Βιοαιθανόλη. Είναι δυνατή η μετάβαση σε νέο καύσιμο;

Παραγωγή βιοαιθανόλης

Η βιοαιθανόλη, όπως και το βιοντίζελ, παράγεται από φυτικά υλικά. Πιο συχνά από άλλες, δύο καλλιέργειες λαμβάνονται για την παραγωγή βιοαιθανόλης: καλαμπόκι και ζαχαροκάλαμο. Για παράδειγμα, η παραγωγή βιοαιθανόλης στις Ηνωμένες Πολιτείες βασίζεται κυρίως στο καλαμπόκι, στη Βραζιλία - στο ζαχαροκάλαμο. Ωστόσο, άλλα φυτά με υψηλή περιεκτικότητα σε άμυλο και φυτικά σάκχαρα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως πρώτες ύλες: πατάτες, ζαχαρότευτλα, γλυκοπατάτα κ.λπ.

Στον κόσμο, η παραγωγή βιοαιθανόλης είναι πιο ανεπτυγμένη στην Αμερική. Οι παραγωγικές ικανότητες της Βραζιλίας και των Ηνωμένων Πολιτειών μαζί αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το ήμισυ (ακριβέστερα, πάνω από το 60%) της παγκόσμιας παραγωγής αυτού του καυσίμου.

Στον πυρήνα της, η βιοαιθανόλη είναι η συνηθισμένη αιθυλική αλκοόλη (ή αιθανόλη), η οποία χρησιμοποιείται στην παρασκευή αλκοολούχων ποτών με τον γνωστό χημικό τύπο C₂H₅OH. Ωστόσο, η βιοαιθανόλη δεν είναι κατάλληλη για κατανάλωση τροφίμων λόγω της παρουσίας ειδικών πρόσθετων, πρόσθετων καυσίμων. Εκτός από τον tert-βουτυλομεθυλαιθέρα (MTBE), ο οποίος αυξάνει την αντίσταση στην έκρηξη των βιοκαυσίμων, μειώνει τη διαβρωτικότητα των αλκοολών και είναι φορέας πρόσθετου οξυγόνου που εμπλέκεται στην καύση, άλλα πρόσθετα προστίθενται σε μικρές ποσότητες στη βιοαιθανόλη.

Είναι γνωστές αρκετές τεχνολογίες για την παραγωγή βιοαιθανόλης.

1. Ζύμωση βιολογικών προϊόντων. Γνωστό από τα αρχαία χρόνια και η ευκολότερη μέθοδος λήψης αιθυλικής αλκοόλης. Κατά τη ζύμωση μαγιάς μιγμάτων που περιέχουν ζάχαρη, λαμβάνεται ένα διάλυμα με περιεκτικότητα σε μάζα αιθανόλης περίπου 15%. Με την αύξηση της συγκέντρωσης, τα βακτήρια της ζύμης πεθαίνουν, γεγονός που οδηγεί σε διακοπή της παραγωγής αιθυλικής αλκοόλης. Στη συνέχεια, η αλκοόλη διαχωρίζεται από το διάλυμα με απόσταξη. Επί του παρόντος, αυτή η μέθοδος δεν χρησιμοποιείται στη βιομηχανική παραγωγή βιοαιθανόλης.
2. Παραγωγή με χρήση ανασυνδυασμένων φαρμάκων. Η πρώτη ύλη συνθλίβεται και ζυμώνεται με γλυκοαμυλάση και αμυλοσουμπτιλίνη. Μετά από αυτό, η απόσταξη πραγματοποιείται σε επιταχυνόμενες στήλες με διαχωρισμό αλκοόλης. Μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος για τη βιομηχανική παραγωγή βιοαιθανόλης.
3. παραγωγή υδρόλυσης. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για την παραγωγή αλκοόλης από προϋδρολυμένες πρώτες ύλες που περιέχουν κυτταρίνη με βιομηχανική ζύμωση. Χρησιμοποιείται κυρίως στη Ρωσία και σε άλλες μετασοβιετικές χώρες.

Επί του παρόντος, η παγκόσμια παραγωγή βιοαιθανόλης, σύμφωνα με διάφορους υπολογισμούς, είναι κάπως μικρότερη των 100 εκατομμυρίων τόνων ετησίως.

