바이오 연료 또는 오일? 비행기가 미래로 날아갈 방법
오늘날 전문가들은 바이오 연료의 전망에 대해 계속해서 논쟁하고 있습니다. 비행 산업. 이 문제에 대한 의견은 다르지만, 지금까지 바이오 연료 문제에 대한 경제학보다 정치가 더 많다는 것은 분명합니다. 바이오 연료는 주로 환경 및 유해한 CO2 배출량을 대기로 줄이는 것을 목표로하는 프로그램에 중요합니다. 더욱이 그러한 연료는 득보다 해를 더 많이 가질 수 있습니다.
바이오 연료에 대해 무엇을 알고 있습니까?
오늘날 바이오 연료는 새롭고 특별한 것처럼 보이지만 실제로는 항상 우리를 둘러싸고 있습니다. 모든 러시아인이 아마 접한 가장 간단한 예는 장작으로, 가장 오래된 고체 바이오 연료 유형 중 하나입니다. 우리가 바이오 연료의 일반화 된 특성을 제공한다면, 이것이 식물 또는 동물 기원의 원료, 유기체 또는 유기 산업 폐기물의 중요한 활동 산물에서 생산되는 연료라는 것을 알 수 있습니다.
진짜 역사 바이오 연료는 미국이 국가 차원에서 대기 오염을 통제하기 위해 연방법을 통과시킨 1970 년대에 활발하게 개발되었으며,이를 Clean Air Act라고 불렀습니다. 이 법은 자동차와 기차에서 비행기에 이르기까지 다양한 차량의 대기로 유해한 배출물을 최대한 줄이기 위해 이해하기 쉬운 목적으로 채택되었습니다. 현재 시장에는 바이오 연료의 개발 및 생산에 종사하는 수십 개의 회사가 있으며 대부분은 여전히 미국에 있습니다.
오늘날, 바이오 연료에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. XNUMX 세대 바이오 연료에는 지방, 당분 및 전분 함량이 높은 일반 농작물에서 추출한 식물성 연료가 포함됩니다. 작물의 전분과 설탕은 에탄올로, 지방은 바이오 디젤로 전환됩니다. 바이오 연료의 가장 일반적인 작물은 밀, 유채, 옥수수입니다.
가장 오래된 고체 바이오 연료
XNUMX 세대 바이오 연료는 목재 또는 식물 폐기물, 식품 산업 폐기물, 산업용 가스 폐기물 등에서 얻는 산업 바이오 연료입니다. 이러한 바이오 연료의 생산은 XNUMX 세대 작물보다 비용이 저렴합니다.
조류는 XNUMX 세대 바이오 연료의 또 다른 유형의 원료가 될 수 있습니다. 이것은이 산업의 발전을위한 유망한 방향입니다. 그들의 생산에는 부족한 토지 자원이 필요하지 않지만 조류는 번식률과 바이오 매스 농도가 높습니다. 오염 된 물과 바닷물에서 자랄 수있는 것도 중요합니다.
지금까지 전 세계 운송용 바이오 연료의 대부분은 식물성 원료에서 생산되는 XNUMX 세대 연료입니다. 그러나 최근 몇 년 동안이 산업에 대한 투자가 감소하고 있습니다. 이 연료와 그 생산에는 많은 단점이 있습니다. 그중 하나는 식량 안보를 약화시키고 있습니다. 기아 문제가 해결되지 않은 세상에서 많은 정치인과 운동가들은 농산물을 연료로 전환하는 것이 부적절하다고 생각합니다.
전문가들은 그러한 바이오 연료의 사용이 좋은 것보다 기후에 더 해롭다 고 생각합니다. 화석 연료 연소로 인한 배출량을 줄임으로써 우리는 동시에 토지 이용을 크게 변화시키고 있습니다. 바이오 연료에 대한 수요가 증가함에 따라 농업 생산자들은 식량 작물의 면적을 줄여야합니다. 이것은 많은 국가의 식량 안보 프로그램과 상충됩니다.
농업 원료에서 바이오 연료를 생산하는 것은 식량 생산, 재배되는 작물의 다양성, 식량 가격 및 사용되는 농지 면적에 간접적 인 영향을 미칩니다. 2025 년까지 1,2 억 명의 굶주린 사람들이있을 것으로 예측되는 세계에서 2,8 톤의 밀을 사용하여 952 리터의 에탄올을 생산하거나 5 톤의 옥수수를 사용하여 2000 리터의 에탄올을 생산하는 것은 가장 합리적이고 윤리적 인 결정이 아닌 것 같습니다.
