שְׁאֵלָה:
מה יש בדלקים מאובנים שאנחנו לא יכולים לייצר המוני?
LostPecti
2016-04-23 07:37:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

מכיוון שדלק מורכב משרשראות מולקולות שונות, השאלה שלי היא מה הסיבה שאיננו יכולים ליצור את אותו מבנה מולקולה ולהצליח לשחזר את אותו מבנה במעבדה כדי שלא נצטרך להיגמר?

אני מבין שיש לכך הרבה יותר וזה לא פשוט כמו שאני גורם לזה להיראות אבל בגלל זה אני שואל: מהם האתגרים לעשות משהו כזה? האם איננו יכולים ליצור את אותו מבנה?

כמו כן, כהערה צדדית, האם בדלקים יש מולקולות חמצן כבר בתוך השרשרת או שהם לא מקבלים מולקולות אלה עד לערבוב החמצן באמצעות שסתומים?

האם זה שייך לכאן או למועצת הכימיה?
האם אתה מציע לייצר אותו לשימוש בייצור פלסטיק וכו 'או לשרוף אותו לצורך אנרגיה?
ניתן להפיק שמן בשיטות שונות, זו לא הבעיה. הבעיה היא שההכנה שלו במעבדה תעלה הרבה יותר מאשר קידוח מהאדמה, במיוחד בכמויות בהן אנו משתמשים.
האנרגיה, מבחינה טכנית.
ליצור אותו ממה? אויר דליל?
אנרגיה היא החלק החשוב ביותר. זה גם מקור זול של מימן. זה די קל להכין נפט מפחם, אבל זה שימושי רק בתרחישים מוגבלים. אפשר היה טכנית לתפוס פחמן דו חמצני ולהשתמש במים לייצור שמן סינטטי, אבל זה 1) אובדן אנרגיה נטו עצום ו -2) הרבה יותר יקר מסתם קידוח החומר. אבל אל דאגה, כאשר הנפט יתחיל להיגמר (לא יקרה בקרוב), מכיוון שהוא יקבל חלופות יקרות יותר יצמחו די מהר :)
אתה יכול כנראה לסנתז נפט לאנרגיה, על ידי "להחזיר את האנרגיה לפחמן דו חמצני ולמים", אבל אז מאיפה אתה מקבל * את האנרגיה *, ומדוע אתה לא פשוט משתמש בה להפעלת מכוניות ודברים ישירות?
שאלה זו אינה נושא מכיוון שהיא לא קשורה כלל לתיקון רכב.
אנחנו שואבים איפשהו בסדר גודל של 1.4 * 10 ^ 10 ליטר (14,000,000,000 ליטר) נפט מהקרקע * כל יום *. עכשיו מה היה שוב בייצור המוני? (אם כי למען ההגינות, אנחנו לא * מייצרים * שמן, אנחנו * מפיקים * שמן שיוצר בתהליכים טבעיים במשך מיליוני שנים.) [וולפרם אלפא משווה סכום זה לכ- 1/35 מנפח נמל סידני] (http://www.wolframalpha.com/input/?i=90+million+barrels+of+oil+in+liters). נמל נפט אחד בסידני של נפט * בכל חודש *. או קוביה עם דפנות של כ -240 מטר, * כל יום *.
ובאשר לשימושים שאינם דלקים (משהו כמו 80-90% מהנפט המיוצר משמש כדלק, למעשה, והפחם די דומה), זהו גם מקור הגופרית העיקרי שלנו - זה החלק שבו אנו משתמשים בשמן כדי לייצר דשנים ותרופות. זהו מקרה טיפוסי של הפיכת פסולת לאוצר - גופרית היא תוצר פסולת של עיבוד נפט, ומשאב חשוב ביותר בתעשייה. אנחנו יכולים להשיג את זה גם במקום אחר, אבל זה לא מעט יקר יותר.
חסכון, חסכון וכלכלה
אנחנו מייצרים דלק ושמן סינתטי כבר כמה שנים, וזה פשוט לא אפשרי לייצר בכמויות שאנחנו שואבים כרגע מהאדמה.
אחת עשרה תשובות:
saurabh64
2016-04-23 08:30:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

נפט כשהוא יוצא מהאדמה הוא תערובת של תרכובות פחמימנים המהוות שרידי משקעים של אצות ובעלי חיים מיקרוסקופיים, הנקראים גם פיטופלנקטון וזואופלנקטון.

מדענים כבר יצרו דלקים מאובנים סינתטיים.

המאמצים

1 . נכון להיום יש מאמץ בסן דייגו שבקליפורניה בסן דייגו שבקליפורניה 300 מיליון דולר (למעשה הרבה יותר גדול) על ידי חברה בשם Synthetic Genomics ו- Exxon Mobil להשתמש באצות לייצור נפט. הליפידים, סוג של שומן, באצות הם מרכיב עיקרי בשמן הגולמי.