Βιοαιθανόλη. Τιμή ανά λίτρο

Το κόστος παραγωγής βιοαιθανόλης ανά 1 λίτρο εξαρτάται από διάφορους παράγοντες.

1. Το αρχικό κόστος των πρώτων υλών που καλλιεργούνται για επεξεργασία.
2. Η αποτελεσματικότητα των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται (τεχνολογία παραγωγής και η αναλογία της βιοαιθανόλης που προκύπτει προς την ποσότητα των πρώτων υλών που εμπλέκονται).
3. Logistics της παραγωγής (όσο πιο κοντά στις φυτείες με πρώτες ύλες βρίσκονται οι επιχειρήσεις επεξεργασίας, τόσο φθηνότερη είναι η παραγωγή, καθώς το κόστος μεταφοράς στην περίπτωση αυτού του τύπου καυσίμου παίζει σημαντικότερο ρόλο από ό,τι στην παραγωγή βενζίνης πετρελαίου).
4. Το ίδιο το κόστος παραγωγής (κατασκευαστικότητα εξοπλισμού, αμοιβή εργαζομένων, κόστος ενέργειας).

Επομένως, σε διάφορες χώρες, το κόστος παραγωγής 1 λίτρου βιοαιθανόλης ποικίλλει. Εδώ είναι το κόστος αυτού του καυσίμου ανά λίτρο σε ορισμένες χώρες του κόσμου:

• ΗΠΑ - 0,3 $;
• Βραζιλία – 0,2 $;
• γενικά για ευρωπαίους κατασκευαστές - περίπου 0,5 $.

Για σύγκριση, το μέσο κόστος παραγωγής βενζίνης είναι περίπου 0,5 έως 0,8 δολάρια ανά λίτρο, αν δεν λάβετε υπόψη τις χώρες εξαγωγής αργού πετρελαίου όπως η Σαουδική Αραβία ή η Βενεζουέλα, όπου ένα λίτρο βενζίνης κοστίζει λιγότερο από ένα λίτρο νερού.

Βιοαιθανόλη Ε85

Ίσως τη μερίδα του λέοντος μεταξύ όλων των τύπων καυσίμων που περιέχουν βιοαιθανόλη κατέχει η μάρκα E85. Αυτός ο τύπος καυσίμου είναι 85% βιοαιθανόλη και 15% κανονική βενζίνη πετρελαίου.

Αυτά τα καύσιμα είναι κατάλληλα μόνο για ειδικά σχεδιασμένα οχήματα που μπορούν να λειτουργούν με βιοκαύσιμα. Συνήθως επισημαίνονται ως αυτοκίνητα Flex-fuel.

Η βιοαιθανόλη E85 διανέμεται ευρέως στη Βραζιλία και βρίσκεται επίσης στις Ηνωμένες Πολιτείες. Στην Ευρώπη και την Ασία, οι ποιότητες Ε5, Ε7 και Ε10 είναι πιο συνηθισμένες με περιεκτικότητα σε βιοαιθανόλη 5, 7 και 10 τοις εκατό, αντίστοιχα. Ο υπόλοιπος όγκος σε αυτά τα μείγματα καυσίμων κατανέμεται παραδοσιακά στην κανονική βενζίνη. Επίσης πρόσφατα, το καύσιμο E40 με περιεκτικότητα σε βιοαιθανόλη 40% κερδίζει δημοτικότητα.

//www.youtube.com/watch?v=NbHaM5IReEo

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της βιοαιθανόλης

Ας δούμε πρώτα τα οφέλη της βιοαιθανόλης.

