Apa yang ada dalam bahan bakar fosil yang tidak dapat diproduksi secara massal?


34

Karena bahan bakar terdiri dari rantai molekul yang berbeda, pertanyaan saya adalah alasan mengapa kita tidak dapat membuat struktur molekul yang sama dan dapat mereproduksi struktur yang sama di laboratorium sehingga kita tidak harus kehabisan?

Saya mengerti ada cara lain untuk ini dan itu tidak sesederhana seperti yang saya lakukan tetapi itulah mengapa saya bertanya: apa tantangan dalam melakukan sesuatu seperti ini? Tidak bisakah kita membuat struktur yang sama?

Juga sebagai catatan tambahan, apakah bahan bakar memiliki molekul oksigen yang sudah ada di dalam rantai atau mereka tidak menerima molekul ini sampai pencampuran oksigen menggunakan katup?


19
Apakah ini milik sini atau dewan kimia?
race fever

8
Minyak dapat diproduksi dengan menggunakan berbagai metode, bukan itu masalahnya. Masalahnya adalah bahwa membuatnya di laboratorium akan lebih mahal daripada mengebornya dari tanah, terutama dalam jumlah yang kita gunakan.
vsz

15
Energi, secara teknis.
Tobia Tesan

3
Buat dari apa? Udara tipis?
Lightness Races in Orbit

5
Energi adalah bagian terpenting. Itu juga sumber hidrogen yang murah. Sangat mudah untuk membuat minyak dari batubara, tetapi itu hanya berguna dalam skenario terbatas. Secara teknis mungkin untuk menangkap karbon dioksida dan menggunakan air untuk memproduksi minyak sintetis, tapi itu 1) kehilangan energi bersih yang sangat besar dan 2) jauh lebih mahal daripada hanya mengebornya. Tapi jangan khawatir, ketika minyak mulai habis (tidak akan terjadi dalam waktu dekat), karena mendapat alternatif yang lebih mahal akan muncul agak cepat :)
Luaan

Jawaban:


46

Minyak yang keluar dari tanah adalah campuran senyawa hidrokarbon yang merupakan sisa-sisa ganggang dan hewan mikroskopis, juga disebut fitoplankton dan zooplankton.

Para ilmuwan telah menciptakan bahan bakar fosil sintetis.

Upaya

1 . Saat ini ada upaya $ 300 juta dolar (sebenarnya jauh lebih besar) di San Diego, California oleh perusahaan bernama Synthetic Genomics dan Exxon Mobil untuk menggunakan ganggang untuk membuat minyak. Lipid, suatu bentuk lemak, dalam alga adalah komponen utama minyak mentah.

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

Perusahaan bioteknologi San Diego yang dipimpin oleh perintis genom J. Craig   Venter telah membuat kesepakatan dengan Exxon Mobil yang dapat mencakup lebih dari   $ 300 juta dalam pendanaan untuk mengembangkan biofuel dari alga.

Venter, terkenal karena perannya dalam mengurutkan genom manusia, kata   kemarin bahwa perusahaannya Synthetic Genomics sedang merencanakan lokal   rumah kaca dan fasilitas pengujian untuk mempelajari ribuan ganggang   dari seluruh dunia.

Tujuan akhirnya adalah untuk merekayasa alga yang akan menggunakan energi dari   matahari untuk mengubah karbon dioksida menjadi minyak dan hidrokarbon secara besar-besaran   jumlah - suatu prestasi yang akan mahal dengan   ganggang yang terjadi secara alami.

Sampai sekarang proyek di atas telah gagal dan kembali ke papan gambar.

Kutipan dari: https://www.technologyreview.com/s/515041/exxon-takes-algae-fuel-back-to-the-drawing-board/

Upaya-upaya itu tampaknya tidak memecahkan kode alga murah   bahan bakar. Dalam perjanjian baru antara perusahaan, Exxon mengirim   Genomik sintetik kembali ke lab untuk melakukan lebih banyak ilmu dasar. Itu akan   fokus sekarang pada teknologi senama-genomik sintetis, relatif   ilmu baru yang melibatkan membuat perubahan besar pada genom, bahkan ke genom   titik membangun yang sama sekali baru. Tujuannya tetap sama: “untuk   mengembangkan strain yang bereproduksi dengan cepat, menghasilkan proporsi tinggi   lipid dan efektif menahan lingkungan dan operasional   kondisi."