קטע מתוך: http://www.sandiegouniontribune.com/news/2009/jul/15/1n15algae001356-deal-blooms-algae-biofuel-research/?uniontrib

חברת ביוטכנולוגיה בסן דייגו בראשות חלוץ הגנומיקה ג'יי קרייג וונטר קיבלה עסקה עם אקסון מוביל שיכולה לכלול יותר מ -300 מיליון דולר למימון לפיתוח דלק ביולוגי מאצות.

וונטר, הידוע בעיקר בזכות תפקידו ברצף הגנום האנושי, אמר אתמול כי חברתו Synthetic Genomics מתכננת חממה מקומית ובדיקת מתקן לחקר אלפי זנים של אצות מרחבי העולם.

המטרה היא להנדס אצות שישתמשו באנרגיה מהשמש להמרת פחמן דו חמצני לשמנים ופחמימנים בכמויות גדולות - הישג שיהיה יקר להפליא עם אצות המתרחשות באופן טבעי.

נכון לעכשיו הפרויקט הנ"ל נכשל וחזר ללוח השרטוט.

קטע מתוך: https://www.technologyreview.com/s/515041/exxon-t akes-algee-fuel-back-to-the-draw-board /

נראה כי מאמצים אלה לא פיצחו את הקוד לדלקי אצות זולים. בהסכם חדש בין החברות, אקסון שולחת את הגנטיקה הסינתטית חזרה למעבדה כדי לעשות מדע בסיסי יותר. כעת היא תתמקד בטכנולוגיה שלה - גנומיקה סינתטית, מדע חדש יחסית שכולל ביצוע שינויים גדולים בגנום, אפילו נקודה לבנות חדשים לגמרי. המטרה נשארת זהה: "לפתח זנים המתרבים במהירות, מייצרים שיעור גבוה של שומנים ועומדים ביעילות בתנאים סביבתיים ותפעוליים."

2 . לשברון יש מאמץ משותף עם חברה בשם Catchlight Energy להשתמש באצות כחומר גלם לייצור נפט. שברון שיתפה פעולה גם עם Weyerhaueser Co, אחת מחברות מוצרי היער הגדולות בעולם שהחלה להשתמש בפסולת עץ. ליגנו-תאית המצויה בעץ היא גם מרכיב של נפט.

קטע מתוך: http://investor.chevron.com/phoenix.zhtml?c=130102&p=irol-newsArticle&ID=984280&highlight=

חברות יתמקדו במחקר ופיתוח טכנולוגיות שיכולות להפוך סיבי עץ ומקורות תאיים אחרים שאינם אוכלים לדלקים ביולוגיים חסכוניים ונקיים למכוניות ומשאיות. אפשרויות החומרי גלם כוללות מגוון רחב של חומרים ממערכת היער והטחנה הקיימת של Weyerhaeuser וגידולי תאית שנשתלו על מטעי יער מנוהלים של Weyerhaeuser. חומרים להחלפת נפט וגז טבעי הוא שלוקח כל כך הרבה זמן עד שהוא נקבר לעומק בו הטמפרטורה והלחץ גבוהים מספיק כדי להמיר חומרים אלה לנפט.

במציאות, הזמן שלוקח להמיר אותם מאצות לשמן עשוי להיות פחות מכמה מאות שנים, וזה שוב בגלל השינוי האיטי בטמפרטורה ולחץ בסביבה גיאולוגית.

נפט נוצר ונמצא במאגרי משקע עד גיל 1000, ולכן הוא אינו דורש מיליוני שנים. בסביבה תעשייתית כל זה יכול להיעשות תוך מספר שעות או ימים.

אתגר

במעבדה ניתן לחמם חומר אורגני (~ 320C) באווירה אינרטית עם מים בלחץ (~ 150 atm) עד לדמות את התהליכים הטבעיים שאורכים מיליוני שנים אך נמשכים רק מספר ימים במעבדה. הסיבה לכך היא תרמודינמיקה פשוטה, אלפי שנים בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס או כמה ימים בטמפרטורה של 320 מעלות נותנים מוצרים דומים.

טכניקה זו משמשת לניתוח האם סלעים לא בשלים, אם נקברו עמוק יותר, יכולים לייצר נפט גולמי. אז זה יכול לשמש ככלי לחיפוש מאגרי נפט.

לא משתלם מבחינה כלכלית לעשות זאת בקנה מידה גדול מכיוון שיש צורך להכניס כל כך הרבה אנרגיה למערכת.

דבר צדדי

באשר לנקודה זו,

ההרכב הכימי של בנזין אכן מכיל חמצן כגון בנזין מעורבב אתנול או בנזין מעורבב עם מתנול אך הוא אינו יכול להתנהג כחמצן. אז הוא זקוק לחמצן מבחוץ, כלומר אוויר. כששני המרכיבים הללו נדלקים הוא נשרף ומשחרר אנרגיה. כימיה בסיסית.

הנה התגובה המתרחשת בתוך גליל במהלך שבץ הבעירה.

