Этанол как топливо для автомобилей
Перейти к содержимому

Этанол как топливо для автомобилей

  • автор:

Бензин и этанол: вся правда

Дата публикации: 19 апреля 2017 Смешивать бензин с этанолом начали в Европе в начале ХХ века. По мнению топливных экспертов, добавление биоэталона обогащает бензин кислородом, снижает его канцерогенные качества и уменьшает уровень выбросов окиси углерода. Как обстоят дела сегодня?

Немного истории

В 2005 г. в Европе в бензин добавляли 2 % этанолового спирта, а в 2010 – уже 5 %. К 2020 г. количество этанола планируют увеличить до 10 %. К тому времени в Евросоюзе должна быть инфраструктура, которая бы полностью покрывала потребность заправки и поставки бензина для неадаптированных транспортных средств. Таковыми являются автомобили, выпущенные ранее 2008 г., на которых ездят многие владельцы топливных карт АЗС «Газпромнефть» и в целом россияне. Эксперты утверждают, что авто из этой группы будут нормально работать, при условии наличия в бензине не более 5-7 % этанола. Экспериментировать же с более крупными концентрациями не стоит.

В чем риск?

  • Биоэтанол должен содержать не более 0,2 % воды, иначе будет перерасход топлива, детонация, а самые большие проблемы начнутся зимой.
  • Будучи окислителем и растворителем, этанол может повредить пластмассовые детали.
  • В таких случаях сервисы зачастую отказываются предоставлять комплектующие на замену по гарантии.
  • Зимой для прогрева ТС нужно больше времени, а карбюраторные авто вообще нуждаются в точной настройке карбюратора.
  • Владельцы корпоративных карт «Газпромнефть» не испытывают сложностей с покупкой бензина, чего не скажешь о тех, кто ездит на этаноловом аналоге: такие АЗС есть не везде.
  • Такое топливо стоит дешевле ввиду более низкой себестоимости этанола.
  • В нем меньше бензола, серы и других опасных для авто веществ. Поэтому теоретически мотор, моторное масло и свечи служат дольше, выхлоп становится экологичным.
  • Этанол с низкой теплопроводностью и высоким октановым числом сгорает более эффективно. Мотор работает стабильно, без перегрева, как и другие элементы.
  • За счет высокого октанового числа этанола (113) он подходит для моторов всех степеней сжатия топливной смеси, которые работают на бензине марок 76, 80, 92, 95 и 98. С его помощью у профессионалов удается повысить мощность КПД, а с ними и экономичность.

Чем хорош бензин с добавлением спирта

А напоследок еще один факт. При серьезных ДТП этанол менее подвержен взрыву. Применять или нет такое топливо, единого ответа нет. Решение остается за каждым водителем.

В чём плюсы и минусы биоэтанола

О том, что для двигателей автомобилей можно использовать растительное топливо, известно ещё со времён первых самоходных тележек. Но лишь в последние годы эта идея вновь стала актуальна. Виной тому неуклонно повышающиеся цены на нефть.

В последнее время в мировой прессе всё чаще публикуются сообщения об опасности и даже вредности массового перевода автомобилей на биоэтанол. Одно авторитетное мнение очень скоро оспаривается другим, не менее авторитетным. Критика настолько жёсткая, что поневоле вызывает недоумение. Как такое может быть: ведущие страны принимают энергетические стратегии, которые, если верить скептикам, совершенно бездумны и являются кратчайшим путём к масштабным экологическим и экономическим катастрофам? Где правда? Попробуем разобраться.

Противники сжигания этанола в двигателях внутреннего сгорания приводят убедительные доводы. Они не опровергают факта, что при использовании этилового спирта выхлоп автомобилей становится намного чище. Это действительно так. Главная же беда — в самом производстве этого вида топлива, когда в атмосферу выбрасываются огромные количества углекислого газа. А значит, вся экологическая эффективность использования спиртосодержащих смесей сводится на нет. И бравые лозунги о борьбе с глобальным потеплением, об изменении климата не только теряют свою актуальность, но даже смешны.

Вообще говоря, этиловый спирт можно получать из любых растений, лишь бы там в достаточном количестве содержались сахар и крахмал. Картофель, ячмень, пшеница, свёкла — всё подходит. Но лучший вариант — сахарный тростник. Можно также перерабатывать различные отходы, например древесные опилки, но пока что это экономически невыгодно. А потенциально рентабельные методы находятся в стадии разработки.

Правы они? И да и нет. Производство этанола действительно насыщает атмосферу парниковыми газами (ещё они называются GHG — от greenhouse gas) в количествах, сопоставимых с выбросами бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Но у всякой монеты есть и обратная сторона. Дело в том, что в процессе производства и сжигания 1 литра этанола из растительного сырья в атмосферу попадает ровно столько же CO2, сколько до этого было поглощено теми же самыми растениями в результате реакции фотосинтеза. По сути производство этилового спирта есть не что иное, как «фотосинтез наоборот», с той лишь разницей, что в одном случае требуется солнечный свет, а в другом — выделяется тепло.

Когда биоэтанол получит глобальное распространение, а всё к этому и идёт, то «с банкой чистого спирта» можно будет не только ходить в гости, но и помогать тем несчастным на дороге, у которых совсем опустел бак. Если вас смущает цвет, то помните, что в отличие от пищевого топливный спирт не подвергается чересчур уж тщательной обработке.

Получается, биоэтанол абсолютно нейтрален в качестве источника парниковых газов. Значит — лучше от него не станет, но и хуже не будет, в отличие от продуктов переработки нефти. Есть у этилового спирта и ещё одно преимущество: положительный энергетический баланс. В зависимости от вида сырья последний может колебаться от 1,24 до 8. То есть при сжигании этанола выделяется в несколько раз больше энергии, чем затрачивается при его производстве. В этом смысле «скандальное топливо» на порядок превосходит бензин или солярку. Только вообразите себе расходы на разведку, добычу, транспортировку, переработку нефти, и вы поймёте, что топливный баланс нефтяных продуктов значительно меньше единицы.

Сам процесс заправки этанолом не содержит в себе ничего особенного — всё ровно так же, как и в случае с бензином. Однако сеть таких заправок сегодня ещё только развивается. Например, в США точек, где продают E85, сегодня насчитывается примерно полторы тысячи.