2 . Chevron memiliki upaya bersama dengan perusahaan bernama Catchlight Energy untuk menggunakan ganggang sebagai bahan baku untuk membuat minyak bumi. Chevron juga bermitra dengan Weyerhaueser Co, salah satu perusahaan produk hutan terbesar di dunia yang mulai menggunakan limbah kayu. Ligno-selulosa yang ditemukan dalam kayu juga merupakan komponen minyak bumi.

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

Chevron Corporation (NYSE: CVX) dan Weyerhaeuser Company (NYSE: WY)   hari ini mengumumkan letter of intent (LOI) untuk secara bersama menilai   kelayakan komersialisasi produksi biofuel dari   sumber berbasis selulosa.

Perusahaan akan fokus meneliti dan mengembangkan teknologi itu   dapat mengubah serat kayu dan sumber selulosa bukan makanan lainnya menjadi   biofuel yang ekonomis, bersih untuk mobil dan truk. Bahan baku   pilihan termasuk berbagai bahan dari Weyerhaeuser yang ada   hutan dan sistem pabrik dan tanaman selulosa ditanam di Weyerhaeuser's   hutan tanaman yang dikelola.

Di alam, satu-satunya alasan dibutuhkan jutaan tahun bagi bahan-bahan organik ini untuk berubah menjadi minyak dan gas alam adalah karena dibutuhkan waktu yang lama untuk terkubur hingga kedalaman di mana suhu dan tekanan cukup tinggi untuk mengubah bahan-bahan ini menjadi minyak bumi. .

Pada kenyataannya, waktu yang diperlukan untuk mengubahnya dari ganggang menjadi minyak mungkin kurang dari beberapa ratus tahun, dan itu lagi karena perubahan suhu dan tekanan yang lambat dalam lingkungan geologis.

Minyak telah dihasilkan dan ditemukan dalam endapan sedimen semuda 1000 tahun, sehingga tidak membutuhkan jutaan tahun. Dalam pengaturan industri ini semua bisa dilakukan dalam hitungan jam atau hari.

Tantangan

Di laboratorium, bahan organik dapat dipanaskan (~ 320C) di atmosfer lembam dengan air di bawah tekanan (~ 150 atm) untuk mensimulasikan proses alami yang membutuhkan jutaan tahun tetapi hanya membutuhkan waktu beberapa hari di laboratorium. Ini karena termodinamika sederhana, ribuan tahun pada 100 C atau beberapa hari pada 320C memberikan produk serupa.

Teknik ini digunakan untuk menganalisis apakah batuan yang belum matang, jika telah terkubur lebih dalam, dapat menghasilkan minyak mentah. Sehingga bisa digunakan sebagai alat untuk mencari reservoir minyak.

Tidaklah ekonomis untuk melakukannya dalam skala besar karena begitu banyak energi harus dimasukkan ke dalam sistem.

Hal sampingan

Adapun titik ini,

Komposisi kimia dari bensin memang memiliki oksigen di dalamnya seperti bensin campuran etanol atau bensin campuran metanol tetapi tidak dapat berperilaku sebagai oksigen. Jadi perlu oksigen dari luar, yaitu udara. Ketika kedua komponen ini dinyalakan, ia terbakar dan melepaskan energi. Kimia dasar.

Inilah reaksi yang terjadi di dalam silinder selama langkah pembakaran.

2C 8 H 18 + 25O 2 → 16CO 2 + 18H 2 HAI

Semoga ini membantu!


5
Ini sangat bagus. Info bagus dan referensi yang solid. Sudah selesai dilakukan dengan baik.
JPhi1618

1
Memang. Ini level selanjutnya. +1
DucatiKiller

1
Detail yang mengesankan, tetapi sebenarnya hanya tentang energi. Pemberi energi yang diberikan cukup bisa membuat apa saja.
nekomatic

3
@LostPecti: Anda mencampur dua hal. Satu membuat bahan bakar dari mati organisme Ini adalah bagaimana panas, tekanan, dan kekurangan oksigen telah menghasilkan bahan bakar dari berbagai organisme selama milenia. Kita dapat mempercepat ini di lab (lebih banyak panas, lebih banyak tekanan), tetapi kita membutuhkan cara untuk secara cepat memproduksi organisme mati untuk input dalam proses. Yang lain membuat tanaman hidup menggunakan fotosintesis untuk menghasilkan bahan bakar, bukan daun dan kayu. Tanaman tidak melakukan itu secara alami, Anda harus merekayasa secara genetis mereka untuk mengubah biologinya.
Guntram Blohm