작업 에탄올 공장
35 세대 바이오 연료는 환경에 해를 끼치 지 않고 인류의 식량을 빼앗기지 않고 폐기물 문제를 해결하는 데 도움이되는 더 유망 해 보입니다. 전문가들은 산업 가스와 목재 폐기물로 만든 그러한 바이오 연료가 러시아를 포함하여 큰 전망을 가지고 있다고 믿습니다. 우리나라에서는 산림 산업에서 발생하는 폐기물 만 연간 XNUMX 만 입방 미터로 추산되며 벌목 량 측면에서는 미국에 이어 두 번째입니다.
항공 바이오 연료 관점
항공 및 전체 항공 운송 부문은 바이오 연료의 가능한 성장 동력으로 식별 될 수 있습니다. 항공은 지구상에서 소비되는 총 연료의 약 10 %를 차지합니다. 그러나 항공에서 바이오 연료에 대한 전망은 그렇게 명확하지 않습니다. 항공 등유가 생산되는 오일을 대체하는 바이오 연료는 장단점이 있습니다.
그러나 바이오 연료는 항공 분야에서 인상적인 로비가 있다는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 우선, 국제 항공 운송 협회와 국제 민간 항공기구 (ICAO)를 포함하는 조직 수준에서. 이러한 조직은 바이오 연료 자체와 항공 여행에서의 사용 기준에 대해 로비하고 있습니다.
또한 항공사 자체도 바이오 연료 사용에있어 몇 가지 이점이 있습니다. 첫째, 그들은 ICAO 및 시민 사회 단체와 좋은 관계를 유지합니다. 둘째, 운송이 더 친환경적입니다. 생태학의 주제는 현재 매우 인기가 있으며 "HYIP"라고 말할 수 있으며 항공사를위한 매우 좋은 홍보 플랫폼입니다. 셋째, 바이오 연료는 연료 가격의 변동성 위험을 줄이는 데 경제적 이점이 있습니다.
동시에 바이오 연료 문제의 경제는 플러스와 마이너스를 모두 담당합니다. 첫째, 항공사가 좋아하는 긍정적 인 점을 고려하십시오. 오늘날 바이오 연료 시장은 처방전없이 구입할 수 있으며 이러한 연료는 안정적이고 이해할 수있는 비용을 발생시킵니다. 차례로 정유 과정에서 얻은 고전적인 연료는 교환 상품이며 비용은 교환 가격에 직접적으로 의존합니다. 연료 가격의 변동은 계속되고 있으며, 이는이 지역에서 멀리 떨어진 사람들을 포함하여 모든 사람이 관찰합니다.
이제 경제적 단점에 대해 이야기합시다. 바이오 연료 생산은 저렴하지 않습니다. 공동 생명 에너지 연구소의 최고 경영자이기도 한 캘리포니아 대학교 버클리의 화학 공학 및 생명 공학 교수 인 Jay D. Keesling은 Global Energy에 항공 용 바이오 연료의 대량 생산이 현재보다 비용 효율적이지 않다고 말했습니다. 항공 연료 생산 석유에서 등유.
바이오 연료로 비행기 급유
그는 언급했다.
“오일로 만든 현대식 제트 엔진의 연료는 매우 저렴합니다. 전 세계 국가들이 탄소 중립 연료 사용을 요구하는 규칙을 수립하거나 항공 등유에 대한 탄소세를 도입하면 생물 반응성 연료 생산자들에게 동기를 부여 할 수 있습니다. 우리는 그러한 연료를 생산할 수 있다는 것을 알고 있지만 오늘날 주요 문제는 경제입니다. "
Timiryazev 식물 생리학 연구소 (IPR RAS)의 소장 인 Dmitry Los는 그의 해외 동료와 동의합니다. 항공 용 바이오 연료 비용은 여전히 매우 높습니다. 요즘 바이오 연료 생산은 경제 현상 이라기보다는 정치적 의지에 가깝습니다. 전문가에 따르면 항공 등유는 이미 전 세계적으로 충분한 석탄 화력 발전소와 달리 잘 정화되어 지구 대기로 거의 방출되지 않습니다.
Dmitry Los와 Jay D. Kisling은 모두 XNUMX 세대 및 XNUMX 세대 바이오 연료를 사용하는 것이 가장 유망하다고 믿습니다. 조류 (천연 미생물) 및 미래에는 유전자 조작 미생물로부터 바이오 연료를 생산하는 것이 더 효율적으로 보입니다. 이 접근법은 자원 기반이 넓고 농지 및 관개 자원 부족 문제를 해결합니다.
또한 이러한 생산은 무한정 복제 할 수있는 폐쇄 형 사이클 기술이 될 것입니다. 적어도 태양이 지구를 비추고 광합성 과정이 진행되는 한. Kisling은 결국 자원 부족 문제는 바이오 연료 생산에 유기 폐기물을 광범위하게 사용함으로써 결국 해결할 수 있다고 덧붙였습니다.
항공에서의 바이오 연료 사용
오늘날 항공에서 바이오 연료의 사용은 정치적 수준에서 추진되고 있습니다. 예를 들어, EU에서 항공은 온실 가스 배출량의 3 %를 차지합니다. 국제 항공 운송 협회는 바이오 연료 사용을 통해 2050 년까지 대기로의 유해 배출량을 절반으로 줄일 것으로 예상하고 있습니다 (2005 년 대비).
문제는 이러한 모든 배출이 지구 대류권의 가장 민감한 층에서 발생한다는 것입니다. 연간 2 %의 항공 여행 증가는 시간이 지남에 따라 항공에서 전 세계 CO3 배출량을 2050 년까지 2 %로 변하지 않게 만들 수 있습니다 (현재 전 세계 배출량의 XNUMX %를 차지함).
우리 행성의 분위기에서는 그러한 증가조차 이미 많이 있습니다. 지구상의 지구 기후 변화 문제를 고려할 때 인류는 유해한 배출량을 줄이고 항공기 엔진의 환경 친 화성을 개선하기 위해 노력해야합니다. 이것은 산업화 이전에 비해 지구 온난화에 대한 영향을 섭씨 1,5 도로 제한하려는 경우 중요합니다.
하늘에있는 비행기의 비행운
지금까지 항공 등유를 바이오 연료로 대체하는 것은 바이오 연료와 등유의 10 ~ 20 % 비율로 두 종류의 연료를 혼합하여 점진적으로 이루어지고있다. 이러한 양으로도 대기로의 유해한 배출을 실질적으로 감소시킵니다.
항공에서 바이오 연료를 사용한 첫 경험은 2008 년으로 거슬러 올라갑니다. 그런 다음 Virgin Atlantic 항공사는 바이오 연료의 20 %를 일반 항공 등유와 혼합하여 비행을 수행했습니다. 그 이후로이 기술은 KLM과 같은 대형 항공사를 포함하여 다양한 항공사에서 테스트되었습니다. 가장 주목할만한 성과는 2017 년에 중국에서 미국으로 비행 한 하이난 항공이 사용한 식물성 기름을 연료로 첨가 한 혼합물을 사용했습니다.
공군도 기술에 관심이 있습니다. 예를 들어, 인도에서는 An-32 군용 수송기가 바이오 연료 비행 인증을 받았습니다. 이 항공기의 엔진은 일반적으로 혼합물에서 작동하며, 그중 10 %는 생체 구성 요소입니다. 2024 년까지 인도 공군은 기존 항공 등유의 사용을 4 억 달러까지 줄여 바이오 연료로 상당히 광범위하게 전환 할 것으로 예상합니다.
2030 년까지 항공 우주 기업인 Boeing은 XNUMX % 바이오 연료로 정기 비행이 가능한 항공기를 생산할 계획입니다. 적어도 이러한 계획은 오늘날 항공기 제조업체에서 실제로 목소리를냅니다. 동시에 바이오 연료는 유해한 대기 배출을 줄이는 유일한 방법과는 거리가 멀다.
유망한 방향은 하이브리드 또는 모든 전기 엔진을 갖춘 항공기를 만드는 것입니다. 이것은 항공을 탄소 중립적 일뿐만 아니라 완전히 환경 친화적으로 만들 수있는 진정한 기회입니다. 대기 중 산소에 의해 산화되는 강력한 축전지의 출현을 기다리는 것만 남아 있습니다.
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