大量生産できない化石燃料には何が含まれていますか？

燃料は異なる分子鎖で構成されているので、私が疑問に思うのは、同じ分子構造を作成できず、実験室で同じ構造を再現できず、不足する必要がないということです。

私はこれにもっと多くの方法があることを理解しており、見た目ほど簡単ではありませんが、だから私は尋ねています：このようなことをする際の課題は何ですか？同じ構造を作ることはできませんか？

また、副次的な注意として、燃料はすでにチェーン内に酸素分子を持っていますか、またはバルブを使用して酸素を混合するまでこれらの分子を受け取りませんか？

地面から出てくる油は、藻類や微生物の堆積物の残骸である炭化水素化合物の混合物であり、植物プランクトンや動物プランクトンとも呼ばれます。

科学者はすでに合成化石燃料を作成しています。

努力

1。現在、カリフォルニア州サンディエゴでは、藻類を使って石油を作るためにSynthetic Genomics and Exxon Mobilと呼ばれる会社が3億ドル（実際にはもっと大きい）の努力をしています。藻類の脂質である脂質は、原油の主要成分です。

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

ゲノミクスのパイオニアであるJ. Craig Venterが率いるサンディエゴのバイオテクノロジー企業は、藻類からバイオ燃料を開発するための3億ドル以上の資金を含む可能性のあるExxon Mobilとの契約を結びました。

ベンターは、ヒトゲノムの配列決定における彼の役割で最もよく知られていますが、昨日、彼の会社Synthetic Genomicsが世界中の藻類の数千株を研究するために地元の温室と試験施設を計画していると述べました。

最終的な目的は、太陽からのエネルギーを使用して二酸化炭素を大量にオイルと炭化水素に変換する藻類を設計することです。これは、自然に発生する藻類では法外な費用がかかる偉業です。

現在、上記のプロジェクトは失敗しており、図面に戻っています。

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

これらの努力は、安価な藻類燃料のコードをクラックしたようには見えません。両社間の新たな合意により、ExxonはSynthetic Genomicsを研究室に送り、より基礎的な科学を行っています。現在は、その名前の由来となっているテクノロジーである合成ゲノミクスに焦点を当てます。合成ゲノミクスは、ゲノムに大きな変更を加えることを含む比較的新しい科学であり、まったく新しいものを構築する段階にまで達します。目標は同じままです。「迅速に繁殖する菌株を開発し、脂質の高い割合を生成し、環境条件および動作条件に効果的に耐えることです。」

2。Chevronは、Catchlight Energyと呼ばれる会社と共同で、藻類を石油製造の原料として使用しています。シェブロンは、木材廃棄物の使用を開始する世界最大の森林製品会社の1つであるWeyerhaueser Coと提携しています。木材に含まれるリグノセルロースも石油の成分です。

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

Chevron Corporation（NYSE：CVX）およびWeyerhaeuser Company（NYSE：WY）は本日、セルロースベースのソースからのバイオ燃料の生産の商業化の実現可能性を共同で評価するための同意書（LOI）を発表しました。

両社は、木質繊維やその他のセルロースの非食料源を、自動車やトラック用の経済的でクリーン燃焼のバイオ燃料に変換できる技術の研究開発に注力します。原料の選択肢には、ワイエルハウザーの既存の森林および製粉システムからの幅広い材料と、ワイエルハウザーの管理された森林プランテーションに植えられたセルロース作物が含まれます。

自然界では、これらの有機材料が石油や天然ガスに変わるのに数百万年かかる唯一の理由は、これらの材料を石油に変換するのに十分な温度と圧力の深さまで埋めるのに時間がかかることです。

現実には、これらを藻類から油に変換するのにかかる時間は数百年未満である可能性があり、それは地質環境における温度と圧力のゆっくりした変化によるものです。

石油は1000年前の堆積堆積物で生成および発見されているため、数百万年は必要ありません。産業環境では、これはすべて数時間または数日で完了します。

チャレンジ

ラボでは、有機材料を不活性雰囲気で加圧（〜150 atm）した水で加熱（〜320°C）することで、数百万年かかるがラボで数日しかかからない自然なプロセスをシミュレートできます。これは単純な熱力学によるもので、100℃では数千年、320℃では数日で同様の製品が得られます。