1
@ saurabh64 Octane (seperti semua alkana) tidak mengandung oksigen. Rumus oktan adalah C8H18 (satu-satunya unsur penyusunnya adalah karbon dan hidrogen). Bensin adalah campuran dari berbagai bahan kimia, termasuk oktan; beberapa bahan kimia lainnya memang mengandung oksigen. Beberapa campuran bensin termasuk etanol (etil alkohol). Alkohol termasuk radikal hidroksil (OH) yang merupakan oksigen dan hidrogen. Jadi, bensin mungkin mengandung oksigen, tetapi terkandung dalam komponen sekunder dan aditif, bukan komponen hidrokarbon primer, yang seperti namanya adalah senyawa hanya hidrogen dan karbon.
Anthony X

42

Apa yang ada dalam bahan bakar fosil yang tidak dapat kita reproduksi adalah energi.

Kami telah membuat bahan bakar fosil sintetis dalam berbagai bentuk selama sekitar dua abad: gas kota (pengganti metana), bensin sintetis , biodiesel , dan seterusnya. Namun, dengan pengecualian biodiesel, semua ini membutuhkan energi yang besar untuk diproduksi, sedangkan bahan bakar fosil dapat dipompa keluar dari tanah.

Karena itu, sintetis hanya digunakan ketika bahan bakar fosil alami tidak tersedia. Gas kota digunakan sebelum penemuan ladang minyak Laut Utara dan pengembangan teknik untuk mengangkut gas alam, sedangkan bensin sintetis digunakan oleh Jerman selama Perang Dunia II, ketika tidak memiliki akses ke versi alami.

Upaya saat ini untuk membuat bahan bakar sintetis dipusatkan di sekitar menggunakan tanaman atau ganggang, sehingga energi bebas dari matahari dapat digunakan.


4
Nitpick minor: biodiesel juga membutuhkan banyak energi untuk diproduksi, tetapi kita dapat mengalihdayakan sebagian besar dari itu ke tanaman yang ditanam untuk memasok bahan baku - tenaga surya "murah". Tanaman-tanaman tersebut sangat tidak efisien dalam konversi dan sangat menuntut pada luas lahan (dan kualitas tanah, sampai kita mendapatkan ganggang tersebut: P), tetapi mereka cukup mudah untuk dirawat, dan memerlukan sedikit investasi modal. Tentu saja, menipiskan tanah sebagai obat untuk menipiskan bahan bakar fosil bukan ide yang paling cemerlang - setidaknya, kita harus mendapatkan jauh lebih baik dalam mendaur ulang produk limbah.
Luaan

2
Berbeda dengan jawaban yang diterima, yang satu ini sampai pada inti masalahnya. Matahari bersinar selama jutaan tahun membuat tanah dan atmosfer jauh dari keseimbangan, dan meninggalkannya dalam bentuk di mana energi itu dapat diekstraksi oleh kita. Bahan bakar fosil disimpan tenaga surya dan panas bumi dari Jurassic. Kami mewarisinya, seperti memiliki ayah kaya. Kami telah menghabiskan perjalanan melalui warisan kami.
Dan Sheppard

35

Jawaban lainnya benar, secara teknis. Seperti yang mereka katakan, apa isinya energi , atau hidrokarbon , atau apa pun yang Anda ingin memanggil mereka. Barang yang bisa dibakar. Sayangnya, dua hukum termodinamika pertama memberi tahu kita hal itu secara artifisial memasukkan energi ke dalam suatu zat akan membutuhkan lebih banyak energi daripada yang akan Anda keluarkan, jadi itu tidak mungkin menguntungkan [yang, sebagai tambahan, adalah mengapa sel bahan bakar hidrogen hanya baterai, bukan sumber daya].

Tapi tanaman memberi energi bagi kita, dari matahari, gratis, tentu saja . Jadi orang telah menjadikannya biofuel.

Tetapi kebanyakan dari kita tidak menjalankan mobil kita pada biofuel. Jadi itu tidak benar - benar menjawab tersirat pertanyaan, bukan? Yaitu, mengapa kita masih mendapatkannya dari tanah?