2C 8 H 18 sub > + 25O 2 → 16CO 2 + 18H 2 O

מקווה שזה יעזור!

זה ממש נהדר. מידע טוב והפניות מוצקות. כל הכבוד.
אכן. זו הרמה הבאה. +1
פרט מרשים, אבל זה באמת הכל על האנרגיה. בהינתן מספיק כימיקלי אנרגיה יכולים להכין כל דבר.
תשובה נהדרת ידידי. אז כמו שמישהו הצהיר זה בעיקר דורש אנרגיה. איך הם יכולים לשלב את האנרגיה מהשמש לדלק שיצרו? כמו גם שאלה נוספת שאולי רק שואל, מדוע לאורגניזם מסוים יש רק את היכולת ליצור דלק מאובנים? ומה עושה הוספת לחץ, חום ושנים לאורגניזם שמשנה אותו כדי שיהיה אפשר להמירו בדלק?
@LostPecti: אתה מערבב שני דברים. ** אחד ** מייצר דלק מאורגניזמים מתים. כך יוצרים חום, לחץ ומחסור בחמצן דלק ממגוון גדול של אורגניזמים לאורך אלפי השנים האחרונות. אנו יכולים להאיץ זאת במעבדה (יותר חום, לחץ רב יותר), אך אנו זקוקים לדרך לייצר במהירות המוני אורגניזמים מתים כדי להזין את התהליך. ** האחר ** גורם לצמחים חיים להשתמש בפוטוסינתזה כדי לייצר דלק במקום עלים ועץ. צמחים לא עושים זאת באופן טבעי, תצטרך להנדס אותם גנטית כדי לשנות את הביולוגיה שלהם.
@GuntramBlohm בדיוק המחשבה שלי! לא יכולתי לשים את זה טוב יותר בעצמי.
@saurabh64 אוקטן (כמו כל האלקנים) אינו מכיל חמצן. הנוסחה לאוקטן היא C8H18 (היסודות המרכיבים היחידים הם פחמן ומימן). בנזין הוא תערובת של מגוון כימיקלים, כולל אוקטן; חלק מאותם כימיקלים אחרים מכילים חמצן. תערובות בנזין מסוימות כוללות אתנול (אלכוהול אתילי). אלכוהול כולל רדיקל הידרוקסיל (OH) שהוא חמצן ומימן. אז בנזין עשוי להכיל חמצן, אך הוא מכיל רכיבים משניים ותוספים, ולא רכיבי הפחמימנים הראשוניים, שכשמם מרמזים הם תרכובות של מימן ופחמן בלבד.
@AnthonyX סליחה רע לי. אוקטן לא מכיל חמצן, זה נכון. אני אערוך את התשובה עכשיו. תודה שהצביעה על השגיאה.
@LostPecti אתה לא מבין. תהליך ההמרה לא יוצר יותר אנרגיה, הוא עדיין פועל בהפסד נטו אפילו בטבע. אם שרפת את החומר המקורי היית מוציא יותר אנרגיה מאשר עם הפחם או הנפט שנוצרו. הסיבה שנפט ופחם חשובים כל כך היא אותה הסיבה שהם מכונים "דלקים מאובנים" - הם מאגר אנרגיה ענק וזול שהצטבר (בתהליכים לא יעילים מאוד) לאורך זמן רב. אנחנו יכולים לייצר פלסטיקה ודלקים מחומר צמחי "טרי" אם צריך (למשל, פחם שימש בייצור פלדה במשך זמן רב), זה פשוט הרבה יותר יקר.
זה לא העלילה של Metal Gear Solid 2 Sons of liberty?
@GuntramBlohm: * רגע, טכנית במאה השנים האחרונות היינו מצטיינים במציאת דרכים לייצור המוני של אורגניזמים מתים ... *
Mark
2016-04-23 09:27:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

מה שיש בדלק מאובנים שאיננו יכולים להפיק הוא אנרגיה.

אנחנו מייצרים דלקים מאובנים סינתטיים בצורה כזו או אחרת מזה כמאתיים: גז עיר (תחליף למתאן), בנזין סינטטי, ביו דיזל וכן הלאה. למעט ביו דיזל, לעומת זאת, כל אלה לוקחים אנרגיה ניכרת כדי לייצר, ואילו דלקים מאובנים פשוט ניתנים לשאיבה מהאדמה. אינו זמין. נעשה שימוש בגז עירוני לפני גילוי שדות הנפט בים הצפוני ופיתוח טכניקות להובלת גז טבעי, ואילו גרמניה השתמשה בבנזין סינטטי במהלך מלחמת העולם השנייה, כאשר לא הייתה לה גישה לגרסה הטבעית. p>

המאמצים הנוכחיים לייצר דלקים סינתטיים מתרכזים בשימוש בצמחים או אצות, כך שניתן להשתמש באנרגיה חופשית מהשמש.