この手法は、未熟な岩石がより深く埋まっていた場合、原油を生産できるかどうかを分析するために使用されます。そのため、石油貯留層を検索するためのツールとして使用できます。

大量のエネルギーをシステムに投入する必要があるため、大規模に実行することは経済的に実行できません。

副物

この点については、

ガソリンの化学組成には、エタノール混合ガソリンやメタノール混合ガソリンなどの酸素が含まれていますが、酸素として振る舞うことはできません。したがって、外部からの酸素、つまり空気が必要です。これらの2つのコンポーネントに点火すると、燃焼してエネルギーを放出します。基本的な化学。

燃焼行程中にシリンダー内で起こる反応は次のとおりです。

2C ₈ H ₁₈ + 25O ₂ →16CO ₂ + 18H ₂ O

お役に立てれば！

私たちが再現できない化石燃料には、エネルギーが含まれています。

約2世紀にわたって、化石燃料を何らかの形で合成してきました。都市ガス（メタン代替物）、合成ガソリン、バイオディーゼルなどです。ただし、バイオディーゼルを除き、これらはすべてかなりのエネルギーを必要としますが、化石燃料は地面から簡単に排出できます。

このため、天然の化石燃料が利用できない場合にのみ合成物質が使用されてきました。北海油田の発見と天然ガスの輸送技術の開発に先立って都市ガスが使用されていましたが、合成ガソリンは第二次世界大戦中に天然ガスにアクセスできなかったドイツで使用されました。

合成燃料を作るための現在の努力は、植物や藻類の使用に集中しているため、太陽からの自由エネルギーを使用できます。

技術的には、他の答えは正しいです。彼らが言うように、その中にあるのはエネルギー、炭化水素、またはあなたがそれらを呼びたいものです。燃えるもの。残念なことに、熱力学の最初の2つの法則は、物質に人為的にエネルギーを入れると、出て行くよりも多くのエネルギーを消費することを示しています。電源ではなく、バッテリー]。

しかし、植物は私たちのために、太陽から、自然に、自由にエネルギーを供給します。それで、人々はそれらをバイオ燃料にしました。

しかし、私たちのほとんどは、バイオ燃料で車を走らせていません。それでは、暗黙の質問に実際には答えませんか？それは、なぜ私たちはまだ地面からそれを手に入れているのですか？

不足しているのはvolumeです。

100年前、ボストンの1つの工場の1つのタンクで製造された糖蜜が十分にあり、21人を殺すのに十分な大きさの津波が発生しました。

すべてがおかしくなりつつある今、信じられないほどはるかに多くのコーンシロップが存在することを想像してください。

ロンドンビールの洪水で 8人がdr死し、2軒の家が破壊され、ほぼ同じようなことが起こりました。

今日、どれだけ飲む必要があるか想像してみてください！想像もできない量。そのビールに、すべてのお茶、ソーダ、ボトル入りの水、牛乳などを加えます。

ここで、これらの物質がほとんど完全に水でできていないことをしばらく想像してください。濃縮シロップのみで作られていたが、同じ量であったこと。そのボリュームで、これらのいずれかを人工的に生産することは可能でしょうか？いいえ。すでに生産の限界に近づいています。

散水しても、価格を見てみましょう。2016年3月、1ガロンの平均米国価格：

$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.