Apa yang hilang? volume .

Seratus tahun yang lalu, ada cukup molase yang diproduksi di satu tong dari satu pabrik di Boston untuk menciptakan gelombang pasang yang cukup besar untuk membunuh 21 orang:

Boston Molasses Disaster

Bayangkan betapa banyak sirup jagung yang ada sekarang, sekarang sudah ada semuanya menakutkan .

Hal serupa terjadi pada sekitar waktu yang bersamaan, dengan Banjir Bir London menenggelamkan delapan orang, dan menghancurkan dua rumah.

Bayangkan berapa banyak lagi yang harus kita minum saat ini! Jumlah yang tak terbayangkan. Tambahkan ke bir, semua teh, soda, air kemasan, susu, dll

Sekarang bayangkan sejenak bahwa zat-zat ini hampir tidak seluruhnya terbuat dari air. Bahwa mereka hanya terbuat dari sirup pekat, tetapi dalam volume yang sama. Apakah mungkin untuk menghasilkan apa saja ini secara artifisial, dalam volume itu? Tidak. Kami sudah berada di batas produksi kami.

Bahkan dengan mempermudah, mari kita lihat harga. Maret 2016, harga rata-rata AS untuk satu galon:

$1.96 Unleaded regular.
$2.20 Kool-Aid, Lemonade from concentrate:
$2.37 Soda (2l/$1.25 budget deal)
$3.16 Milk
$3.60 Hot Chocolate from powder (am drinking this now!)
$10.50 Homebrew beer from a kit.

Semua hal ini, bahkan dipermudah sekitar 90%, bahkan dengan saya memilih harga termurah yang bisa saya temukan dalam pencarian cepat, lebih mahal daripada bahan bakar kami.

Namun, produksi bensin benar-benar mengerdilkan mereka , bahkan semuanya ditambahkan bersamaan.

Gambar XKCD wajib: Gasoline volumes are insane

[[Catatan: genangan ukuran pipa-pipa ini, sekitar 1mm dalamnya, adalah rata-rata setiap orang menggunakan setiap hari.]]

Volume adalah saus rahasia. Volume adalah alasan mengapa minyak bumi / bensin adalah satu-satunya cairan selain air yang disalurkan ke seluruh negeri daripada diangkut dengan truk. Dan volume adalah alasan mengapa kita tidak dapat memproduksi bahan bakar mobil secara buatan.

Dan sementara upaya sedang dilakukan, ini sebagian besar akhirnya akan digunakan di pembangkit listrik, generator, bahan bakar maskapai, dan pemanas rumah, karena mobil listrik akan membuat mesin pembakaran internal usang dalam beberapa tahun saja.


3
Respons terbaik, pemformatan, tampilan dan nuansa .... lol. Jawaban yang bagus Terima kasih telah berkontribusi dan selamat datang di situs ini! Tepuk tangan.
DucatiKiller

3
Iya nih. Orang mengeluh tentang harga gas, tetapi saya pikir hanya sedikit yang benar-benar menghargai betapa murah dan padatnya sumber energi.
Digital Trauma

11

Mereka bisa

Mereka telah mengikat berbagai rantai polimer di laboratorium dan bahkan hidrokarbonnya. University of California Berkeley sedang melakukannya sekarang. Ini sebenarnya bukan pertanyaan yang sedang dilakukan. Itu adalah biaya untuk melakukannya. Saat ini, secara finansial tidak layak untuk bersaing di pasar saat ini. Metode lain untuk mengeluarkan dinosaurus mati dari tanah hanya lebih murah.

Berikut adalah tautan tempat UC Berkeley menggunakan Bakteri E. Coli membantu menghasilkan pengganti bensin .

Menjadi bersemangat tentang biofuel mungkin salah tempat. Ahli kimia pemenang Hadiah Nobel Paul Crutzen menerbitkan temuan yang menyatakan bahwa emisi nitro oksida yang dibuat selama produksi biofuel menjadikannya berkontribusi lebih besar terhadap pemanasan global daripada solusi bahan bakar saat ini.

Jadi, sebelum kita semua bersemangat tentang bahan bakar yang dihasilkan laboratorium dari limbah biologis kita harus menemukan proses yang lebih baik untuk mengubah bahan biologis atau mencari solusi di tempat lain.

Saat ini, ada biofuel yang membuatnya masuk ke pasar dan bercampur dengan bahan bakar standar kami. Salah satunya, etanol, berasal dari jagung. Konsekuensi yang tidak disengaja dengan itu adalah bahwa petani jagung di Amerika Tengah dan Selatan menjual jagung mereka ke produsen bahan bakar dan telah menaikkan harga jagung sehingga orang-orang benar-benar kelaparan karena basis karbohidrat yang mereka andalkan sebagai sumber makanan lebih berharga di tangki bensin mobil. Jadi, begitulah.


2
Bukan hanya Amerika Selatan di mana harga makanan naik, itu ada di sini di Amerika Utara juga. Meskipun harga bahan bakar telah turun, harga makanan belum, yang merupakan cerminan langsung tentang ini.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

4

Minyak bumi dari tanah adalah campuran molekul yang berbeda, tetapi memiliki kesamaan bahwa mereka diciptakan dengan energi dari matahari. Jadi, mengetahui seperti apa molekul itu, kita bisa mengumpulkan bahan-bahan di peralatan lab yang tepat, menambah panas (energi) dan menghasilkan bensin kita. Namun, biaya energi untuk melakukan ini (karena hukum termodinamika) melebihi energi yang terkandung dalam produk, sehingga membuat proses kehilangan energi bersih. Itu sebabnya kami tidak membuat bahan bakar fosil sendiri.

Itu persis alasan yang sama bahwa "generator hidrogen" dipasarkan sebagai tambahan untuk mobil tahun yang lalu untuk meningkatkan jarak tempuh, tidak bisa melakukan itu. Energi yang dibutuhkan dari sistem kelistrikan mobil, betapapun kecilnya, selalu melebihi energi yang dihasilkan, bahkan lebih kecil.

Dan untuk menambah penghinaan terhadap cedera, energi yang dilepaskan ketika kita menggabungkan oksigen dengan hasil minyak bumi menghasilkan penataan ulang unsur-unsur berbeda dalam molekul. Salah satu produk sampingan adalah karbon dioksida. Kami tidak suka itu meskipun tanaman pada akhirnya akan, dengan sinar matahari, mengubahnya kembali menjadi produk berbasis karbon yang kemudian dapat kita bakar kembali, jika kita mau.

Pencarian energi "terbarukan" kemudian merupakan pencarian untuk menemukan sesuatu yang akan menangkap energi matahari dengan cepat (dalam satu hari) dan menyimpannya dengan cara yang memungkinkannya untuk diekstraksi dengan cara yang terkendali. Kami meminta minyak "semalam". Fotosel dan turbin bekerja dengan baik - ketika mereka bekerja - tidak selalu ketika kita membutuhkan energi.

Sekarang Anda mendapatkan fotonya. Kita tidak dapat membuat bahan bakar - bahkan Hidrogen yang didambakan - tanpa mengeluarkan lebih banyak energi daripada yang akan kita hasilkan.


Untuk poin bonus, cara paling ekonomis untuk memproduksi hidrogen saat ini adalah ... minyak bumi. Selamat telah mengganti ketergantungan minyak kita dengan ketergantungan minyak bumi dengan komplikasi tambahan! : P Yang mengatakan, baik bensin sintetis dan hidrogen mungkin menjadi media yang menarik untuk penyimpanan energi - asalkan kita mendapatkan energi di tempat yang terbarukan. Atau nuklir, apa pun yang mengapungkan perahumu.
Luaan

3

Tidak ada.

Segala sesuatu dalam bahan bakar fosil yang saat ini digunakan dapat diproduksi secara massal.

Itu hanya akan lebih mahal daripada memompa keluar dari tanah.

Bahan bakar fosil hanyalah cara murah, tetapi tidak efisien, untuk menyimpan energi.

Jika dunia memiliki sumber energi yang murah dan efisien, kemungkinan besar tidak akan sia-sia menyimpan energi itu sebagai petrokimia. Kami akan memiliki kendaraan bertenaga listrik langsung, atau sesuatu yang lebih efisien seperti sel bahan bakar hidrogen.

Jadi pada akhirnya, jawaban untuk pertanyaan Anda adalah .. Uang.


1
Tidak efisien, kan? Kepadatan energi bensin adalah 46,4 MJ / kg. Sebagai perbandingan, baterai lithium-ion 1,8 (kurang dari 25 kali). Gas alam sedikit lebih baik, pada 55,5, tetapi lebih berbahaya untuk disimpan. Untuk menjadi lebih baik, Anda harus menggunakan Plutonium seperti nuklir dengan 2,2 juta MJ / kg, atau Uranium (81 juta). Sekarang efisien.
Paul Chernoch

2

Walaupun ada beberapa jawaban yang bagus, jawaban berbasis kimia yang paling sederhana adalah bahwa hampir mustahil untuk membentuk ikatan karbon-karbon secara efisien selain dengan sistem biologis. Kita bisa membuat H 2 dengan elektrolisis air, dan kita dapat memecah (memecahkan) hidrokarbon biologis atau karbon polimer (batubara) untuk membuat biofuel yang sudah ada lebih berguna, tetapi sampai sekarang, fotosintesis tidak dapat mengalahkan untuk memindahkan karbon dari CO 2 untuk bahan bakar.


Ya, kami hanya memiliki cara sederhana untuk melakukannya sejak tahun 1913 atau lebih: P Perang Dunia II Jerman beroperasi dengan bensin dan pelumas sintetis selama beberapa waktu. Tumbuhan sangat tidak efisien dalam menangkap energi matahari dalam hidrokarbon - satu-satunya alasan mereka penting adalah karena jumlahnya sangat banyak, dan sangat murah untuk disebarkan. Tentu saja, konsentrasi karbon dioksida di atmosfer kecil, yang menyulitkan prosesnya - Anda tidak dapat banyak berkonsentrasi produksi. Pendekatan yang lebih baik mungkin menangkap karbon dioksida setelah pembakaran, daripada membiarkannya bercampur dengan udara.
Luaan

2

Ada beberapa jawaban bagus untuk pertanyaan di luar topik. Beberapa orang merujuk pada masalah "biaya", beberapa ke masalah "energi". Namun perhatikan: ini adalah hal yang sama sebenarnya. Anda harus melakukan beberapa akuntansi dasar untuk menentukan apakah bisnis itu layak. Akuntansi yang paling dasar adalah keseimbangan "energi masuk" - "energi keluar". Jika Anda membuat hidrokarbon di lab, akan selalu ada kerugian, karena prinsip konservasi energi, dan fakta yang tidak menguntungkan bahwa kita tidak dapat membuat perangkat yang 100% efisien. Anda tidak akan pernah mencapai titik impas.

Mungkin ada cara yang lebih efisien untuk menyimpan dan mengirimkan sumber energi laboratorium Anda daripada dalam rantai hidrokarbon.


1

Ingatlah bahwa kami menggunakan petrokimia (senyawa karbon yang diekstraksi atau dilepaskan dari tanah) untuk dua tujuan berbeda: bahan bakar dan bahan baku untuk pembuatan segala macam hal. Untuk menghilangkan ketergantungan kita pada petrokimia, kita harus mengatasi kedua kegunaan tersebut.

Untuk menggantikan petrokimia sebagai sumber energi, dalam beberapa kasus akan lebih baik untuk menemukan cara lain untuk menyimpan dan melepaskan energi - baterai diisi ulang oleh turbin angin atau susunan surya, misalnya. Tetapi kebanyakan alternatif bahan bakar fosil memiliki masalah dengan kenyamanan, kapasitas (energi spesifik berdasarkan berat atau volume), kepadatan daya (lagi berdasarkan berat atau volume), keamanan penanganan / penyimpanan (pikirkan hidrogen), NIMBY (Pikirkan ladang angin), dll. Sangat mudah untuk mengisi tangki dengan bensin, diesel, bahan bakar jet, dll., nyalakan mesin dan lanjutkan .. belum lagi bobotnya yang relatif ringan dan kompak. Jadi mungkin untuk beberapa aplikasi seperti pesawat terbang, mungkin lebih layak untuk terus menyalakan mereka dengan cara saat ini (menerima semua kekurangan), tetapi pertimbangkan sumber-sumber alternatif daripada minyak bumi - karenanya biofuel.

Untuk mengganti petrokimia sebagai bahan baku pembuatan, Anda harus mempertimbangkan semua hal yang berasal dari dunia modern kita. Plastik, pelarut, pewarna, pelumas, perekat, dan sebagainya. Semua molekul menarik yang diekstraksi dari minyak mentah (dan bisa berupa daftar panjang) harus diproduksi dengan cara lain.

Dalam kedua kasus tersebut, ekivalen petrokimia ini masing-masing harus diproduksi dalam skala besar. Kami sebagai komunitas global membakar banyak bahan bakar hanya untuk berkeliling, dan kami membuat segala macam hal (juga dalam skala besar) dari minyak bumi. Itu datang ke tiga hal besar:

  1. Cari tahu cara membuat pengganti kami (katakanlah, oktan atau hidrokarbon lain) dengan proses kimia dan / atau biologis dari sesuatu yang tidak kami ekstrak dari tanah (mis. Karbon dioksida dan air). Ada penelitian yang sedang berlangsung dalam hal ini dengan hasil menarik yang muncul setiap saat.

  2. Tingkatkan proses ke tingkat yang memenuhi permintaan. Untuk satu hal, itu akan membutuhkan investasi besar-besaran; siapa yang akan menaruh uang? Untuk yang lain: jika Anda akan memasukkan karbon dioksida dan air ke dalam proses dan mengeluarkan hidrokarbon, Anda harus menambahkan energi, yang harus datang dari suatu tempat. Ini mungkin menjadi titik pelekatan utama untuk mensintesis ekivalen petrokimia pada skala berharga apa pun. Apakah kita membangun ladang tenaga surya / angin yang luas? Apa yang akan dilakukan terhadap lanskap global? Apakah kita membangun lebih banyak nuklir?

  3. Buat itu layak secara ekonomi. Orang mungkin dibujuk untuk membayar premi kecil untuk bahan bakar non-petro atau produk konsumen, tetapi akan ada batasannya. Dapatkah proses non-petro bahkan mendekati ekonomi sumur dan kilang saat ini?


Minyak mentah hanya berbeda panjang rantai hidrokarbonnya. Praktis setiap hidrokarbon dapat diproduksi dari hidrokarbon lain dalam proses industri yang menggunakan hidrogen. Hidrogen dapat diperoleh dari gas alam atau dari elektrolisis air. Sebagian besar minyak disuling menjadi bensin, diesel, bahan bakar jet, dll. Setelah Anda mengatasi skala penggunaan transportasi, Anda sudah memiliki skala yang dibutuhkan untuk setiap penggunaan minyak lainnya. Plastik? Pelarut? Pewarna? Pelumas? Perekat? Tidak masalah jika Anda memiliki skala untuk keperluan transportasi.
juhist

@juhist proses kilang didominasi oleh distilasi dan cracking; distilasi untuk mengisolasi bahan kimia tertentu mis. oktan dari stok input, dan pemecahan - memecah molekul rantai yang lebih panjang menjadi molekul yang lebih pendek / lebih kecil. Mereka tidak "memasak" molekul seperti heptana dan oktan yang digunakan dalam mobil atau hidrokarbon yang terdiri dari bahan bakar diesel atau jet. Untuk memenuhi permintaan saat ini akan produk-produk tersebut akan membutuhkan investasi besar dalam penelitian untuk mengoptimalkan proses yang diperlukan untuk ekonomi pada skala industri, serta investasi besar untuk benar-benar mengimplementasikannya. Dan lagi: dari mana energinya?
Anthony X

0

Mengambil nyata pertanyaan untuk menjadi 'Mengapa kita tidak membuat bahan bakar dari awal daripada memompakannya keluar dari tanah?', saya harus mengatakan bahwa masalah intinya adalah energi - lebih khusus lagi, konservasi energi . Bahan bakar BUKAN sumber energi - mereka adalah mekanisme penyimpanan energi (seperti baterai). Apapun energi yang didapat dari pembakaran bahan bakar, pertama-tama kita harus mengumpulkan untuk menciptakan bahan bakar. Ini adalah permainan zero-sum. Apa yang membuat bahan bakar fosil berbeda adalah bahwa Alam menghabiskan ratusan juta tahun mengumpulkan energi matahari ke penyimpanan organik (yaitu tanaman) dan menyimpannya di tanah untuk kita temukan.

Dan sekarang kita mengkonsumsi sumber daya itu sejuta kali lebih cepat dari yang dibutuhkan untuk menumpuk. Kita hidup di waktu pinjaman, orang-orang!


0

Kami dapat memproduksi bahan bakar sintetis secara massal. Sudah dilakukan oleh Jerman dalam Perang Dunia 2 (meskipun dari sumber fosil). Yang Anda butuhkan adalah karbon dan hidrogen.