ניקוי קל: ביו דיזל גם לוקח המון אנרגיה כדי לייצר, אך את רוב זה אנו יכולים למיקור חוץ לצמחים הגדלים בכדי לספק חומרי גלם - אנרגיה סולארית "זולה". צמחים אלה אינם יעילים מאוד בהסבתם ותובעניים למדי על שטח האדמה (ואיכות האדמה, עד שנעבור את האצות האלה: P), אך הם די פשוטים לטיפול ודורשים השקעת הון מועטה. כמובן שדלילת אדמה כתרופה לריקון דלקים מאובנים היא לא בדיוק הרעיון המבריק ביותר - לכל הפחות, נצטרך להשתפר הרבה יותר במיחזור מוצרי הפסולת.
שלא כמו התשובה המקובלת, זו מגיעה לבעיית הבעיה. השמש הזורחת במשך מיליוני שנים הרחיקה את האדמה ואת האטמוספירה הרחק משיווי משקל, והשאירה אותה בצורה בה אנו יכולים להפיק את האנרגיה הזו. דלקים מאובנים מאוחסנים כוח סולארי וגיאותרמי מהיורה. ירשנו את זה, כמו שיש לנו אבא עשיר. בילינו את דרכנו בירושה.
Dewi Morgan
2016-04-24 01:25:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

התשובות האחרות נכונות מבחינה טכנית. כמו שאומרים, מה שיש בו זה אנרגיה , או פחמימנים , או איך שלא תרצו לקרוא להם. דברים שניתן לצרוב. למרבה הצער, שני החוקים הראשונים של התרמודינמיקה אומרים לנו ש מלאכותית הכנסת אנרגיה לחומר ייקח יותר אנרגיה ממה שהיית מוציא, ולכן זה לא יכול להיות רווחי [אשר, בצד, זו הסיבה שתאי דלק מימן הם רק סוללות, ולא מקורות כוח].

אך צמחים מכניסים אנרגיה לדברים עבורנו, מהשמש, בחינם, באופן טבעי . אז אנשים הפכו אותם לדלקים ביולוגיים.

אבל רובנו לא מריצים את המכוניות שלנו על דלק ביולוגי. אז זה לא באמת עונה על שאלת ה מרומזת, נכון? כלומר, מדוע אנחנו עדיין מקבלים את זה מהאדמה?

מה שחסר הוא נפח .

לפני מאה שנה, היו מספיק מולסה שיוצרו בבור אחד של מפעל אחד בבוסטון כדי ליצור גל גאות גדול מספיק להרוג 21 אנשים:

Boston Molasses Disaster

תאר לעצמך כמה מדהים יותר תירס סירופ חייב להיות בימינו, עכשיו כשהוא ב פריקינג הכל .

משהו דומה קרה בערך באותה תקופה, עם שיטפון הבירה של לונדון הטביע שמונה אנשים, ולהרוס שני בתים.

תאר לעצמך כמה עוד עלינו לשתות בימינו! סכומים שלא ניתן לדמיין. הוסף לבירה ההיא, את כל התה, הסודה, הבקבוקים, החלב וכו '.

עכשיו דמיין לרגע שהחומרים האלה לא היו עשויים כמעט לחלוטין ממים. שהם עשויים רק מהסירופ המרוכז שלהם, אבל באותו נפח. האם ניתן יהיה לייצר כל אלו באופן מלאכותי, בכרך זה? לא. אנחנו כבר בערך במגבלות הייצור שלנו.

אפילו עם השקיה, בואו נסתכל על המחירים. מרץ 2016, מחירים ממוצעים בארה"ב לליטר של:

  1.96 $ ללא עופרת רגיל. 2.20 $ Kool-Aid, לימונדה מתרכיז: 2.37 $ סודה (2 ליטר / עסקת תקציב של 1.25 $) 3.16 $ חלב 3.60 $ שוקולד חם מאבקה (אני שותה את זה עכשיו!)
$ 10.50 בירה ביתית מבית ערכה.  

כל הדברים האלה, אפילו הושקו בכ- 90%, אפילו כשאני קוטף את המחירים הזולים ביותר שיכולתי למצוא בחיפוש מהיר, הם יקרים יותר. מאשר הדלק שלנו.

ובכל זאת, ייצור בנזין מגמד אותם לחלוטין , אפילו הכל נוסף יחד.

תמונת XKCD חובה: Gasoline volumes are insane

[[הערה צדדית: שלולית בגודל צינורות אלה, בעומק 1 מ"מ, היא כמה שכל אדם משתמש בכל יום בממוצע.]]

נפח הוא הרוטב הסודי. נפח הוא הסיבה לכך שנפט / בנזין הוא הנוזל היחיד מלבד מים שמקבלים צינורות ברחבי הארץ ולא הובלות. והנפח הוא הסיבה שבגללה איננו יכולים לייצר דלק מכוניות באופן מלאכותי.

ובעוד שנעשים מאמצים, אלה בסופו של דבר ישמשו בתחנות כוח, גנרטורים, דלק תעופה וחימום ביתי, כפי שמכוניות חשמליות ייצרו ממילא מנוע הבעירה הפנימית מיושן בעוד כמה שנים.

