Thế hệ đầu tiên của năng lượng sinh học

"Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ nhất" hoặc nhiên liệu sinh học thông thường là nhiên liệu sinh học được làm từ cây lương thực trồng trên đất canh tác. Với thế hệ sản xuất nhiên liệu sinh học này, cây lương thực được trồng với mục đích sản xuất nhiên liệu, và không được sử dụng với bất kỳ mục đích nào khác. Đường, tinh bột hoặc dầu thực vật thu được từ các loại cây trồng được chuyển đổi thành dầu diesel sinh học hoặc ethanol, sử dụng quá trình este hóa hoặc lên men bằng nấm men.[6]

Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai

Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai là nhiên liệu được sản xuất từ nhiều loại sinh khối. Sinh khối là một thuật ngữ rộng có nghĩa là bất kỳ nguồn cacbon hữu cơ nào được tạo mới nhanh chóng như một phần của chu trình cacbon. Sinh khối có nguồn gốc từ nguyên liệu thực vật, nhưng cũng có thể bao gồm vật liệu động vật.

Trong khi các nhiên liệu sinh học thế hệ đầu được tạo ra từ [cây] và dầu thực vật được tìm thấy trong các loại cây trồng, nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai được làm từ sinh khối licno xenluloza hoặc cây gỗ, dư lượng nông nghiệp hoặc chất thải thực vật (từ cây lương thực nhưng họ đã hoàn thành mục đích về thực phẩm của họ)..[7] Nguyên liệu được sử dụng để tạo ra nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai phát triển trên những vùng đất không thể sử dụng để trồng thực phẩm một cách hiệu quả và sự phát triển của chúng không cần tiêu thụ nhiều nước hay phân bón. Các nguồn nguyên liệu bao gồm cỏ, cây jatropha và các loại cây trồng khác, dầu thực vật thải, chất thải rắn đô thị và vv..[8]

Điều này có cả ưu điểm và nhược điểm. Ưu điểm là, không giống như các loại cây lương thực thông thường, không có đất canh tác nào được sử dụng chỉ để sản xuất nhiên liệu. Những bất lợi là không giống như với các loại cây lương thực thông thường, khá khó khăn để trích xuất nhiên liệu từ loại này. Ví dụ, một loạt các phương pháp điều trị vật lý và hóa học có thể được yêu cầu để chuyển đổi sinh khối licno xenluloza thành nhiên liệu lỏng thích hợp cho giao thông vận tải.[9][10]

Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ ba

Từ năm 1978 đến năm 1996, US NREL đã thử nghiệm sử dụng tảo làm nguồn nhiên liệu sinh học trong "Chương trình loài thủy sinh".[11] Một bài báo tự xuất bản của Michael Briggs, tại UNH Nhóm nhiên liệu sinh học, đã đưa ra các ước tính cho việc thay thế tất cả các loại nhiên liệu mô tô bằng nhiên liệu sinh học thông qua cách sử dụng tảo tự nhiên với hàm lượng dầu lớn hơn 50%, mà Briggs gợi ý có thể được trồng trên các ao tảo tại các nhà máy Xử lý nước thải.[12] Loại tảo giàu dầu này sau đó có thể chiết xuất từ hệ thống và chế biến thành nhiên liệu sinh học, với phần còn lại được sấy khô và tiếp tục tái chế để tạo ra ethanol. Việc sản xuất tảo để thu hoạch dầu cho nhiên liệu sinh học vẫn chưa được thực hiện trên quy mô thương mại, nhưng những nghiên cứu khả thi đã được tiến hành và cho thấy có thể đạt trên sản lượng đã ước tính. Ngoài năng suất cao, nuôi trồng thủy sản-không giống như các loại nhiên liệu sinh học dựa trên trồng trọt - không bắt buộc phải giảm sản lượng lương thực, vì nó không đòi hỏi cả đất nông nghiệp và nước sạchNhiều công ty đang theo đuổi các lò phản ứng sinh học tảo cho các mục đích khác nhau, bao gồm cả việc mở rộng quy mô sản xuất nhiên liệu sinh học cho mục đích thương mại.Giáo sư Rodrigo E. Teixeira từ Đại học Alabama ở Huntsville đã chứng minh việc khai thác các chất béo sinh học từ tảo ướt bằng việc sử dụng phản ứng đơn giản và mang tính kinh tế trong chất lỏng ion.[13][14] Prof. Rodrigo E. Teixeira from the University of Alabama in Huntsville demonstrated the extraction of biofuels lipids from wet algae using a simple and economical reaction in ionic liquids.[15]

Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ tư

Tương tự như nhiên liệu sinh học thế hệ thứ ba, nhiên liệu sinh học thế hệ thứ tư được tạo thành bằng cách sử dụng đất không canh tác được. Tuy nhiên, không giống như nhiên liệu sinh học thế hệ thứ ba, chúng không yêu cầu tiêu hủy sinh khối. Lớp nhiên liệu sinh học này bao gồm electrofuels[6] and photobiological solar fuels.[16] Một số nhiên liệu này là carbon trung tính. Việc chuyển đổi dầu thô từ hạt giống cây trồng thành nhiên liệu hữu ích được gọi là Sự chuyển hóa.