1. Σχετική φθηνότητα παραγωγής. Αυτό με την προϋπόθεση ότι η χώρα-κατασκευαστής δεν έχει δικά της, άφθονα αποθέματα πετρελαίου, και η βιομηχανία καλλιεργειών είναι ανεπτυγμένη. Για παράδειγμα, η Βραζιλία, η οποία έχει λίγα αποθέματα πετρελαίου σε εθνικό επίπεδο, αλλά έχει ανεπτυγμένη γεωργία και ευνοϊκό κλίμα, είναι πολύ πιο κερδοφόρο να παράγει καύσιμα με βάση τη βιοαιθανόλη.
2. Φιλικότητα προς το περιβάλλον της εξάτμισης. Η καθαρή βιοαιθανόλη εκπέμπει μόνο νερό και διοξείδιο του άνθρακα όταν καίγεται. Δεν εκπέμπονται βαρείς υδρογονάνθρακες, σωματίδια αιθάλης, μονοξείδιο του άνθρακα, συστατικά που περιέχουν θείο και φώσφορο στην ατμόσφαιρα όταν ο κινητήρας λειτουργεί με βιοαιθανόλη. Σύμφωνα με μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση (λαμβάνοντας υπόψη όλες τις παραμέτρους που αξιολογήθηκαν σύμφωνα με το πρότυπο EURO), η καθαρότητα των καυσαερίων αποδείχθηκε 8 φορές υψηλότερη για κινητήρες που λειτουργούν με βιοαιθανόλη.
3. Ανανεώσιμη δυνατότητα. Εάν τα αποθέματα πετρελαίου είναι πεπερασμένα (ένα αποδεδειγμένο γεγονός σήμερα: οι θεωρίες για την αναγεννητική φύση του πετρελαίου ως εκπομπών από τα έγκατα της Γης απορρίπτονται από την παγκόσμια επιστημονική κοινότητα), τότε η παραγωγή βιοαιθανόλης εξαρτάται μόνο από την απόδοση των φυτειών.
4. Χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου. Κατά μέσο όρο, όταν οδηγείτε με βιοαιθανόλη, με σωστά διαμορφωμένο σύστημα καυσίμου, εξοικονομείται έως και 15% του καυσίμου σε αναλογία όγκου. Συμβατικά, αντί για 10 λίτρα βενζίνης, ένα αυτοκίνητο θα χρησιμοποιεί μόνο 100 λίτρα βιοαιθανόλης ανά 8,5 χιλιόμετρα.

Τα μειονεκτήματα αυτού του τύπου καυσίμου, ειδικά σε σχέση με τον υπάρχοντα στόλο οχημάτων, είναι σήμερα σημαντικά.

1. Υπερβολική κατανάλωση βιοαιθανόλης σε ένα αυτοκίνητο στο οποίο η ECU δεν έχει ρυθμίσεις για εργασία στα βιοκαύσιμα. Και γενικά, υπάρχει συχνά χαμηλή απόδοση ενός κινητήρα που δεν έχει σχεδιαστεί για φυτικά καύσιμα. Το γεγονός είναι ότι η ενεργειακή πυκνότητα και η απαιτούμενη αναλογία όγκου αέρα και καυσίμου στη βιοαιθανόλη διαφέρει από τη βενζίνη. Αυτό οδηγεί σε ασταθή λειτουργία του κινητήρα.
2. Καταστροφή ελαστικών και πλαστικών σφραγίδων. Οι ιδιότητες του καουτσούκ και του πλαστικού που επιτρέπουν σε αυτά τα υλικά να είναι ουσιαστικά ουδέτερα σε σχέση με τους φορείς ενέργειας πετρελαίου δεν μπορούν να παρέχουν χημική αντίσταση στην αιθανόλη. Και οι τσιμούχες, που αντέχουν την αλληλεπίδραση με τη βενζίνη για δεκαετίες, καταστρέφονται μέσα σε λίγους μήνες από τη συνεχή επαφή με το αλκοόλ.
3. Γρήγορη αστοχία κινητήρα που δεν έχει σχεδιαστεί να κινείται με βιοαιθανόλη. Ως συνέπεια των δύο προηγούμενων σημείων.

Με βάση τα προαναφερθέντα, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η βιοαιθανόλη θα είναι μια εξαιρετική εναλλακτική λύση στη συμβατική βενζίνη, εάν το αυτοκίνητο έχει σχεδιαστεί για αυτόν τον τύπο καυσίμου.

ΒΙΟΑΙΘΑΝΟΛΗ ΣΤΟ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ ΣΑΣ: ΦΙΛΟΣ Ή ΕΧΘΡΟΣ;