Но и без недостатков у C2H5OH не обходится. При сгорании 1 литра этилового спирта выделяется на 34% меньше энергии, чем при сгорании того же объёма бензина. Выходит, что если заправлять автомобиль топливом с содержанием этанола (к примеру, широко пропагандируемой смесью с бензином E85), то расход топлива неизбежно возрастёт вплоть до этих самых 34% — всё будет зависеть от концентрации спирта в каждом конкретном случае. Но с этой печальной картиной столкнутся лишь владельцы машин с двигателями, изначально рассчитанными на традиционный бензин и лишь затем адаптированными под новомодное топливо.

Из примерно тысячи европейских этанольных заправок почти 800 находятся в Швеции. Эта страна планирует лет через 20 вообще отказаться от нефти. Скандинавы уповают на гибриды, потребляющие этанол. На этой фотографии люди из Scania представляют новейший городской автобус.

Нельзя забывать, что октановое число этанола равно 105. Это означает, что его можно сжигать в двигателях с куда большей степенью сжатия. Так что, в принципе, двигатели, рассчитанные исключительно на новый источник энергии, должны быть уж никак не хуже нынешних бензиновых или дизельных собратьев. И в плане экономичности, и в плане мощностных характеристик. А уж про экологию и говорить не приходится! Примерно на 80% уменьшаются выбросы углеродных соединений, а конкретно CO2 снижаются на 30%. Но заливать в такие машины бензин категорически нельзя — детонация мигом убьёт технологичный мотор.

Вот так выглядит стандартный завод по производству биоэтанола. Отличие от классических спиртовых заводов только в масштабах производства и количестве ректификационных колонн. Получают «зелёное» топливо, что называется, не отходя от кассы, прямо в поле. Это связано с тем, что транспортировка сырья серьёзно увеличивает себестоимость.

В этом смысле весьма пессимистично выглядят перспективы так называемых многотопливных (чаще всего битопливных) автомобилей. Они могут называться Flex Fuel, Flexifuel, BioFlex, и как угодно ещё — всё зависит от фантазии фирм-производителей. Про такие разработки мы писали уже не раз и не два. Причём если некоторые носят статус концептов, то другие — вполне себе серийные машинки. Но у всех этих автомобилей есть один противный недостаток — этанол там сжигается неэффективно, ведь степень сжатия нельзя изменить, просто нажав кнопку на панели.

Не секрет, что наиболее дешёвым способом транспортировки жидких топлив является закачка их в трубопровод. Но в случае с этанолом появляется проблема. Он гигроскопичен, то есть впитывает из атмосферы воду и, следовательно, обладает повышенной коррозионной агрессивностью. Поэтому пока что топливный спирт перевозят автотранспортом или по железной дороге.

Получается забавная ситуация: на бензине Flexifuel-машина едет хорошо, а на E85 (если кто забыл, это коктейль из 85% этанола и 15% бензина), , плохо, а , «жрёт» ощутимо больше. Да, биоэтанол дешевле бензина, но не намного. Зря вы думаете, что с этим топливом сэкономите сколько-нибудь значимую сумму. Может даже случиться и так, что будут одни убытки. Смотря как ездить — на одной лишь «зелёной» ориентации недалеко окажешься. Поэтому не удивляйтесь, что внедрение, казалось бы, перспективной идеи сопровождается законодательным регулированием, например в США и Бразилии.

Не стоит думать, что при заправке биоэтанолом машина наотрез отказывается ехать, подобно водородным аналогам. По сравнению с бензином E85 действительно обладает меньшей энергетической ценностью, но для её сгорания требуется меньше кислорода, поэтому в цилиндры можно впрыскивать большие количества топлива. В итоге мощность падает, но не настолько, чтобы водители приходили в ярость.

Стоит тормознуть и поговорить подробнее, ибо в этих странах внедрение биоэтанола зашло очень далеко. Бразильцы очень не любят топливные кризисы c 1973 года. И всячески стараются их предотвратить. Так, с в стране функционирует масштабная биотопливная кампания. Не стоит поэтому удивляться, что 4,5% площади Бразилии заняты плантациями сахарного тростника, а большинство местных автомобилей можно с чистой совестью причислить к заядлым алкоголикам. За год миллион бразильских рабочих производит двадцать с лишним миллиардов (!) литров этанола.

В Бразилии существует целая отрасль по выращиванию сахарного тростника, со своими традициями и правилами. При производстве широко используется дешёвый ручной труд, что приносит сумасшедшие доходы местным «сахарным королям». Иностранцы спят и видят, как бы принять участие в этанольном буме, но местные бизнесмены наотрез отказываются продавать свои предприятия. А если и соглашаются, то заламывают поистине космические цены. Стоит заметить, что правительство их полностью поддерживает.

Назвать экономику этой страны зависимой от нефти никак нельзя. Выращивая и перерабатывая сахарный тростник, Бразилия полностью обеспечивает себя топливом и электричеством. Всё это безусловно радует, но даже в бочке спирта нашлось место вездесущему дёгтю. Ради новых плантаций бразильцы вырубают леса Амазонки. Можно назвать это странной и недальновидной политикой, а если сказать прямо — то это настоящий идиотизм. Как жить без «лёгких планеты»?

Сахарный тростник в Бразилии выращивают тысячи частных хозяйств. И это порождает некоторые проблемы. Ведь из тростника и сахар делают. Поэтому когда в годах резко выросли цены на сахар, производство этанола сократилось до такой степени, что людям стало элементарно нечем заправлять свои машины. Сейчас правительство регулирует ситуацию и даже вложило в 2007 году 25 миллионов долларов в развитие новых технологий. В США же эта сумма равняется $385 миллионам.

Похожая ситуация складывается и в США. Президент Буш выдвинул программу «20 за 10», которая должна помочь к 2017 году снизить потребление бензина на 20%. За счёт чего? Разумеется, за счёт этанола. К озвученному сроку власти намерены увеличить его производство до 30 с лишним миллиардов литров. За последние годы инвестиции только в исследования перевалили за 12 миллиардов долларов. И это только начало.

В Америке производят этанола хоть и много, но чуть меньше, чем в Бразилии. Правда, делают его не из тростника (он в Штатах расти не хочет), а из кукурузы. Такой вариант менее эффективен, а стало быть, себестоимость американского эталона выше бразильского. Тем не менее программу активно продвигают власти многих штатов, и губернатор «кукурузного» Иллинойса, кандидат в президенты Барак Обама (Barack Obama), — не исключение. Принимаются новые требования к бензиновому топливу, которое должно содержать 10% этанола (такая пропорция безопасна для традиционных двигателей).