התגובה הטובה ביותר, עיצוב, מראה והרגשה .... חחח. תשובה טובה. תודה שתרמת וברוך הבא לאתר! לחיים.
כן. אנשים מתלוננים על מחירי הדלק, אבל אני חושב שמעטים באמת מעריכים עד כמה הוא באמת מקור אנרגיה זול וקומפקטי.
DucatiKiller
2016-04-23 08:00:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

הם יכולים

הם קשרו שרשראות פולימריות שונות במעבדה ואפילו הפחמימנים שלהם. אוניברסיטת ברקלי בקליפורניה עושה זאת כעת. זו לא באמת שאלה שזה נעשה. זה העלות של לעשות את זה. נכון לעכשיו, זה לא אפשרי כלכלית להיות תחרותי בשוק הנוכחי. השיטות האחרות להוצאת דינוזאורים מתים מהאדמה פשוט זולות יותר.

הנה קישור שבו UC ברקלי השתמש ב- E. חיידקי קולי עוזרים לייצר תחליף דלק.

התלהבות מדלקים ביולוגיים עלולה להיות במקומה. כימאי זוכה פרס נובל פול קרוצן פרסם את הממצא כי הצהרת פליטת תחמוצת החנקן שנוצרה במהלך ייצור דלקים ביולוגיים גרמה להם לתרום יותר להתחממות כדור הארץ מאשר פתרונות הדלק הנוכחיים.

אז לפני שאנחנו להתלהב מכל דלקים המיוצרים במעבדה מפסולת ביולוגית, ונצטרך למצוא תהליך טוב יותר להמרת החומר הביולוגי או לחפש אחר הפיתרון במקום אחר.

נכון לעכשיו, ישנם דלקים ביולוגיים שהופכים אותו ל את השוק ומתערבב עם הדלק הסטנדרטי שלנו. אחד מהם, אתנול, נגזר מתירס. התוצאה הלא מכוונת עם זה היא שמגדלי התירס במרכז ודרום אמריקה מוכרים את התירס שלהם ליצרני דלקים והעלו את מחיר התירס עד כדי כך שאנשים ממש גוועים ברעב מכיוון שבסיס הפחמימות שלהם הם מסתמכים כמקור מזון הוא יותר בעל ערך במיכל הדלק של מכונית. אז יש את זה.

לא רק בדרום אמריקה מחירי המזון עלו, גם כאן בצפון אמריקה. למרות שמחירי הדלק ירדו, מחירי המזון לא ירדו, וזה בבואה ישירה לכך.
Robert Werner
2016-04-24 14:22:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

נפט מהקרקע הוא תערובת של מולקולות שונות, אך משותף לעובדה שהן נוצרו באנרגיה מהשמש. לכן, בידיעה כיצד נראית המולקולה, נוכל להרכיב את החומרים בציוד המעבדה המתאים, להוסיף חום (אנרגיה) ולהפיק את הדלק שלנו. עם זאת, עלות האנרגיה של פעולה זו (בגלל חוקי התרמודינמיקה) עולה על האנרגיה הכלולה במוצר, ובכך הופכת את התהליך לאובדן אנרגיה נטו. זו הסיבה שאנחנו לא מייצרים דלק מאובנים משלנו.

זו בדיוק אותה סיבה ש"גנרטורי המימן "ששווקו כתוסף למכוניות לפני שנים כדי לשפר את הקילומטראז ', לא יכולים לעשות זאת. האנרגיה הנדרשת ממערכת החשמל של המכוניות, קטנה ככל שתהיה, תמיד עולה על האנרגיה המופקת, אפילו קטנה יותר.

וכדי להוסיף עלבון לפגיעה, האנרגיה המשתחררת כאשר אנו משלבים חמצן עם נפט שלנו מביאה לחידוש סידור האלמנטים השונים במולקולות. אחד מתוצרי הלוואי הוא פחמן דו חמצני. גם אנחנו לא אוהבים את זה למרות שצמחים בסופו של דבר, עם אור השמש, יהפכו אותו חזרה למוצר מבוסס פחמן שאותו נוכל לשרוף שוב, אם נבחר.

החיפוש אחר אנרגיה "מתחדשת" הוא ואז חיפוש אחר דבר אשר יתפוס את אנרגיית השמש במהירות (ביום אחד) ויאחסן אותה באופן שיאפשר להפיק אותה בצורה מבוקרת. אנו מבקשים שמן "בן לילה". תאי פוטו וטורבינות עובדים היטב - כשהם עובדים - לא תמיד כשאנחנו זקוקים לאנרגיה.

עכשיו אתה מקבל את התמונה. אנחנו לא יכולים לייצר דלק - אפילו מימן נחשק - מבלי להוציא יותר אנרגיה ממה שנפיק.

