Culturile energetice sunt culturi agricole cultivate pentru nevoile energetice.
Culturile energetice tradiționale sunt porumbul și trestia de zahăr , care sunt cultivate pentru producția de etanol la scară industrială , cum ar fi în țări precum Brazilia și Statele Unite . Sunt utilizate pentru producerea de bioetanol .
Cultivarea ierburilor energetice este în curs de cercetare. Pentru producția de biomasă se presupune că ar trebui folosite diverse ierburi: stuf canar , miscanthus (iarbă argintie, iarbă elefant), iarbă comutată ( lat. Panicum virgatum , iarbă comutatoare engleză ) și altele.
Randamentul de stuf canar este de 5-7 tone de biomasă la hectar , randamentul de miscanthus este de până la 10-12 tone la hectar (aproximativ echivalent cu 36 de barili de petrol). Hibrizii Miscanthus au fost crescuți cu un randament de până la 60 de tone la hectar.
În Rusia, puteți folosi bodyak și mullein , care sunt nepretențioase pentru habitate și conțin 7,6% - 9,6% uleiuri pirolitice în compoziția lor.
Bagasul din trestie de zahăr este folosit în Brazilia ca combustibil în centralele electrice . În 2000, aproximativ 50 de milioane de tone de bagas au fost produse în Brazilia. În 2001, în Brazilia, Bagasse a operat centrale electrice cu o capacitate totală de 1.350 MW. Electricitatea produsă din bagas a fost vândută la 0,036 USD pe kWh . Aproximativ 97% din energia electrică a Braziliei provine din centrale hidroelectrice . În timpul anotimpurilor secetoase, nivelul apei scade, rezultând o producție redusă de energie electrică. Utilizarea bagasului vă permite să neteziți fluctuațiile sezoniere ale producției de energie electrică.
În SUA, tulpinile de porumb sunt folosite pentru a face pelete de combustibil .
De asemenea, deșeurile agricole sunt folosite ca combustibil la centralele electrice: grâu și paie de orez , coji de orez etc.
Aproximativ 80 de milioane de tone de bambus sunt cultivate în India în fiecare an . Guvernul Indiei a înființat Misiunea națională de aplicare a bambusului (NMBA). Din 1996 până în 2006, în India au fost construite 101 centrale electrice pe biomasă, cu o capacitate totală de 750 MW. În total, peste 540 de milioane de tone de diferite plante sunt cultivate anual în India, dintre care majoritatea nu sunt utilizate în prezent.
Diverse culturi pot fi folosite pentru a produce biogaz. De exemplu, biogazul produs din trestie de zahăr conține mai multă energie decât etanolul produs din aceeași cantitate de trestie de zahăr. Dar combustibilul sub formă lichidă este mai convenabil pentru depozitare, transport și distribuție.
Pentru a produce biodiesel se folosesc plante cu un continut ridicat de lipide . Materia primă pentru producția de biomotorină poate fi o varietate de culturi, inclusiv culturi nealimentare, cum ar fi jatropha .
| Materii prime | kg ulei/ha | litri de ulei/ha |
|---|---|---|
| porumb | 145 | 172 |
| nuci caju | 148 | 176 |
| ovăz | 183 | 217 |
| lupin | 195 | 232 |
| calendula | 256 | 305 |
| bumbac | 273 | 325 |
| cânepă | 305 | 363 |
| soia | 375 | 446 |
| cafea | 386 | 459 |
| lenjerie | 402 | 478 |
| alune | 405 | 482 |
| semințe de dovleac | 449 | 534 |
| coriandru | 450 | 536 |
| semințe de muștar | 481 | 572 |
| Ghimbir (plantă) | 490 | 583 |
| susan | 585 | 696 |
| Vopsea de șofrăn | 655 | 779 |
| orez | 696 | 828 |
| floarea soarelui | 800 | 952 |
| cacao | 863 | 1026 |
| arahide | 890 | 1059 |
| mac | 978 | 1163 |
| viol | 1000 | 1190 |
| măsline | 1019 | 1212 |
| rocină | 1188 | 1413 |
| pecan | 1505 | 1791 |
| jojoba | 1528 | 1818 |
| jatropha | 1590 | 1892 |
| macadamia (nuca) | 1887 | 2246 |
| nucă braziliană | 2010 | 2392 |
| avocado | 2217 | 2638 |
| nucă de cocos | 2260 | 2689 |
| ulei de palmier | 5000 | 5950 |
| copac de seu | 5500 [1] |
Date de la The Global Petroleum Club
Tabel: Producția de petrol din diverse materii prime de pe un hectar de teren
La 9 ianuarie 2008, în provincia chineză Guangxi a fost lansat un program numit „Proiectul pădurii de biocombustibil 1 milion Mu” . 1 milion de mu este egal cu aproximativ 165.000 de acri . Jatropha va fi plantat în această zonă . În total, China are 212 milioane de hectare de teren marginal pe care pot fi cultivate culturi bioenergetice.
În prezent, cea mai mare parte a bioetanolului este produs din porumb (SUA) și trestie de zahăr (Brazilia). Materia prima pentru producerea bioetanolului poate fi si diverse culturi agricole cu un continut ridicat de amidon sau zahar : manioc , cartofi , sfecla de zahar , cartof dulce , sorg , orz etc.
Maniocul are un mare potențial . Manioc este produs în cantități mari de China , Nigeria , Thailanda . Costul producerii bioetanolului din manioc în Thailanda este de aproximativ 35 USD pe baril echivalent petrol .
Cel mai bun climat pentru producția de trestie de zahăr îl are Peru , țările din Caraibe . În cantități mari, trestia de zahăr poate fi produsă și de Indonezia , unele țări africane, precum Mozambic .
Etanolul poate fi produs în cantități mari din celuloză . Materia prima poate fi diverse deseuri agricole si forestiere: paie de grau, paie de orez, bagas de trestie de zahar, rumegus etc.
Producția de etanol din celuloză nu este încă viabilă din punct de vedere economic.
Potrivit Departamentului pentru Agricultură al Statelor Unite (USDA), randamentul mediu de ierbire în Statele Unite este de 5 tone pe hectar în greutate uscată. Costul mediu al producției de biomasă este de 65,86 USD pe tonă (în greutate uscată). Cu prețul biomasei switchgrass de 50 USD pe tonă, costul producției de etanol va fi de 0,13 USD pe litru. Date obținute din studiile a 10 ferme implicate în cultivarea comercială a ierbii [1] .
Butanol - C4H10O - alcool butilic . Lichid incolor cu miros caracteristic. Folosit pe scară largă în industrie.
Butanolul a început să fie produs la începutul secolului al XX-lea folosind bacteria Clostridia acetobutylicum . În anii 1950 , din cauza scăderii prețului petrolului , acesta a început să fie produs din produse petroliere.
Materia primă pentru producerea biobutanolului poate fi trestia de zahăr , sfecla , porumbul , grâul , manioc , iar în viitor celuloza .
Plantațiile de energie din biomasă previn eroziunea solului și îmbunătățesc mediul înconjurător. Când biomasa este arsă la o centrală electrică , numai CO2 care a fost absorbit de plantă în timpul creșterii este emis în atmosferă .