Чтобы машину можно было заправлять топливом, содержащим более 10% этанола, необходимы некоторые переделки. «Мозг» мотора должен научиться определять концентрацию спирта и подбирать соответствующие режимы работы. Поскольку спирт содержит воду, модернизации требует и топливная магистраль. Кроме того, если автомобиль эксплуатируется в холодных условиях, надо подогревать топливо перед запуском.

Достигнут ли американцы своих целей? Каково будущее всей этой затеи с биоэтанолом? Пока что всё туманно. Ясно одно — рассчитывать на тотальный переход к спиртовым двигателям нереально. Если предположить стопроцентную эффективность процесса переработки, то для того, чтобы только США перевести с нефти на этанол, нужно 75% сельскохозяйственных земель нашей планеты засеять соответствующими культурами. Грубо говоря, если даже всю Луну засадить тростником, этого окажется недостаточно.

Массовое культивирование культур для производства этанола неизбежно окажет значительное влияние на сельское хозяйство. Фермеры не дураки — раз спрос на кукурузу растёт, они будут её сеять везде, где смогут. А кто при этом подумает о миллионах голодающих жителей Земли? Поэтому многие исследователи и негодуют, утверждая, что «выращивать» биотопливо в то время, когда людям есть нечего, — низкое, подлое и вообще аморальное занятие.

Этанольный вопрос неизбежно связан с большой политикой. На фотографии справа вы видите, как президент США Джордж Буш и президент Бразилии Луис Инасиу Лула да Силва (Luiz Inacio Lula da Silva ) радуются окончанию очередного раунда трудных переговоров. Поэтому не удивляйтесь, если в будущем мы столкнёмся самыми разными пиар-кампаниями, прямо противоречащими друг другу.

Впрочем, к любой критике надо относиться со здоровой долей скептицизма. Сами по себе биотопливные программы вполне разумны и при грамотной реализации способны принести ощутимую пользу. Стоит только иметь в виду, что повсеместное внедрение этанола окажет ощутимое влияние на мировую экономику. И, разумеется, найдутся те, чьи интересы пострадают. Пример: так называемый саммит «табачных королей» 1988 года, где боссы крупнейших компаний обсуждали, как бы нейтрализовать политику ВОЗ по борьбе с курением. И есть ли гарантия, что подобные действия не предпринимают сейчас все те, кто почувствовал угрозу нефтяному бизнесу? , как ни крути, а внедрение биотоплива — это вопрос не столько научный и экономический. Здесь вступает в дело большая политика.

Этанол как автомобильное топливо. Спирт (этанол).

Спирт изначально был популярен в качестве автомобильного горючего. В 1896 году американский изобретатель Генри Форд\Henry Ford изготовил свой первый автомобиль (носил название «Квадрицикл»\Quadricycle), двигатель которого работал на спирте. Любопытно, что Форд тогда не оценил опыт германских инженеров Карла Бенца и Вильгельма Даймлера, которые за десятилетие до этого создали автомобиль, работавший на бензиновом двигателе. В 1908 году Форд выпустил в продажу свою знаменитую «Модель Т»\Model T — первый в истории массовый автомобиль, который мог работать на бензине, этаноле и смеси обоих видов топлива. Форд прибег к использованию этанола, исходя, в том числе, и из экономических соображений: в 1906 году налоги на спирт были резко уменьшены, что сделало цену этанола сопоставимой с ценой бензина. Кроме того, Форд был фермером и считал, что «спиртовое» автомобилестроение поможет крестьянам. Успешные попытки использования спирта в качестве автомобильного горючего неоднократно предпринимали многие страны мира. Ныне подобные программы наиболее развиты в Бразилии.

Ныне в США многие АЗС предлагают топливо E85 — смесь 85% спирта и 15% бензина (в обычный бензин с 2006 года обязательно добавляется 10% этанола). Появление топливного стандарта E85 привело к созданию нового типа автомобилей — они называются «Автомобили на «Гибком» Топливе»\Flexible Fuel Vehicles (популярная аббревиатура — FFV). Внешне они ничем не отличаются от обычных. Разница заключается в наличии сенсора, который определяет долю этанола в топливе, залитом в бензобак: исходя из этой информации, бортовой компьютер изменяет режим работы двигателя. Первой компанией, создавшей подобный автомобиль, стал Chrysler (1998 год).

Достоинства: 1. E85 могут использовать многие модели автомобилей, чья цена не отличается от стоимости бензиновых аналогов., 2. В ряде случаев E85 может быть дешевле обычного бензина., 3. С экологической точки зрения спирт является практически идеальным видом топлива — он производится из возобновляемых источников и сгорает, не оставляя после себя вредных выхлопов., 4. Использование спирта позитивно отражается на состоянии подготовленного для его использования автомобиля. Этанол содержит больше кислорода, чем бензин, за счет этого сгорание происходит более «чисто». Использование топлива, обогащенного этанолом, позволяет легче завести машину в холодную погоду.

Недостатки: 1. Это горючее наносит ненамного меньший ущерб окружающей среде, по сравнению с бензином. 2. Это топливо менее калорийно, чем бензин — в результате, автомобиль требуется заправлять чаще.

Первоначальные надежды на то, что спирт сможет в краткосрочной перспективе заменить бензин, пока не сбываются. Проблем несколько: как оказалось массовое производство спирта привело к значительному подорожанию зерна (в США — кукурузы), из которой он производится. В результате, по цене E85 немногим дешевле традиционного бензина. Мощности спиртзаводов недостаточно для снабжения всех желающих, а инфраструктура «спиртовых» АЗС пока существует лишь в нескольких штатах страны, в основном — сельскохозяйственных. Администрация Энергетической Информации США\Energy Information Administration в конце 2007 года пришла к выводу, что попытки производства спирта из древесного сырья и пищевых отходов пока коммерчески малоприбыльны. Однако по прогнозу Агентства, объемы производства спирта в США вырастут с 5.6 млрд. галлонов (1 галлон — 3.78 литра) в 2006 году и 6.8 млрд. — в 2007-м до 24.3 млрд. галлонов в 2030 году (в результате, на долю этанола придется 16% автомобильного горючего, которое в 2030 году используют американцы).

Исследование Министерства Сельского Хозяйства США\Department of Agriculture показало, что этанол имеет позитивный энергетический баланс. Это означает, что при его производстве требуется на 67% меньше энергии, чем получается при его использовании. С другой стороны, Корнельский Университет\Cornell University и Университет Беркли\University of California-Berkeley пришли к выводу, что для производства экологически чистого автомобильного топлива требуется больше энергии, чем можно получить в результате его использования. К примеру, производство этилового спирта из кукурузы требует на 27% больше энергии, чем вырабатывается при сжигании спирта в автомобильном двигателе (при подсчете учитывались затраты энергии на сельскохозяйственные работы, производство удобрений и пестицидов, транспортировку, переработку и пр.). Производство спирта из древесины еще более убыточно — минус 57%.

