártamo | 655 | 779 | 585 | 83 | ||||||
Arroz | 696 | 828 | 622 | 88 | ||||||
Árvore de óleo de tungue | 790 | 940 | 705 | 100 | -2,5 | 168 | ||||
Girassóis | 800 | 952 | 714 | 102 | 32 | -18 – -17 | -12 | -14 | 125 – 135 | 52 |
Cacau (cacau) | 863 | 1.026 | 771 | 110 | ||||||
Amendoim | 890 | 1,059 | 795 | 113 | 3 | 93 | ||||
Papoula do ópio | 978 | 1,163 | 873 | 124 | ||||||
Colza | 1.000 | 1,190 | 893 | 127 | 37 | -10 a 5 | -10 – 0 | -12 -2 | 97 – 115 | 55 – 58 |
Azeitonas | 1.019 | 1,212 | 910 | 129 | -12 – -6 | -6 | -8 | 77 – 94 | 60 | |
Mamona | 1,188 | 1.413 | 1,061 | 151 | (Semente) 50 | -18 | 85 | |||
Nozes Pecan | 1.505 | 1 791 | 1.344 | 191 | ||||||
Jojoba | 1,528 | 1.818 | 1.365 | 194 | ||||||
Jatropha | 1,590 | 1.892 | 1.420 | 202 | ||||||
Macadâmia | 1,887 | 2.246 | 1,685 | 240 | ||||||
castanha-do-pará | 2,010 | 2,392 | 1.795 | 255 | ||||||
Abacate | 2,217 | 2.638 | 1.980 | 282 | ||||||
Coco | 2.260 | 2.689 | 2,018 | 287 | 20-25 | -9 | -6 | 8 a 10 | 70 | |
Sebo Chinês [nc 2] | 4,700 | 500 | ||||||||
Óleo de palma | 5.000 | 5,950 | 4,465 | 635 | 20- (Kernal) 36 | 20 a 40 | -8 a 21 | -8 a 18 | 12 a 95 | 65 – 85 |
Algas | 95.000 | 10.000 [ carece de fontes ] | ||||||||
Colheita | Óleo (kg / ha) |
Óleo (L / ha) |
Óleo (lb / acre) |
Óleo (EUA gal / acre) |
Óleo por sementes (kg / 100 kg) |
Faixa de Fusão (° C) | Iodo número |
Cetane número |
||
Petróleo / Gordura |
Metilo Éster |
Etilo Éster |
Notas
Extração de óleo típica de 100 kg de sementes oleaginosas
O sebo chinês (Sapium sebiferum, ou Tradica Sebifera) também é conhecido como a “Árvore da pipoca”