Was sind die Grundlagen der Biokraftstoffproduktion?
Bei der Herstellung von Biokraftstoffen wird Kraftstoff aus organischen Materialien auf Kohlenstoffbasis hergestellt. In den meisten Fällen stammt diese organische Substanz aus Pflanzen, theoretisch könnte jedoch fast jedes auf Kohlenstoff basierende organische Material zur Herstellung alternativer Biokraftstoffe verwendet werden. In einigen Fällen wurden sogar organische Abfälle wie Gülle für die Verwendung in der Biokraftstoffproduktion geerntet. Aufgrund der leichten Verfügbarkeit von organischem Material und der Tatsache, dass es sich um einen nachwachsenden Rohstoff handelt, wurden auf dem Gebiet der Herstellung von Biokraftstoffen umfangreiche Forschungsarbeiten durchgeführt.
Bei der Herstellung von Biokraftstoffen werden verschiedene Arten von Kraftstoffen verwendet, darunter Flüssigkeiten, Feststoffe und Gase. Diese Kraftstofftypen haben jeweils ihre eigenen spezifischen Anwendungen, die Aufgaben wie das Antreiben von Fahrzeugen, das Tanken von Wärme oder die Verwendung in Labors umfassen können. Obwohl Biokraftstoffe Vor- und Nachteile haben, macht die kontinuierliche Forschung diesen Kraftstofftyp zu einer praktikablen Option, um weniger erneuerbare Energiequellen wie Erdöl und Kohle zu ersetzen.
Die Herstellung von Biokraftstoffen wird häufig als kostengünstige Maßnahme zur Kontrolle der Umweltverschmutzung und des Ölpreises angeführt. Aufgrund der geringeren Produktionskosten dieser Kraftstoffe und ihrer weniger schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt bieten viele Regierungen Finanzmittel für die Erforschung und Entwicklung von Biokraftstoffen an, um die weltweite Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Die gebräuchlichsten Methoden zur Herstellung von Biokraftstoffen sind solche, bei denen pflanzliche Stoffe verwendet werden und die sich auf den natürlichen Zucker-, Stärke- oder Ölgehalt der Pflanze stützen.
Pflanzen, die von Natur aus viel Zucker wie Zuckerrohr oder viel Stärke wie Mais enthalten, werden verwendet, um Biokraftstoff durch einen Fermentationsprozess herzustellen. Das fermentierte organische Material erzeugt einen Kraftstoff auf Alkoholbasis, der allein oder im Gemisch mit anderen Elementen verwendet werden kann. Ein bekanntes Beispiel für diese Art der Herstellung von Biokraftstoffen ist Ethanol, das für sich genommen zum Betanken einiger moderner Fahrzeuge oder zum Mischen mit herkömmlichem Benzin auf Erdölbasis verwendet wird. In einigen Fällen wird das aus dem Fermentationsprozess verbleibende organische Material getrocknet und zu Pellets komprimiert, um einen festen Brennstoff für Heizöfen und andere Anwendungen zu bilden.
Biokraftstoff-Produktionsmethoden, die auf den von Pflanzen produzierten Ölen beruhen, verwenden üblicherweise Sojabohnen oder Algen. Algen-Biokraftstoffe und andere Biokraftstoffe auf Ölbasis können unverändert verwendet werden, wenn ausreichend Wärme zur Verfügung steht. Um diese Biokraftstoffe innerhalb eines normalen Betriebsbereichs zu verwenden, werden die Öle jedoch häufig in einem Umesterungsverfahren in Biodiesel umgewandelt. Die inhärente Viskosität des Kraftstoffs wird bei diesem Verfahren verringert, was das Verbrennen bei niedrigeren Temperaturen erleichtert und die Verwendung als Kraftstoff für Maschinen und Fahrzeuge erleichtert.