Источник: Washington Profile

HiSoUR История культуры

Виртуальный тур, Выставка произведений искусства, История открытия, Глобальный культурный Интернет.

Этаноловое топливо

Этаноловым топливом является этиловый спирт, тот же тип спирта, который содержится в алкогольных напитках, используемый в качестве топлива. Он чаще всего используется в качестве моторного топлива, главным образом в качестве добавки биотоплива для бензина.Первый серийный автомобиль, полностью работающий на этаноле, был Fiat 147, представленный в 1978 году в Бразилии Fiat. Этанол обычно изготавливают из биомассы, такой как кукуруза или сахарный тростник. Мировое производство этанола для транспортного топлива утроилось в период с 2000 по 2007 год с 17 × 109 литров (4,5 × 109 галлонов США, 3,7 × 109 имп. Галлов) до более чем 52 × 109 литров (1,4 × 1010 США галлон, 1,1 × 1010 имп гал).С 2007 по 2008 год доля этанола в мировом топливном топливе увеличилась с 3,7% до 5,4%. В 2011 году мировое производство этанолового топлива достигло 8,46 × 1010 литров (2,23 × 1010 галлонов США, 1,86 × 1010 имп гал), а Соединенные Штаты Америки и Бразилия являются ведущими производителями, на долю которых приходится 62,2% и 25% мирового производства соответственно. Производство этанола в США достигло 57,54 × 109 литров (1,520 × 1010 США галлон, 1,266 × 1010 имп гал) в 2017-04 годах.

Топливо этанола имеет эквивалент «эквивалент бензинового галлона» (ГЭГ) 1,5, т. Е. Для замены энергии 1 объема бензина, в 1,5 раза больше объема этанола.

Этанол-смешанное топливо широко используется в Бразилии, США и Европе (см. Также топливо этанола по странам). Большинство автомобилей на дороге сегодня в США могут работать на смеси до 10% этанола, а этанол составляет 10% от объема поставок бензина в США из внутренних источников в 2011 году. Кроме того, многие автомобили сегодня являются автомобилями с гибким топливом, способными используйте 100% этанольное топливо.

С 1976 года бразильское правительство обязало смешивать этанол с бензином, а с 2007 года правовая смесь составляет около 25% этанола и 75% бензина (E25). К декабрю 2011 года в Бразилии был флот из 14,8 миллионов автомобилей с гибким топливом и легких грузовиков и 1,5 миллиона мотоциклов с гибким топливом, которые регулярно используют аккуратное топливо для этанола (известное как E100).

Биоэтанол представляет собой форму возобновляемой энергии, которая может быть получена из сельскохозяйственного сырья. Это может быть сделано из очень распространенных культур, таких как конопля, сахарный тростник, картофель, маниока и кукуруза. Произошли значительные споры о том, как полезный биоэтанол заменяет бензин. Озабоченность его производством и использованием связана с ростом цен на продовольствие из-за большого количества пахотных земель, необходимых для посевов, а также баланса энергии и загрязнения всего цикла производства этанола, особенно из кукурузы. Недавние разработки в области производства и коммерциализации целлюлозного этанола могут смягчить некоторые из этих проблем.

Целлюлозный этанол предлагает обещание, потому что целлюлозные волокна, основной и универсальный компонент в стенах растительных клеток, могут быть использованы для производства этанола. По данным Международного энергетического агентства, целлюлозный этанол может позволить этанольному топливу играть гораздо большую роль в будущем.

Химия
Во время ферментации этанола глюкоза и другие сахара в кукурузе (или сахарном тростнике или других культурах) превращаются в этанол и двуокись углерода.

C 6 H 12 O 6 → 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 + тепло
Этанольная ферментация не является 100% -ной селективной с побочными продуктами, такими как уксусная кислота и гликоли. В основном они удаляются при очистке этанолом.Ферментация происходит в водном растворе. Полученный раствор имеет содержание этанола около 15%. Затем этанол выделяют и очищают комбинацией адсорбции и дистилляции.

Во время горения этанол реагирует с кислородом для получения двуокиси углерода, воды и тепла:

C 2 H 5 OH + 3 O 2 → 2 CO 2 + 3 H 2 O + тепло
Молекулы крахмала и целлюлозы являются струнами молекул глюкозы. Также возможно выработать этанол из целлюлозных материалов. Это, однако, требует предварительной обработки, которая разделяет целлюлозу на молекулы глюкозы и другие сахара, которые впоследствии могут быть ферментированы. Полученный продукт называется целлюлозным этанолом, указывая на его источник.

Этанол также получают промышленно из этилена путем гидратации двойной связи в присутствии катализатора и высокой температуры.

C 2 H 4 + H 2 O → C 2 H 5 OH
Большинство этанола получают путем ферментации.

источники
Около 5% этанола, произведенного в мире в 2003 году, фактически было нефтепродуктом. Он производится каталитической гидратацией этилена серной кислотой в качестве катализатора.Его также можно получить через этилен или ацетилен, из карбида кальция, угля, нефтяного газа и других источников. Два миллиона коротких тонн (1 726 000 тонн, 1 814 000 тонн) этанола, полученного из нефти, производятся ежегодно. Основными поставщиками являются заводы в Соединенных Штатах, Европе и Южной Африке. Этанол, полученный из нефти (синтетический этанол), химически идентичен биоэтанолу и может быть дифференцирован только радиоуглеродным датированием.

Биоэтанол обычно получают из конверсии исходного материала на основе углерода.Сельскохозяйственное сырье считается возобновляемым, поскольку они получают энергию от солнца с использованием фотосинтеза при условии, что все минералы, необходимые для роста (такие как азот и фосфор), возвращаются на землю. Этанол может быть получен из различных видов сырья, таких как сахарный тростник, мешочек, микшантус, сахарная свекла, сорго, зерно, перец, ячмень, конопля, кенаф, картофель, сладкий картофель, маниока, подсолнечник, фрукты, меласса, кукуруза, зерно, пшеница, солома, хлопок, другая биомасса, а также многие виды отходов и сбора целлюлозы, в зависимости от того, какая из них лучше всего подходит для оценки.