これらすべてのものは、約90％が骨抜きにされ、私がクイック検索で見つけられる最も安い価格をチェリーピッキングしたとしても、燃料よりも高価です。

それにもかかわらず、ガソリン生産はそれらを完全にd小化します。

必須のXKCDイメージ：

[[サイドノート：これらのパイプのサイズの水たまり、深さ約1mmは、各人が1日平均でどれだけ消費するかです。]]

ボリュームは秘密のソースです。トラックが輸送されるのではなく、石油/ガソリンが水以外の唯一の液体であり、全国にパイプで送られるのは、そのためです。そして、量が自動車の燃料を人為的に生産できない理由です。

そして、努力が行われている間、これらは主に発電所、発電機、航空燃料、および家庭暖房で使用されることになります。電気自動車は数年後には内燃機関を廃止するからです。

彼らはできる

彼らは研究室のさまざまなポリマー鎖とそれらの炭化水素を結びつけました。カリフォルニア大学バークレー校は現在それを行っています。それは実際に行われていることの問題ではありません。それを行うコストです。現在、現在の市場で競争力を発揮することは財政的に実現不可能です。死んだ恐竜を地面から引き抜く他の方法は、より安価です。

ここにUCバークレーが大腸菌バクテリアを使用してガソリン代替品を生産したリンクがあります。

しかし、バイオ燃料に興奮するのは見当違いかもしれません。ノーベル賞を受賞した化学者のポール・クルツェンは、バイオ燃料の生産中に発生する亜酸化窒素の排出が、現在の燃料ソリューションよりも地球温暖化に貢献すると述べた発見を発表しました。

そのため、生物学的廃棄物から研究室で生産された燃料に興奮する前に、生物学的物質を変換するより良いプロセスを見つけるか、解決策を探す必要があります。

現在、バイオ燃料が市場に出ており、当社の標準燃料と混ざり合っています。そのうちの1つであるエタノールはトウモロコシに由来します。その意図しない結果は、中南米のトウモロコシ生産者がトウモロコシを燃料生産者に売っており、トウモロコシの価格を押し上げているため、食糧源として依存している炭水化物ベースが多いため、人々は実際に飢えています車のガソリンタンクで貴重です。だから、それがあります。

地面からの石油は異なる分子の混合物ですが、共通して、それらは太陽からのエネルギーで作られたという事実を持っています。そのため、分子がどのように見えるかを知って、適切な実験装置で成分を組み立て、熱（エネルギー）を加えてガソリンを生成できます。ただし、これを行うためのエネルギーコスト（熱力学の法則のため）は製品に含まれるエネルギーを超えるため、プロセスはエネルギーの正味損失になります。それが、私たちが自分の化石燃料を作らない理由です。

これは、燃費を改善するために数年前に自動車のアドオンとして販売されていた「水素発生器」がそれを行えないのとまったく同じ理由です。車の電気システムに必要なエネルギーは、どんなに小さくても、生成されるエネルギーを常に上回っています。

また、傷害にin辱を加えるために、酸素と石油を組み合わせたときに放出されるエネルギーにより、分子内のさまざまな要素が再配置されます。副産物の1つは二酸化炭素です。植物が最終的に太陽光で炭素ベースの製品に戻り、選択すれば再び燃やすことができても、私たちはそれが好きではありません。

「再生可能」エネルギーの探求は、太陽のエネルギーを（1日で）すばやく捕捉し、制御された方法で抽出できるように保存するものを見つけるための検索です。「一晩」のオイルを求めています。フォトセルとタービンは、エネルギーが必要なときだけでなく、機能するときも機能します。

これで画像が得られました。私たちが生産する以上のエネルギーを消費しない限り、私たちは燃料を作ることはできません。

なし。

現在使用されている化石燃料のすべてを大量生産できます。

それは単に地面からそれを汲み出すよりも高くつくでしょう。

化石燃料は、単に安価であるが、非効率的なエネルギー貯蔵方法です。

世界に安価で効率的なエネルギー源があれば、そのエネルギーを石油化学物質として保存するための努力を無駄にすることはないでしょう。私たちは、直接電動の車両、または水素燃料電池のようなより効率的なものを持っているでしょう。