עבור נקודות בונוס, הדרך החסכונית ביותר לייצר מימן כיום היא ... נפט. ברכות על החלפת התלות שלנו בנפט בתלות בנפט בסיבוכים נוספים! : P עם זאת, גם בנזין סינתטי וגם מימן עשויים להיות מדיומים מעניינים לאחסון אנרגיה - בתנאי שנקבל את האנרגיה במקום מתחדש. או גרעיני, מה שצף את הסירה שלך.
Miles Prower
2016-04-24 23:22:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

שום דבר.

כל מה שדלקים מאובנים נמצאים בשימוש ניתן לייצור המוני.

זה פשוט יעלה יותר מאשר לשאוב אותו מהאדמה. > דלקים מאובנים הם רק דרך זולה, אך לא יעילה, לאחסון אנרגיה.

אם היו בעולם מקורות אנרגיה זולים ויעילים, סביר להניח שהוא לא היה מבזבז שום מאמץ על אחסון האנרגיה הזו כפטרוכימיים. היו לנו כלי רכב מונעים ישירות, או משהו יעיל יותר כמו תאי דלק מימן.

אז בסופו של דבר, התשובה לשאלתך היא .. כסף.

לא יעיל, אה? צפיפות האנרגיה של בנזין היא 46.4 מג 'לק"ג. לשם השוואה, סוללת ליתיום יון היא 1.8 (פי 25 פחות). גז טבעי מעט טוב יותר, 55.5, אך מסוכן יותר לאחסון. כדי להשתפר הרבה יותר, אתה צריך לעבור גרעין כמו פלוטוניום ב -2.2 מיליון MJ לק"ג או אורניום (81 מיליון). עכשיו זה יעיל.
Dennis
2016-04-24 13:22:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אמנם יש כמה תשובות נהדרות, אך התשובה הפשוטה ביותר המבוססת על כימיה היא שכמעט בלתי אפשרי ליצור קשרי פחמן-פחמן ביעילות מלבד מערכות ביולוגיות. אנו יכולים להכין H 2 על ידי אלקטרוליזה של מים, ואנחנו יכולים לפרק (לפצח) פחמימנים ביולוגיים או פחמן פולימרי (פחם) כדי להפוך דלקים ביולוגיים קיימים לשימושיים יותר, אך עדיין, פוטוסינתזה לא יכולה היכו על העברת פחמן מ CO 2 לדלק.

כן, הייתה לנו דרך פשוטה לעשות זאת מאז שנת 1913 לערך: P מלחמת העולם השנייה גרמניה פועלת על בנזין וחומרי סיכה די הרבה זמן. צמחים מאוד לא יעילים בלכידת אנרגיה סולארית בפחמימנים - הסיבה היחידה שהם חשובים בכלל היא שיש כל כך הרבה מהם, ושהם כל כך זולים להתפשט. כמובן שריכוז הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה הוא זעיר, מה שמסבך את התהליך - אי אפשר להתרכז בייצור רב. גישה טובה יותר עשויה להיות לכידת הפחמן הדו-חמצני לאחר הבעירה, במקום לתת לו להתערבב עם אוויר.
rawtext
2016-04-26 20:20:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

יש כאן כמה תשובות טובות לשאלה שאינה נושא. יש אנשים שמתייחסים לבעיות של "עלות", יש לבעיות של "אנרגיה". שימו לב בכל זאת: אלה באמת אותו דבר. עליכם לעשות חשבונאות בסיסית כדי לקבוע אם העסק בר-קיימא. החשבונאות הבסיסית ביותר היא היתרה "אנרגיה-אין" - "אנרגיה-אאוט". אם אתה מייצר פחמימנים במעבדה, תמיד יהיה אובדן, בגלל העיקרון של שמירת האנרגיה, והעובדה המצערת שאנחנו לא יכולים לייצר מכשיר יעיל ב 100%. לעולם לא תישבר.

יכולות להיות דרכים יעילות יותר לאחסון ומסירת מקור האנרגיה של המעבדה שלך מאשר בשרשרת פחמימנים.

Anthony X
2016-04-25 02:11:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

זכור כי אנו משתמשים בפטרוכימיקלים (תרכובות פחמן המופקות או משוחררות מהאדמה) לשתי מטרות שונות לחלוטין: דלק וחומר גלם לייצור כל מיני דברים. כדי להסיר את התלות שלנו בפטרוכימיה, נצטרך לטפל בשני השימושים.

כדי להחליף את הפטרוכימיה כמקור אנרגיה, במקרים מסוימים עדיף למצוא דרכים אחרות לאחסון ושחרור אנרגיה - סוללות נטענות על ידי טורבינות רוח או מערכי שמש, למשל. אך ברוב החלופות לדלק מאובנים יש בעיות בנוחות, קיבולת (אנרגיה ספציפית לפי משקל או נפח), צפיפות הספק (שוב לפי משקל או נפח), בטיחות הטיפול / אחסון (חשוב מימן), NIMBY (חושב חוות רוח) וכו 'פשוט כל כך קל למלא מיכל בבנזין, סולר, דלק סילוני וכו', להדליק מנוע וללכת .. שלא לדבר על משקל קל יחסית וקומפקטי. אז אולי עבור יישומים מסוימים כמו מטוסים, יתכן ויהיה אפשרי להמשיך ולהניע אותם באופן הנוכחי (לקבל את כל החסרונות), אך שקול מקורות חלופיים מאשר נפט - ומכאן דלקים ביולוגיים.