Альтернативный процесс производства биоэтанола из водорослей разрабатывается компанией Algenol. Вместо того, чтобы выращивать водоросли, а затем собирать и бродить, водоросли растут в солнечном свете и непосредственно производят этанол, который удаляется, не убивая водоросли. Утверждается, что этот процесс может производить 6 000 галлонов США на акр (5000 имперских галлонов на акр, 56 000 литров на гектар) в год по сравнению с 400 галлонами США на акр (330 имп. Гал / акр, 3700 л / га) для производства кукурузы.

В настоящее время в процессах первого поколения для производства этанола из кукурузы используется лишь небольшая часть кукурузного завода: ядра кукурузы берутся с кукурузного растения, и только крахмал, который составляет около 50% сухой массы ядра, трансформируется в этанол. В настоящее время разрабатываются два типа процессов второго поколения. Первый тип использует ферменты и дрожжевую ферментацию для превращения растительной целлюлозы в этанол, в то время как второй тип использует пиролиз для превращения всего растения в жидкое биомасляное масло или синтез-газ. Процессы второго поколения могут также использоваться с такими растениями, как травы, древесные или сельскохозяйственные отходы, такие как солома.

производство
Хотя существуют различные способы получения этанолового топлива, наиболее распространенным способом является ферментация.

Основными этапами крупномасштабного производства этанола являются: микробная (дрожжевая) ферментация сахаров, дистилляция, обезвоживание (требования различаются, см. Смесей смесей этанола ниже) и денатурирование (необязательно). Перед ферментацией некоторые культуры требуют осахаривания или гидролиза углеводов, таких как целлюлоза и крахмал, в сахары. Сахарификация целлюлозы называется целлюлизом (см. Целлюлозный этанол). Ферменты используются для превращения крахмала в сахар.

Ферментация
Этанол производится путем микробной ферментации сахара. В настоящее время микробная ферментация работает непосредственно с сахарами. Два основных компонента растений, крахмал и целлюлоза сделаны из сахара, и в принципе они могут быть превращены в сахара для ферментации. В настоящее время могут быть экономически конвертированы только сахар (например, сахарный тростник) и крахмал (например, кукуруза). Существует много активности в области целлюлозного этанола, где целлюлозная часть растения разрушается до сахаров и затем превращается в этанол.

дистилляция
Чтобы этанол использовался в качестве топлива, твердые частицы дрожжей и большая часть воды должны быть удалены. После ферментации пюре нагревают до испарения этанола. Этот процесс, известный как дистилляция, разделяет этанол, но его чистота ограничена 95-96% из-за образования низкокипящего азеотропа вода-этанол с максимальным (95,6% м / м (96,5% об. / Об.) Этанола и 4,4% м / м (3,5% по объему) воды). Эта смесь называется водным этанолом и может быть использована только в качестве топлива, но в отличие от безводного этанола водный этанол не смешивается во всех соотношениях с бензином, поэтому водную фракцию обычно удаляют при дальнейшей обработке для сжигания в сочетании с бензином в бензиновых двигателях ,

дегидратация
Существует три процесса дегидратации для удаления воды из азеотропной смеси этанол / вода. Первый процесс, используемый на многих ранних этажах топливного этанола, называется азеотропной дистилляцией и состоит из добавления в смесь бензола или циклогексана. Когда эти компоненты добавляются к смеси, она образует гетерогенную азеотропную смесь в равновесии между парожидкостью и жидкостью, которая при дистиллировании дает безводный этанол в нижней части колонны и паровую смесь воды, этанола и циклогексана / бензола.

При конденсировании это становится двухфазной жидкой смесью. Более тяжелая фаза, плохое в поглотителе (бензоле или циклогексане), лишается энханнера и возвращается в исходное сырье, а более легкая фаза с конденсатом из отгонки рециркулируется во вторую колонну. Другой ранний метод, называемый экстрактивной дистилляцией, состоит из добавления тройного компонента, который увеличивает относительную летучесть этанола.Когда тройная смесь перегоняется, она образует безводный этанол в верхнем потоке колонны.

С увеличением внимания уделяется экономии энергии, было предложено много методов, чтобы избежать полной дистилляции для обезвоживания. Из этих методов появился третий метод, который был принят большинством современных этанольных установок. Этот новый процесс использует молекулярные сита для удаления воды из топливного этанола. В этом процессе пары этанола под давлением проходят через слой гранул молекулярного сита. Поры борта имеют размеры, позволяющие адсорбировать воду, исключая этанол. Через некоторое время слой регенерируют под вакуумом или в потоке инертной атмосферы (например, N2) для удаления адсорбированной воды. Часто используются две кровати, чтобы можно было адсорбировать воду, а другая — регенерирована. Эта технология обезвоживания может объяснять экономию энергии 3000 бт / галлон (840 кДж / л) по сравнению с ранее азеотропной дистилляцией.

Недавние исследования показали, что полное обезвоживание перед смешиванием с бензином не всегда необходимо. Вместо этого азеотропную смесь можно смешивать непосредственно с бензином, так что равновесие между жидкостью и жидкостью может помочь в устранении воды. Двухступенчатая противоточная установка резервуаров смесителя-отстойника может обеспечить полное извлечение этанола в топливную фазу с минимальным потреблением энергии.

Постпроизводственные проблемы с водой
Этанол гигроскопичен, то есть он поглощает водяной пар непосредственно из атмосферы.Поскольку поглощенная вода разбавляет топливное значение этанола и может вызвать фазовое разделение смесей этанол-бензин (что вызывает остановку двигателя), контейнеры с этаноловым топливом должны быть плотно закрыты. Эта высокая смешиваемость с водой означает, что этанол не может быть эффективно отправлен через современные трубопроводы, такие как жидкие углеводороды, на большие расстояния.

Доля воды, которую может содержать топливо этанол-бензин без разделения фаз, увеличивается с процентным соотношением этанола. Например, E30 может содержать до 2% воды. Если присутствует более 71% этанола, остальная часть может составлять любую долю воды или бензина, и фазового разделения не происходит. Пропуск топлива уменьшается с увеличением содержания воды. Повышенная растворимость воды с более высоким содержанием этанола позволяет вводить E30 и гидратированный этанол в один и тот же резервуар, поскольку любая их комбинация всегда приводит к одной фазе. Несколько меньше воды допускается при более низких температурах. Для E10 он составляет около 0,5% об. / Об. При 21 ° C и уменьшается примерно до 0,23% об. / Об. При -34 ° C.

Системы потребительского производства
В то время как системы производства биодизеля были проданы домашним и бизнес-пользователям в течение многих лет, коммерческие системы производства этанола, предназначенные для конечного потребителя, отставали на рынке. В 2008 году две разные компании объявили о создании систем производства этанола в домашних условиях.Расширенная топливная система AFS125 от Allard Research and Development способна производить как этанол, так и биодизель на одной машине, в то время как E-100 MicroFueler от E-Fuel Corporation относится только к этанолу.