最後に、あなたの質問に対する答えは..お金です。

いくつかの素晴らしい答えがありますが、最も単純な化学に基づいた答えは、生物系以外で炭素-炭素結合を効率的に形成することはほとんど不可能です。私たちは水の電気分解によってH ₂を作ることができ、生物学的炭化水素または高分子炭素（石炭）を分解（分解）して既存のバイオ燃料をより有用にすることができますが、COから炭素を移動させるために光合成に勝るものはありません燃料に₂。

トピック外の質問に対する良い答えがここにあります。一部の人々は「コスト」の問題に言及し、一部の人々は「エネルギー」の問題に言及しています。ただし、注意してください。これらは実際には同じものです。ビジネスが実行可能かどうかを判断するには、基本的な会計処理を行う必要があります。最も基本的な会計は、「エネルギーイン」-「エネルギーアウト」バランスです。ラボで炭化水素を製造している場合、エネルギー保存の原則と、100％効率的なデバイスを製造できないという不幸な事実により、常に損失が発生します。あなたは決して壊すことはありません。

炭化水素チェーンよりも、ラボのエネルギー源をより効率的に保存および提供する方法があるかもしれません。

石油化学物質（地面から抽出または放出される炭素化合物）を、燃料とあらゆる種類の製造用の原料という2つの明確に異なる目的に使用していることに留意してください。石油化学製品への依存を解消するには、両方の用途に対処する必要があります。

エネルギー源として石油化学製品を置き換えるには、場合によっては、エネルギーを保存および放出するための別の方法、たとえば風力タービンやソーラーアレイによって充電されたバッテリーを見つけた方が良いでしょう。しかし、ほとんどの化石燃料の代替品には、利便性、容量（重量または体積による比エネルギー）、電力密度（重量または体積による）、取り扱い/貯蔵の安全性（水素について）、NIMBY（風力発電所について）などの問題があります。タンクをガソリン、ディーゼル、ジェット燃料などで満たし、エンジンを始動させて行くのはとても簡単です。もちろん、比較的軽量でコンパクトです。そのため、航空機などの一部のアプリケーションでは、現在の方法でそれらに電力を供給し続けること（すべての欠点を受け入れます）がより可能性がありますが、石油よりも代替エネルギー源、つまりバイオ燃料を検討してください。

製造原料としての石油化学製品を置き換えるには、現代世界が石油化学製品に由来するすべてのものを考慮する必要があります。プラスチック、溶剤、染料、潤滑剤、接着剤など。原油から抽出された興味深い分子はすべて（そして長いリストになる可能性があります）、他の何らかの方法で生成する必要があります。

いずれの場合でも、これらの石油化学的同等物はそれぞれ大規模に生産されなければなりません。私たちはグローバルコミュニティとして、移動するだけで多くの燃料を燃やし、あらゆる種類のもの（また、大規模な）を石油から製造しています。それは3つの大きなことになります：

1. 地面から抽出しなかったもの（二酸化炭素や水など）から、化学的および/または生物学的プロセスによって代替物（たとえば、オクタンまたは他の炭化水素）を作る方法を見つけます。これに関する継続的な研究があり、興味深い結果が常に現れています。

2. 需要を満たすレベルにプロセスをスケールアップします。一つには、大規模な投資が必要です。誰がお金を出しますか？別の方法として、二酸化炭素と水をプロセスに入れて炭化水素を排出する場合、エネルギーを追加する必要があります。これはどこかから来る必要があります。これは、価値のある規模で石油化学の同等物を合成するための主要なこだわりのポイントかもしれません。広大な太陽光/風力発電所を建設しますか？それは世界の状況に何をしますか？もっと原子力を建設しますか？

3. 経済的に実行可能にします。人々は、非石油由来の燃料や消費者製品に対して少額の保険料を支払うように説得されるかもしれませんが、制限があります。非石油プロセスは、今日の井戸および精製所の経済学に近づくことさえできますか？

撮影本当の私たちがゼロから燃料を作る代わりに、地面のそれを汲み出していないのはなぜ？」の質問はされるように、私は問題の核心は、エネルギーであると言っているだろう-具体的には、エネルギーの節約。燃料はエネルギー源ではありません-エネルギー貯蔵メカニズム（バッテリーなど）です。燃料の燃焼から得られるエネルギーが何であれ、最初に燃料を作るために最初に集まらなければなりません。それはゼロサムゲームです。化石燃料が異なるのは、自然が何億年もかけて太陽エネルギーを有機貯蔵（植物）に集め、それを見つけるために地面に隔離していることです。

そして今、私たちはそのリソースを、蓄積するのにかかったよりも100万倍速く消費しています。私たちは時間を借りて生活しています！

合成燃料を大量生産できます。これは、第二次世界大戦でドイツによって行われました（化石源からですが）。必要なのは炭素と水素です。

残念ながら、炭素は通常、二酸化炭素（および化石燃料ですが、質問では具体的に除外されました）の形で自然に存在し、水の形で水素です。これらから水素と炭素を分離するには、エネルギーが必要です。炭素と水素は、化学反応で炭化水素に簡単に結合できます。

幸いなことに、エネルギーは地球上の豊富な資源です。エネルギーを生産する主な方法は2つあります。1つは、直接または間接的に太陽のエネルギーを収穫することです。間接的な手段には、風力、水力発電、さらには再生可能なバイオ燃料や化石燃料も含まれます。直接とは、太陽光発電または太陽熱エネルギーの集中を意味します。直接的な方法により、何十億年もの間、今日使用されているものよりもはるかに多くのエネルギー使用が可能になります。

エネルギーを生産するもう1つの主な方法は原子力であり、これも豊富な資源です。海水と普通の花崗岩には十分なU-238があり、太陽が拡大して破壊するまで、現在のエネルギー使用レベルを何十億年も維持できます。

主な問題はコストです。合成燃料を製造する施設は高価ですが、第二次世界大戦中のドイツが示したように、ピンチで機能します。水から水素を電気分解する設備も安価ではありません。大気からの二酸化炭素抽出にもいくらか費用がかかります。さらに、エネルギー生産にもコストがかかりますが、ソーラーのコストは急速に削減されており、明日のクリーンな世界のエネルギー生産の選択肢になる可能性があります。

合成燃料を生産することはそれほど遠くない夢ではありません。現在、NesteはNExBTLを生産しています。NExBTLは、本質的には通常のディーゼルと同等のバイオ資源から生産されるディーゼルであり、自動車の改造は一切必要ありません。今日、フィンランドでバイオガソリンを生産するバイオリファイナリーを建設する計画があります。ですから、炭素と水素の合成燃料への変換は確かに問題ではありません。バイオディーゼルとバイオガソリンの両方を生産できます。

残りの問題は次のとおりです。

• エネルギーのコスト。これは、太陽電池のコストを急速に削減するため、数十年後には問題になりません。ドイツでは、大規模な断続的な再生可能エネルギーの生産により、エネルギーがすでにマイナスのコストを負っていることがあります。断続的な再生可能エネルギーをさらに導入することで、エネルギーのコストがマイナスになる期間を延長する必要があります。
• 二酸化炭素を捕捉するコスト。当初は、産業および電力生産源から回収されますが、最終的には、CO ₂源がないため（回収が困難なモバイル源を除く）、明日のクリーンな世界では空気から分離する必要があります。
• 水の電気分解のコスト。今日、天然ガスから水素を生成する方が、電気分解するよりも安価です。ただし、明日は、エネルギーコストの低下などにより、コストが異なる可能性があります。
• 枯渇していない大きな油田は、最小限の限界費用で何十年も石油を生産するために使用できます。化石油の価格は、需要と供給のバランスが取れているレベルで落ち着きます。これは、政府がその使用を禁止したり、その使用に税金を課したりしない限り、化石油が長期間使用されることを意味します。

残っているのは、合成燃料がどの程度必要かです。電気自動車は確かにその実行可能性を示しているので、これらの合成燃料は、道路輸送ではなく航空によって使用される可能性があります。