כדי להחליף פטרוכימיים כמוצרי בייצור חומר גלם, עליכם לשקול את כל הדברים שעולמנו המודרני נובע מהם. פלסטיק, ממיסים, צבעים, חומרי סיכה, דבקים וכו '. כל המולקולות המעניינות המופקות מנפט גולמי (וזו יכולה להיות רשימה ארוכה) צריכות להיות מיוצרות באמצעים אחרים.

בשני המקרים, מקבילות פטרוכימיות אלה יצטרכו להיות מיוצרות על גבי בקנה מידה עצום. אנחנו כקהילה עולמית שורפים הרבה דלק רק להסתובב, ואנחנו מכינים כל מיני דברים (גם בקנה מידה עצום) מנפט. זה מסתכם בשלושה דברים גדולים:

  1. מצא כיצד להפוך את התחליף שלנו (למשל אוקטן או פחמימן אחר) לתהליכים כימיים ו / או ביולוגיים ממשהו שלא עשינו תמצית מהקרקע (למשל פחמן דו חמצני ומים). יש מחקר מתמשך בנושא עם תוצאות מעניינות המופיעות כל הזמן.

  2. הגדל את התהליכים לרמה העונה על הביקוש. ראשית, זה יידרש להשקעה מסיבית; מי ישים את הכסף? לאחר: אם אתה מתכוון להכניס פחמן דו חמצני ומים לתהליך ולהוציא פחמימנים, תצטרך להוסיף אנרגיה, אשר צריכה להגיע מאיפה שהוא. זו עשויה להיות נקודת דבק עיקרית לסינתזת מקבילות פטרוכימיות בכל קנה מידה ראוי. האם אנו בונים חוות שמש / רוח רחבות ידיים? מה זה יעשה לנוף הגלובלי? האם אנו בונים יותר גרעיני?

  3. הפוך אותו לכדאי מבחינה כלכלית. אנשים עשויים להשתכנע לשלם פרמיה קטנה עבור דלק או מוצר צריכה שאינו ממקור פטרו, אך תהיה מגבלה. האם תהליך שאינו פטרו יכול להתקרב אפילו לכלכלת הבארות ובתי הזיקוק של ימינו?

נפט גולמי הוא רק שרשראות פחמימנים באורך שונה. כמעט כל פחמימן יכול להיות מיוצר מכל פחמימן אחר בתהליכים תעשייתיים המשתמשים במימן. ניתן להשיג מימן מגז טבעי או מ אלקטרוליזה של מים. רוב הנפט מזוקק לבנזין, סולר, דלק סילוני וכו 'ברגע שאתה מתייחס למאזני השימושים התחבורתיים, יש לך כבר את המידה הדרושה לכל שימוש אחר בנפט. פלסטי? ממסים? צבעים? חומרי סיכה? דבקים? אין בעיה אם יש לך קנה המידה לשימושים תחבורתיים.
תהליכי זיקוק @juhist הם בעיקר זיקוק ופיצוח; זיקוק לבידוד כימיקלים ספציפיים למשל אוקטן ממלאי קלט, ופיצוח - שבירת מולקולות שרשרת ארוכות יותר למולקולות קצרות / קטנות יותר. הם לא "מבשלים" מולקולות כמו הפטן והאוקטן המשמשים במכוניות או בפחמימנים הכוללים סולר או דלק סילוני. כדי לענות על הביקוש הנוכחי למוצרים כאלה, נדרשות השקעות ענק במחקר כדי לייעל את התהליכים הדרושים לכלכלה בקנה מידה תעשייתי, כמו גם השקעות ענק ליישומן בפועל. ושוב: מאיפה האנרגיה?
PMar
2016-04-25 23:20:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אם אנו לוקחים את השאלה ה אמיתית 'מדוע לא אנו מייצרים דלק מאפס במקום לשאוב אותו מהאדמה?', אצטרך לומר כי נושא הליבה הוא אנרגיה - עוד באופן ספציפי, שימור אנרגיה . דלקים אינם מקורות אנרגיה - הם מנגנוני אחסון אנרגיה (כמו סוללות). לא משנה מה האנרגיה שמוציאים בעירת הדלקים, ראשית יש לאסוף כדי ליצור את הדלק מלכתחילה. זהו משחק סכום אפס. מה שמייחד את הדלקים המאובנים הוא שהטבע השקיע מאות מיליוני שנים באיסוף אנרגיה סולארית לאגירה אורגנית (כלומר צמחים) והשקעה באדמה כדי שנמצא.