Экономия топлива
Этанол содержит ок. На 34% меньше энергии на единицу объема, чем на бензине, и поэтому теоретически, сжигание чистого этанола в транспортном средстве уменьшает километры за галлон США на 34% при той же экономии топлива по сравнению с сжиганием чистого бензина.Однако, поскольку этанол обладает более высоким октановым числом, двигатель можно повысить, повысив его коэффициент сжатия. Используя переменную геометрию или турбокомпрессор с двумя прокрутками, коэффициент сжатия может быть оптимизирован для топлива, что делает экономию топлива почти постоянной для любой смеси.

Для E10 (10% этанола и 90% бензина) эффект небольшой (~ 3%) по сравнению с обычным бензином и даже меньшим (1-2%) по сравнению с кислородсодержащими и переформулированными смесями. Для E85 (85% этанола) эффект становится значительным.E85 производит более низкий пробег, чем бензин, и требует более частых заправок.Фактическая производительность может варьироваться в зависимости от автомобиля. На основе тестов EPA для всех моделей E85 2006 года средняя экономия топлива для автомобилей E85 была на 25,56% ниже, чем неэтилированный бензин. При проведении сопоставлений цен следует учитывать пробег по EPA на современных транспортных средствах с гибким топливом Соединенных Штатов, но E85 — высокоэффективное топливо с октановым числом около 94-96 и должно сравниваться с премией.

Холодный старт зимой
Высокие смеси этанола создают проблему для достижения достаточного давления пара для испарения топлива и зажигания зажигания в холодную погоду (поскольку этанол имеет тенденцию к увеличению энтальпии испарения топлива). Когда давление паров ниже 45 кПа, запуск холодного двигателя становится затруднительным. Чтобы избежать этой проблемы при температуре ниже 11 ° C (52 ° F) и для снижения уровня выбросов этанола в холодную погоду, как на американском, так и на европейском рынках, E85 является максимальной смесью, используемой в их гибких топливных транспортных средствах, и они оптимизированы для работы в такой смеси. В местах с суровой холодной погодой смесь этанола в США имеет сезонное снижение до E70 для этих очень холодных регионов, хотя она по-прежнему продается как E85. В местах, где зимой температура опускается ниже -12 ° C (10 ° F), рекомендуется установить систему обогрева двигателя, как для бензина, так и для автомобилей E85. Швеция имеет аналогичное сезонное сокращение, но содержание этанола в смеси сокращается до E75 в зимние месяцы.

Бразильские транспортные средства с гибким топливом могут работать с этановыми смесями до E100, который представляет собой водный этанол (с водой до 4%), что приводит к падению давления паров быстрее по сравнению с автомобилями E85. В результате бразильские гибкие транспортные средства построены с небольшим вторичным бензиновым резервуаром, расположенным рядом с двигателем. Во время холодного запуска вводится чистый бензин, чтобы избежать проблем при низких температурах. Это положение особенно необходимо для пользователей южных и центральных регионов Бразилии, где температура обычно опускается ниже 15 ° C (59 ° F) в течение зимы. В 2009 году была выпущена усовершенствованная генерация гибких двигателей, которая устраняет необходимость в резервуаре для хранения вторичного газа. В марте 2009 года Volkswagen do Brasil запустила модель Polo E-Flex, первую бразильскую модель с гибким топливом без вспомогательного бака для холодного запуска.

Топливные смеси
Во многих странах автомобили должны работать на смеси этанола. Все бразильские легкие транспортные средства построены для использования в смеси этанола до 25% (E25), а с 1993 года федеральный закон требует смесей от 22 до 25% этанола, причем 25% требуется по состоянию на середину июля 2011 года. Соединенные Штаты все легкие транспортные средства созданы для нормальной работы с смесью этанола 10% (E10). В конце 2010 года более 90 процентов всего проданного в США бензина смешивали с этанолом. В январе 2011 года Агентство по охране окружающей среды США (EPA) выпустило отказ от разрешения до 15% этанола, смешанного с бензином (E15), который будет продаваться только для автомобилей и легких пикапов с модельным годом 2001 года или новее.

Начиная с 1999 модельного года все большее число автомобилей в мире изготавливается с двигателями, которые могут работать на любом топливе с 0% этанолом до 100% этанола без модификации. Многие автомобили и легкие грузовики (класс, состоящий из минивэнов, внедорожников и пикапов) предназначены для использования в транспортных средствах с гибким топливом с использованием смеси этанола до 85% (E85) в Северной Америке и Европе и до 100% (E100) в Бразилии , В более ранние летние модели двигатели содержали спиртовые датчики в датчиках топлива и / или кислорода в выхлопных газах, которые обеспечивают входной сигнал на компьютер управления двигателем, чтобы регулировать впрыск топлива для достижения стехиометрического (без остаточного топлива или свободного кислорода в выхлопном воздухе) -to-fuel для любой топливной смеси. В новых моделях датчики спирта были удалены, а компьютер использовал только обратную связь с датчиком кислорода и воздушного потока для оценки содержания алкоголя. Компьютер управления двигателем также может регулировать (ускорять) время зажигания для достижения более высокой мощности без предварительного зажигания, когда он прогнозирует, что в сжигаемом топливе присутствует более высокий процент спирта. Этот метод подкрепляется современными датчиками детонации — используется в большинстве высокоэффективных бензиновых двигателей независимо от того, предназначены ли они для использования этанола или нет, — которые обнаруживают предварительное зажигание и детонацию.

Другие конфигурации двигателя

Двигатели ED95
С 1989 года также существуют этанольные двигатели, основанные на дизельном принципе, действующем в Швеции. Они используются главным образом в городских автобусах, а также в распределительных тележках и сборщиках отходов. Двигатели, изготовленные Scania, имеют модифицированную степень сжатия, а используемое топливо (известное как ED95) представляет собой смесь 93,6% этанола и 3,6% улучшителя воспламенения и 2,8% денатуратов. Усовершенствование зажигания позволяет топливу воспламениться в цикле сгорания дизельного топлива. Тогда также можно использовать энергетическую эффективность дизельного принципа с этанолом. Эти двигатели использовались в Соединенном Королевстве в магазинах Reading Buses, но использование биоэтанолового топлива теперь постепенно прекращается.

