바이오디젤이 환경에 미치는 영향

Environmental impact of biodiesel

바이오디젤이 환경에 미치는 영향은 다양하며 명확하지 않다.바이오디젤 사용에 대한 자주 언급되는 인센티브는 화석 연료에 비해 온실 가스 배출량을 줄일 수 있는 능력이다.이것이 사실인지 아닌지는 많은 요인에 의해 결정됩니다.

온실가스 배출량

재생 가능 운송 연료 [1]의무의 목적을 위해 영국 정부가 계산한 수치를 사용하여 미국에서 재배되고 영국에서 연소되는 콩 바이오디젤의 탄소 강도 계산.
바이오디젤과 화석연료의 탄소강도에 대한 영국 수치 그래프.이 그래프는 모든 바이오디젤이 원산지에서 사용되고 있다고 가정합니다.또한 디젤은 토지 용도[2] 변경보다는 기존 경작지에서 생산된다고 가정한다.

바이오디젤에 대한 일반적인 비판은 토지 이용의 변화인데,[3] 이것은 화석 연료만을 사용함으로써 발생할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 배출을 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다.그러나 이 문제는 농업에 적합하지 않은 토지를 사용할 수 있는 조류 바이오 연료로 해결될 것이다.

이산화탄소는 주요 온실 가스 중 하나이다.바이오디젤을 태우면 일반 화석연료와 비슷한 이산화탄소 배출이 발생하지만 식물원료는 성장하면 대기 중 이산화탄소를 흡수한다.식물은 광합성이라고 알려진 과정을 통해 이산화탄소를 흡수하는데, 이것은 햇빛으로부터 설탕과 녹말의 형태로 에너지를 저장하게 해준다.바이오매스가 바이오디젤로 전환되고 연료로 연소된 후 에너지와 탄소가 다시 방출됩니다.그 에너지 중 일부는 이산화탄소가 대기로 방출되는 동안 엔진에 동력을 공급하는데 사용될 수 있다.

따라서 온실가스 총 배출량을 고려할 때 전체 생산 과정과 그러한 생산으로 인해 어떤 간접 효과가 발생할 수 있는지를 고려하는 것이 중요하다.이산화탄소 배출에 대한 영향은 생산 방법과 사용되는 공급 원료의 종류에 따라 크게 달라진다.바이오 연료의 탄소 강도 계산은 복잡하고 부정확한 과정이며, 계산의 가정에 크게 의존한다.계산에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.

  • 원료 재배에 따른 배출량(비료에 사용되는 석유화학 등)
  • 공급원료를 공장으로 운반할 때의 배출물
  • 공급 원료를 바이오디젤로 가공하여 배출하는 물질
  • 원료 재배에 의한 CO 배출 흡수2

다른 요인은 매우 유의할 수 있지만 고려되지 않는 경우도 있습니다.여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 연료 공급 원료가 재배되는 지역의 토지 사용 변화에 따른 배출량.
  • 공장에서 사용지점으로의 바이오디젤 수송에 따른 배출량
  • 바이오디젤의 표준 디젤 대비 효율
  • Tail pipe에서 발생하는 이산화탄소의 양 (바이오디젤은 4.7% [citation needed]증가 가능)
  • 소 사료 또는 글리세린과 같은 유용한 부산물의 생산으로 인한 이점

토지 이용 변화를 고려하지 않고 현재의 생산 방식을 가정할 경우 유채씨 및 해바라기 기름에서 나오는 바이오디젤은 석유디젤보다 [4][5][6][7]온실가스 배출량이 45~65% 낮다.그러나 생산 [4][6]공정의 효율성을 개선하기 위한 연구가 진행 중입니다.사용한 식용유 또는 기타 폐지방에서 생산된 바이오디젤은 CO 배출량을 85%[1]까지 줄일2 수 있습니다.공급 원료가 기존 경작지에서 재배되는 한 토지 이용 변화는 온실가스 배출에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않는다.그러나 원료 생산 증가가 삼림 벌채 속도에 직접적인 영향을 미친다는 우려가 있다.이러한 클리어 컷은 삼림, 토양, 이탄층에 저장된 탄소를 방출시킨다.삼림 벌채로 인한 온실 가스 배출량은 너무 커서 (바이오디젤 사용만으로 야기된) 낮은 배출량의 혜택은 수백 [1][3]년 동안 무시할 수 있을 것이다.따라서 팜유와 같은 원료에서 생산되는 바이오 연료는 [8]화석 연료보다 훨씬 더 많은 이산화탄소 배출을 일으킬 수 있다.

오염

미국에서 바이오디젤은 청정대기법(1990년)의 건강영향시험 요건(계층 I 및 계층 II)을 성공적으로 완료한 유일한 대체 연료이다.

바이오디젤은 저황(50ppm 미만) 디젤에 비해 입자 필터가 장착된 차량에서 고체 연소물의 소립자인 미립자의 직접적인 배기관 방출을 20%까지 줄일 수 있습니다.화석 [9]경유에 비해 생산 결과 발생하는 미세먼지 배출량이 약 50% 감소한다.

생분해

아이다호 대학의 한 연구는 바이오디젤, 식물성 기름, 바이오디젤과 석유 디젤 혼합물, 그리고 2D 디젤 연료의 생분해율을 비교했습니다.영양소 및 하수 슬러지 수정 용액에서 분해될 제품의 저농도(10ppm)를 사용하여, 그들은 바이오디젤이 28일 동안 덱스트로오스 제어와 동일한 속도로, 석유 디젤의 5배 빠르게 분해되었으며, 바이오디젤 혼합은 다음과 같은 과정을 통해 석유 디젤의 분해 속도를 두 배로 증가시켰다.신진대사[10]동일한 연구에서 바이오디젤과 석유 디젤 10,000ppm을 사용하여 토양 열화를 조사한 결과, 바이오디젤이 토양 내 석유 디젤의 두 배 속도로 열화된 것으로 나타났다.모든 경우에서 바이오디젤이 석유 디젤보다 완전히 분해된 것으로 확인되었으며, 이는 분해가 잘 되지 않는 결정되지 않은 중간체를 생성했다.동일한 프로젝트에 대한 독성 연구에서는 최대 5000mg/kg의 바이오디젤을 사용하는 쥐와 토끼에 사망률이 없고 독성 영향이 거의 없는 것으로 나타났다.석유 디젤 역시 동일한 농도에서 사망률을 나타내지 않았으나, 토끼의 경우 2000mg/l 이상의 농도로 탈모와 소변 변색 등의 독성 영향이 확인되었다.[11]

수중 환경

바이오디젤이 널리 사용됨에 따라 소비가 수질과 수생태계에 어떤 영향을 미치는지 고려하는 것이 중요하다.다양한 바이오디젤 연료의 생분해성을 조사하는 연구는 연구된 모든 바이오 연료(Neat Rapeseed 오일, Neat Bean 오일 및 그 변형된 에스테르 제품 포함)가 "독서적으로 생분해 가능한" 화합물이며,[12] 물에서 비교적 높은 생분해율을 가지고 있다는 것을 발견했습니다.또한 바이오디젤의 존재는 공대사작용을 통해 디젤 생분해 속도를 높일 수 있다.바이오디젤/디젤 혼합물의 바이오디젤 비율이 높아짐에 따라 디젤의 분해 속도가 빨라집니다.통제된 실험 조건을 사용한 또 다른 연구는 또한 바이오디젤의 주요 분자인 지방산 메틸에스테르가 바닷물 [13]속의 석유 디젤보다 훨씬 빨리 분해된다는 것을 보여주었다.

카르보닐 배출량

화석 연료와 바이오 연료 사용으로 인한 배출을 고려할 때, 연구는 일반적으로 탄화수소와 같은 주요 오염 물질에 초점을 맞춘다.일반적으로 디젤 대신 바이오디젤을 사용하면 규제 가스 배출량이 크게 감소한다고 알려져 있지만, 대기 [14]오염의 원인이 되는 비규제 화합물에 대한 연구 문헌에는 정보가 부족했다.한 연구는 순수 디젤과 바이오디젤을 연소할 때 발생하는 비기준 카르보닐 화합물의 배출에 초점을 맞췄습니다.그 결과, 포름알데히드, 아세트알데히드, 아크로레인, 아세톤, 프로피온알데히드, 부티알데히드의 카르보닐 배출량이 순수 경유 배출량보다 바이오디젤 혼합물에서 더 많았다.바이오디젤을 사용하면 카르보닐 배출량은 증가하지만 총 탄화수소 배출량은 감소하므로 대체 연료원으로 사용하는 것이 더 나을 수 있습니다.이러한 결과와 상충되는 다른 연구들이 수행되었지만, 연구들 간에 다른 다양한 요인들(예: 사용된 연료와 엔진) 때문에 비교가 어렵다.바이오디젤 연료 사용에 따른 카르보닐 배출에 대한 12개 연구 논문을 비교한 결과, 8개 논문은 카르보닐 화합물 배출량이 증가했다고 답한 반면 4개 논문은 그 [14]반대였다.이것은 이러한 화합물에 대해 여전히 많은 연구가 필요하다는 증거이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c "Carbon and Sustainability Reporting Within the Renewable Transport Fuel Obligation" (PDF). UK Department for Transport. January 2008. Archived from the original (PDF 1.41 MB) on 2008-04-10. Retrieved 2008-04-29.
  2. ^ 영국 정부 문서에서 발견된 정보에서 파생된 그래프입니다.2008년 6월 25일 웨이백 머신에 보관된 재생 가능 운송 연료 의무 내 탄소 및 지속 가능성 보고
  3. ^ a b Fargione, Joseph; Jason Hill; David Tilman; Stephen Polasky; Peter Hawthorne (2008-02-29). "Land Clearing and the Biofuel Carbon Debt". Science. 319 (5867): 1235–8. doi:10.1126/science.1152747. PMID 18258862. S2CID 206510225. Archived from the original (fee required) on April 13, 2008. Retrieved 2008-04-29.
  4. ^ a b Mortimer, N. D.; P. Cormack; M. A. Elsayed; R. E. Horne (January 2003). "Evaluation of the comparative energy, global warming and socio-economic costs and benefits of biodiesel" (PDF 763 KB). Sheffield Hallam University. UK Department for Environment, Food and Rural Affairs (DEFRA). Retrieved 2008-05-01.
  5. ^ "Well-to-Wheels analysis of future automotive fuels and powertrains in the European context". Joint Research Centre (European Commission), EUCAR & CONCAWE. March 2007. Archived from the original on 2008-02-07. Retrieved 2008-05-01.
  6. ^ a b European Environment Agency. (2006). Transport and environment : facing a dilemma : TERM 2005: indicators tracking transport and environment in the European Union (PDF). Copenhagen: European Environment Agency ; Luxembourg : Office for Official Publications of the European Communities. ISBN 92-9167-811-2. ISSN 1725-9177. Archived from the original (PDF 3.87 MB) on July 19, 2006. Retrieved 2008-05-01.
  7. ^ "Biodiesel". Energy Saving Trust. Archived from the original on 2020-06-22. Retrieved 2008-05-01. [B]iodiesel is considered a renewable fuel. It gives a 60 per cent reduction in CO2 well to wheel
  8. ^ How the palm oil industry is cooking the climate (PDF 10.48 MB). Greenpeace International. November 2007. Retrieved 2008-04-30. The main areas remaining for new extensive plantations are the large tracts of tropical peatlands – until recently virgin rainforest areas. Over 50% of new plantations are planned in these peatland areas
  9. ^ 맥주 등 2004. 오류::
  10. ^ "Biodegradability, BOD5, COD and Toxicity of Biodiesel Fuels" (PDF). National Biodiesel Education Program, University of Idaho. 2004-12-03. Archived from the original (PDF 64 KB) on April 10, 2008. Retrieved 2008-04-30.
  11. ^ "Biodiesel". solar navigator. Retrieved 2012-04-18.
  12. ^ 장, X, 피터슨, C. L., 리스, 몰러, G., 호스, R. 수생환경에서의 바이오디젤의 생분해성.아사베 1998, 41(5), 1423-1430
  13. ^ DeMello, J. A., Carmichael, C. A., Peacock, E. E., Nelson, R. K., Arey, J. S. Ready, C. M. 바다의 바이오디젤 혼합물의 생분해와 환경 행동: 초기 연구.해양 여론조사황소 2007, 54, 894-904
  14. ^ a b He, C, Ge, Y., Tan, J., You, K., Han, X., Wang, J., You, Q. Shah, A. N. 디젤 엔진에서 나오는 카보닐 화합물 배출량 비교 및 바이오디젤 및 디젤.아트모스, 환경.2009, 43, 3657-3661