עכשיו אנו צורכים את המשאב הזה פי מיליון מהר יותר ממה שנדרש לצבור. אנחנו חיים על זמן שאול, אנשים!

juhist
2018-04-30 19:03:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אנו יכולים לייצר דלקים סינתטיים המוניים. זה נעשה על ידי גרמניה במלחמת העולם השנייה (אם כי ממקורות מאובנים). מה שאתה צריך זה פחמן ומימן.

למרבה הצער, פחמן הוא בדרך כלל בטבע בצורה של פחמן דו חמצני (ודלקים מאובנים, אך הם נשללו באופן ספציפי בשאלה) ומימן בצורת מים . כדי להפריד מימן ופחמן מאלה, אתה זקוק לאנרגיה. ניתן לשלב את הפחמן והמימן בצורה טריוויאלית לפחמימנים בתגובות כימיות.

למרבה המזל, אנרגיה היא משאב רב בכוכב כדור הארץ. ישנן שתי דרכים עיקריות לייצר אנרגיה. האחת היא לקצור את האנרגיה של השמש, במישרין או בעקיפין. אמצעים עקיפים כוללים דלק ביולוגי של רוח, מים ואפילו דלק ביולוגי (חלילה!) דלקים מאובנים. ישיר פירושו פוטו וולטאיקה או ריכוז כוח סולארי תרמי. הדרכים הישירות מאפשרות הרבה יותר סדרי גודל להשתמש באנרגיה גדולה יותר ממה שמשתמשים בו כיום, במשך מיליארדי שנים.

הדרך העיקרית האחרת לייצר אנרגיה היא גרעינית, שהיא גם משאב רב. יש מספיק U-238 במי הים ובסלע הגרניט הרגיל שנוכל לקיים את רמות צריכת האנרגיה הנוכחיות במשך מיליארדי שנים, עד שהשמש תגדיל ותשמיד אותנו.

הנושא העיקרי הוא עלות. המתקנים לייצור דלקים סינתטיים הם יקרים, אך בקמצוץ יעבוד, כפי שהראתה לנו גרמניה במהלך מלחמת העולם השנייה. גם המתקנים לאלקטרול מימן ממים אינם זולים. הפקת פחמן דו חמצני מאטמוספירה עולה גם כן. יתר על כן, לייצור אנרגיה יש גם את העלויות שלה, אך עם זאת, עלות השמש יורדת במהירות ועשויה להיות בחירת ייצור האנרגיה של העולם הנקי של מחר.

זה לא חלום רחוק כל כך לייצר דלקים סינתטיים. כיום מייצר Neste את NExBTL שהוא בעצם סולר המיוצר ממקורות ביולוגיים המקבילים לסולר רגיל ואינו דורש שום שינוי ברכב. כיום קיימת תוכנית לבניית בית זיקוק לייצור ביו בנזין בפינלנד. אז בהחלט המרת פחמן ומימן לדלקים סינתטיים אינה הנושא: ניתן לייצר גם ביו דיזל וגם ביו בנזין.

הנושאים הנותרים הם:

  • עלות אנרגיה, שלא תהיה בעיה בעוד כמה עשורים בגלל הפחתה מהירה של עלויות תאי השמש. לאנרגיה כבר יש מחיר שלילי בגרמניה עקב ייצור אנרגיה מתחדשת לסירוגין בקנה מידה גדול. מה שעלינו לעשות הוא להאריך את משך הזמן שבו לאנרגיה יש עלות שלילית על ידי התקנת חומרים מתחדשים לסירוגין עוד יותר.
  • עלות לכידת פחמן דו חמצני. בתחילה היא תילכד ממקורות ייצור תעשייתיים וכוחיים, אך בסופו של דבר, בעולם הנקי של מחר, יש להפריד אותה מהאוויר, מכיוון שלא יהיו מקורות CO 2 (למעט מקורות ניידים , שלגביו קשה לתפוס).
  • עלות אלקטרוליזה של מים. כיום, זול יותר לייצר מימן מגז טבעי מאשר לחשמל אותו. עם זאת, מחר העלויות עשויות להיות שונות, בין השאר בגלל ירידת עלויות האנרגיה.
  • שדות הנפט הגדולים שלא נדלקו ושהם יכולים לשמש לייצור נפט במשך עשרות שנים בעלות שולית מינימלית. מחיר הנפט המאובנים יתייצב ברמה שבה ההיצע והביקוש נמצאים באיזון. משמעות הדבר היא ששמן מאובנים ישמש לאורך זמן רב, אלא אם כן הממשלה אוסרת על השימוש בו או מטילה מס על השימוש בו.

מה שנותר לראות הוא עד כמה הדלקים הסינתטיים הם נָחוּץ. מכונית חשמלית בהחלט הראתה את כדאיותה, ולכן יתכן והדלקים הסינתטיים הללו ישמשו בתעופה, ולא בתחבורה ציבורית.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...