Прямое впрыскивание с двойным топливом
В исследовании Массачусетского технологического института за 2004 год и в более ранней публикации, опубликованной Обществом автомобильных инженеров, был определен способ использования характеристик топливного этанола существенно более эффективно, чем смешивание его с бензином. Метод представляет возможность использования алкоголя для достижения определенного улучшения над экономической эффективностью гибридного электрооборудования. Улучшение состоит в использовании прямого впрыска двойного топлива с чистым спиртом (или азеотропом или E85) и бензином в любом соотношении до 100% либо в турбированном, с высоким коэффициентом сжатия, маломоторном двигателе с аналогичным к двигателю, имеющему удвоенное смещение. Каждое топливо транспортируется отдельно, с гораздо меньшим резервуаром для алкоголя. Двигатель с высоким сжатием (для более высокой эффективности) работает на обычном бензине в условиях маломощного круиза.Алкоголь непосредственно впрыскивается в цилиндры (и одновременно снижается впрыск бензина) только в случае необходимости для подавления «стука», например, при значительном ускорении. Прямой впрыск в цилиндр повышает высоту октанового уровня этанола до эффективного значения 130. Рассчитанное общее снижение использования бензина и выбросов CO2 составляет 30%. Время окупаемости потребительской стоимости показывает улучшение 4: 1 по сравнению с турбодизелем и улучшение на 5: 1 по сравнению с гибридом. Также устраняются проблемы водопоглощения в предварительно смешанный бензин (вызывая разделение фаз), проблемы с подачей многократных соотношений смеси и холодный запуск.

Повышенная тепловая эффективность
В исследовании 2008 года комплексное управление двигателем и повышенная рециркуляция выхлопных газов позволили обеспечить коэффициент сжатия 19,5 с топливом от чистого этанола до E50. Достигнута тепловая эффективность до примерно того, что для дизеля. Это приведет к тому, что экономия топлива аккуратного носителя этанола будет примерно такой же, как один горящий бензин.

Топливные элементы, питаемые реформатором этанола
В июне 2016 года компания Nissan объявила о планах по разработке автомобилей на топливных элементах, работающих на этаноле, а не на водороде, что является предпочтительным для других производителей автомобилей, которые разработали и коммерциализировали транспортные средства на топливных элементах, такие как Hyundai Tucson FCEV, Toyota Mirai и Honda FCX Ясность. Основным преимуществом этого технического подхода является то, что было бы дешевле и проще развертывать топливную инфраструктуру, чем создание необходимого для доставки водорода при высоких давлениях, поскольку каждая водородная заправочная станция стоила от 1 до 2 миллионов долларов США для строительства.

Энергетический баланс
Вся биомасса проходит по крайней мере некоторые из этих этапов: ее нужно выращивать, собирать, высушивать, ферментировать, перегонять и сжигать. Все эти шаги требуют ресурсов и инфраструктуры. Общий объем ввода энергии в процесс по сравнению с энергией, выделяемой при сжигании образовавшегося этанольного топлива, известен как энергетический баланс (или «энергия, возвращаемая на вложенную энергию»). Цифры, собранные в отчете National Geographic 2007 года, указывают на скромные результаты по производству этанола кукурузы в США: для получения 1,3 энергетических единиц из полученного этанола требуется одна единица энергии ископаемого топлива. Энергетический баланс для этанола сахарного тростника, произведенного в Бразилии, более благоприятен, причем одна единица энергии ископаемого топлива требуется для создания 8 из этанола. Оценки энергетического баланса нелегко вырабатываются, поэтому появилось множество таких отчетов, которые противоречивы. Например, в отдельном исследовании сообщается, что производство этанола из сахарного тростника, которое требует благоприятного роста тропического климата, возвращается от 8 до 9 единиц энергии для каждого израсходованных единиц, по сравнению с кукурузой, которая возвращает только около 1,34 единицы топливной энергии для каждой единицы энергии. В исследовании Университета Калифорнии в Беркли в 2006 году, проанализировав шесть отдельных исследований, пришел к выводу, что производство этанола из кукурузы использует гораздо меньше нефти, чем производство бензина.

В процессе ферментации и сжигания выделяется двуокись углерода, парниковый газ. Это отменяется большим поглощением углекислого газа растениями, поскольку они растут для производства биомассы. По сравнению с бензином, в зависимости от способа производства, этанол выделяет меньше парниковых газов.

Загрязнение воздуха
По сравнению с обычным неэтилированным бензином этанол является источником сжигания топлива без частиц, который сжигает кислород с образованием двуокиси углерода, моноксида углерода, воды и альдегидов. Закон о чистом воздухе требует добавления оксигенатов для снижения выбросов окиси углерода в Соединенных Штатах. Добавка MTBE в настоящее время постепенно прекращается из-за загрязнения грунтовых вод, поэтому этанол становится привлекательной альтернативной добавкой. Современные методы производства включают загрязнение воздуха от производителя макроэлементов, таких как аммиак.

Исследование, проведенное учеными из атмосферы в Стэнфордском университете, показало, что топливо E85 увеличило бы риск смертности от загрязнения воздуха по сравнению с бензином на 9% в Лос-Анджелесе, США: очень большой городской, автомобильный мегаполис, что является наихудшим сценарием. Уровни озона значительно увеличены, тем самым увеличивая фотохимический смог и обостряя медицинские проблемы, такие как астма.

Расчет того, сколько углекислого газа производится при производстве биоэтанола, является сложным и неточным процессом и сильно зависит от способа получения этанола и допущений, сделанных при расчете. Расчет должен включать:

Стоимость выращивания сырья
Стоимость транспортировки сырья на заводе
Стоимость переработки сырья в биоэтанол

Такой расчет может включать или не учитывать следующие эффекты:

Стоимость изменения землепользования в районе, где выращивается топливное сырье.
Стоимость транспортировки биоэтанола с завода до точки его использования
Эффективность биоэтанола по сравнению со стандартным бензином
Количество диоксида углерода, образующегося на хвостовой трубе.
Преимущества, связанные с производством полезных биологических продуктов, таких как корм для скота или электричество.

На графике справа показаны данные, рассчитанные правительством Великобритании для целей обязательства Возобновляемого транспортного топлива.

Дополнительным осложнением является то, что производство требует обработки новой почвы, которая производит одноразовое выделение ПГ, что может потребовать десятилетия или столетия сокращения производства в выбросах парниковых газов для выравнивания. В качестве примера, превращение травяных земель в производство кукурузы для этанола занимает около столетия ежегодных сбережений, чтобы компенсировать выбросы парниковых газов из первоначальной обработки.