Sayangnya, karbon biasanya di alam dalam bentuk karbon dioksida (dan bahan bakar fosil, tetapi mereka secara khusus dikecualikan dalam pertanyaan) dan hidrogen dalam bentuk air. Untuk memisahkan hidrogen dan karbon dari ini, Anda memerlukan energi. Karbon dan hidrogen sepele dapat dikombinasikan menjadi hidrokarbon dalam reaksi kimia.

Untungnya, energi adalah sumber daya yang berlimpah di planet Bumi. Ada dua cara utama untuk menghasilkan energi. Salah satunya adalah memanen energi matahari, baik secara langsung maupun tidak langsung. Sarana tidak langsung termasuk angin, tenaga air, dan bahkan biofuel yang terbarukan dan bahan bakar fosil. Langsung berarti fotovoltaik atau memusatkan tenaga surya-termal. Cara langsung memungkinkan banyak urutan besarnya penggunaan energi lebih besar dari apa yang digunakan hari ini, selama miliaran tahun.

Cara utama lain untuk menghasilkan energi adalah nuklir, yang juga merupakan sumber daya yang berlimpah. Sudah cukup U-238 di air laut dan batu granit biasa yang kami dapat mempertahankan tingkat penggunaan energi saat ini milyaran tahun , sampai matahari membesar dan menghancurkan kita.

Masalah utamanya adalah biaya. Fasilitas untuk membuat bahan bakar sintetis mahal, tetapi dalam keadaan darurat akan berhasil, seperti yang ditunjukkan Jerman selama Perang Dunia ke-2. Fasilitas untuk mengelektrolisis hidrogen dari air juga tidak murah. Ekstraksi karbon dioksida dari atmosfer juga memakan biaya. Lebih jauh lagi, produksi energi juga memiliki biayanya, tetapi bagaimanapun, biaya surya berkurang dengan cepat dan mungkin menjadi pilihan produksi energi dunia yang lebih bersih di masa depan.

Bukan mimpi yang terlalu jauh untuk menghasilkan bahan bakar sintetis. Hari ini, Neste memproduksi NExBTL yang pada dasarnya adalah diesel yang diproduksi dari bio-sumber yang setara dengan diesel biasa dan sama sekali tidak memerlukan modifikasi mobil. Saat ini, ada rencana untuk membangun biorefinery untuk memproduksi biogasoline di Finlandia. Jadi, tentu saja konversi karbon dan hidrogen menjadi bahan bakar sintetis tidak menjadi masalah: biodiesel dan biogasoline dapat diproduksi.

Masalah yang tersisa adalah:

  • Biaya energi, yang akan menjadi masalah dalam beberapa dekade karena cepat mengurangi biaya sel surya. Energi sudah terkadang memiliki biaya negatif di Jerman karena produksi energi terbarukan berskala besar berselang. Apa yang perlu kita lakukan adalah memperpanjang durasi waktu di mana energi memiliki biaya negatif dengan memasang lebih banyak energi terbarukan yang terputus-putus.
  • Biaya menangkap karbon dioksida. Awalnya, itu akan diambil dari sumber industri dan produksi listrik, tetapi akhirnya, di dunia yang bersih besok, harus dipisahkan dari udara, karena tidak akan ada CO 2 sumber (kecuali sumber seluler, yang tangkapannya sulit).
  • Biaya elektrolisis air. Saat ini, lebih murah untuk menghasilkan hidrogen dari gas alam daripada untuk melistrolisisnya. Namun, besok, biayanya mungkin berbeda, sebagian karena turunnya biaya energi.
  • Ladang minyak besar yang belum habis dan yang dapat digunakan untuk menghasilkan minyak selama beberapa dekade mendatang dengan biaya marjinal minimal. Harga minyak fosil akan menetap di tingkat di mana pasokan dan permintaan seimbang. Ini berarti minyak fosil akan digunakan untuk waktu yang lama, kecuali pemerintah melarang penggunaannya atau mengenakan pajak atas penggunaannya.

Yang masih harus dilihat adalah sejauh mana bahan bakar sintetis dibutuhkan. Mobil listrik sudah pasti menunjukkan kelayakannya, jadi mungkin saja bahan bakar sintetis ini akan digunakan oleh penerbangan, bukan dengan transportasi darat.

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.