Teor de energia do biocombustível

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 5n 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 23- 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 1832 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”