Изменения в землепользовании
Крупномасштабное сельское хозяйство необходимо для производства сельскохозяйственного алкоголя, и для этого требуется значительное количество обрабатываемых земель.Исследователи из Университета Миннесоты сообщают, что если бы вся кукуруза, выращенная в США, использовалась для производства этанола, она бы вытеснила 12% текущего потребления бензина в США. Утверждается, что земля для производства этанола приобретается путем обезлесения, в то время как другие отмечают, что районы, которые в настоящее время поддерживают леса, обычно не подходят для выращивания сельскохозяйственных культур. В любом случае сельское хозяйство может включать снижение плодородия почв из-за сокращения органического вещества, снижения доступности и качества воды, увеличения использования пестицидов и удобрений и потенциального дислокации местных общин. Новые технологии позволяют фермерам и переработчикам все чаще производить одинаковый выпуск с меньшими затратами.

Производство целлюлозного этанола является новым подходом, который может облегчить использование земли и связанные с этим проблемы. Целлюлозный этанол может быть получен из любого растительного материала, что потенциально удваивает урожайность, с тем чтобы минимизировать конфликт между потребностями в пище и потребностями в топливе.Вместо использования только побочных продуктов крахмала из измельчения пшеницы и других культур производство целлюлозного этанола максимизирует использование всех растительных материалов, включая клейковину. Такой подход будет иметь меньший углеродный след, поскольку количество энергоемких удобрений и фунгицидов остается неизменным для более высокой производительности пригодного для использования материала. Технология производства целлюлозного этанола в настоящее время находится на стадии коммерциализации.

Использование биомассы для электричества вместо этанола
Согласно анализу, опубликованному в Science в мае 2009 года, преобразование биомассы в электричество для зарядки электрических транспортных средств может быть более «благоприятным для климата» вариантом транспортировки, чем использование биомассы для производства этанолового топлива. Исследователи продолжают искать более рентабельные разработки как в целлюлозных этанола и современных автомобильных аккумуляторов.

Расходы на здравоохранение в отношении выбросов этанола
Для каждого миллиарда эталон-эквивалентных галлонов топлива, произведенного и сжигаемого в США, совокупные затраты на изменение климата и здравоохранение составляют 469 млн. Долл. США для бензина, 472-952 млн. Долл. США для этанола кукурузы в зависимости от источника тепла биоресурсов (природный газ, кукуруза или уголь) и технологии, но только 123-208 млн. долл. США для целлюлозного этанола в зависимости от исходного сырья (биомассы прерий, Miscanthus, кукурузная пена или свинец).

Эффективность общих культур
По мере повышения выхода этанола или введения различных исходных материалов производство этанола может стать более экономически осуществимым в США. В настоящее время исследования по улучшению выхода этанола из каждой единицы кукурузы осуществляются с использованием биотехнологии. Кроме того, до тех пор, пока цены на нефть останутся высокими, экономичное использование другого сырья, такого как целлюлоза, станет жизнеспособным. Побочные продукты, такие как солома или древесная щепа, могут быть превращены в этанол. Быстрорастущие виды, такие как свинец, могут выращиваться на суше, не пригодной для других товарных культур, и дают высокий уровень этанола на единицу площади.

урожай Годовой доход (литры / га, США гал / акр) Экономия парниковых газов
против бензина [a]
Комментарии
Карамельная тросточка 6800-8000 л / га,
727-870 г / акр
87% -96% Долгосрочная годовая трава. Используется в качестве исходного сырья для большинства биоэтанолов, произведенных в Бразилии. Новые очистные сооружения сжигают остатки, которые не используются для этанола для выработки электроэнергии. Растет только в тропическом и субтропическом климате.
Miscanthus 7300 л / га,
780 г / акр
37% -73% Низкая входная многолетняя трава. Производство этанола зависит от развития целлюлозной технологии.
Просо 3100-7600 л / га,
330-810 г / акр
37% -73% Низкая входная многолетняя трава. Производство этанола зависит от развития целлюлозной технологии. В настоящее время ведутся усилия по увеличению урожайности. Возможно производство более высокой биомассы со смешанными разновидностями многолетних трав.
Тополь 3700-6000 л / га,
400-640 г / акр
51% -100% Быстрорастущее дерево. Производство этанола зависит от развития целлюлозной технологии. Завершение проекта геномного секвенирования поможет селекционным усилиям увеличить урожайность.
Сладкий сорго 2500-7000 л / га,
270-750 г / акр
Нет данных Низкая входная годовая трава. Производство этанола возможно с использованием существующей технологии. Растет в тропическом и умеренном климате, но высокие оценки урожайности этанола предполагают наличие нескольких культур в год (возможно только в тропическом климате). Не хранится хорошо.
Кукуруза 3100-4000 л / га,
330-424 г / акр
10% -20% Высокая годовая трава. Используется в качестве исходного сырья для большинства биоэтанолов, произведенных в США. Только ядра могут обрабатываться с использованием доступной технологии; разработка коммерческой целлюлозной технологии позволит использовать плит и увеличить выход этанола на 1100-2000 литров / га.
Источник: Nature 444 (7 декабря 2006 года): 673-676.
— Экономия выбросов парниковых газов при отсутствии изменений в землепользовании (с использованием существующих сельскохозяйственных земель).

Сокращение импорта и расходов на нефть
Одним из основополагающих аргументов в пользу обширного производства этанола в США является его преимущество в обеспечении энергетической безопасности путем изменения потребности в какой-либо иностранной нефти, произведенной в отечественных источниках энергии. Для производства этанола требуется значительная энергия, но текущее производство в США извлекает большую часть этой энергии из угля, природного газа и других источников, а не из нефти. Поскольку импортировано 66% потребляемой в США нефти, по сравнению с чистым профицитом угля и только 16% природного газа (данные за 2006 год), смещение нефтяных топлив в этанол приводит к чистому переходу от иностранных к внутренним США источники энергии.

Согласно анализу 2008 года в Университете штата Айова, рост производства этанола в США привел к тому, что розничные цены на бензин составят 0,29 доллара США до 0,40 доллара США за галлон ниже, чем в противном случае.

Исследование
Исследования этанола сосредоточены на альтернативных источниках, новых катализаторах и производственных процессах. INEOS выпускает этанол из растительного материала и древесных отходов. Бактерия E.coli, генетически модифицированная генами и ферментами коровы, может продуцировать этанол из кукурузы. Другим потенциальным сырьем являются муниципальные отходы, переработанные продукты, рисовые корпуса, сахарный тростник, древесная щепа, перекись углерода и двуокись углерода.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *