Bioetanoli. Onko mahdollista vaihtaa uuteen polttoaineeseen?

Bioetanolin tuotanto

Bioetanolia, kuten biodieseliä, valmistetaan kasvimateriaaleista. Bioetanolin valmistukseen käytetään muita useammin kahta satoa: maissia ja sokeriruokoa. Esimerkiksi bioetanolin tuotanto Yhdysvalloissa perustuu pääasiassa maissiin, Brasiliassa sokeriruo'oon. Raaka-aineena voidaan kuitenkin käyttää myös muita runsaasti tärkkelystä ja kasvissokeria sisältäviä kasveja: perunaa, sokerijuurikasta, bataattia jne.

Maailmassa bioetanolin tuotanto on kehittynein Amerikassa. Brasilian ja Yhdysvaltojen tuotantokapasiteetit yhdessä muodostavat yli puolet (tarkemmin yli 60 %) maailman tämän polttoaineen tuotannosta.

Bioetanoli on pohjimmiltaan tavallista etyylialkoholia (tai etanolia), jota käytetään alkoholijuomien valmistukseen tunnetulla kemiallisella kaavalla C₂H₅VAI NIIN. Bioetanoli ei kuitenkaan sovellu elintarvikekäyttöön erityisten lisäaineiden, polttoaineiden lisäaineiden vuoksi. Biopolttoaineiden räjähdyskestävyyttä lisäävän, alkoholien syövyttävyyttä vähentävän ja palamiseen osallistuvan lisähapen kantajan tert-butyylimetyylieetterin (MTBE) lisäksi bioetanoliin lisätään pieniä määriä muita lisäaineita.

Bioetanolin valmistukseen tunnetaan useita teknologioita.

1. Luomutuotteiden fermentointi. Tunnettu muinaisista ajoista lähtien ja helpoin menetelmä etyylialkoholin saamiseksi. Sokeria sisältävien seosten hiivakäymisen aikana saadaan liuos, jonka etanolin massapitoisuus on noin 15 %. Pitoisuuden kasvaessa hiivabakteerit kuolevat, mikä johtaa etyylialkoholin tuotannon pysähtymiseen. Sen jälkeen alkoholi erotetaan liuoksesta tislaamalla. Tällä hetkellä tätä menetelmää ei käytetä bioetanolin teollisessa tuotannossa.
2. Tuotanto rekombinanttilääkkeitä käyttäen. Raaka-aine murskataan ja fermentoidaan glukoamylaasilla ja amylosubtiliinilla. Tämän jälkeen tislaus suoritetaan kiihdyttävissä kolonneissa alkoholin erotuksella. Laajalti käytetty menetelmä bioetanolin teolliseen tuotantoon.
3. hydrolyysin tuotanto. Itse asiassa tämä on alkoholin tuotantoa esihydrolysoiduista selluloosaa sisältävistä raaka-aineista teollisella käymisellä. Sitä käytetään pääasiassa Venäjällä ja muissa Neuvostoliiton jälkeisissä maissa.

Tällä hetkellä maailman bioetanolin tuotanto on eri arvioiden mukaan hieman alle 100 miljoonaa tonnia vuodessa.

Bioetanoli. Hinta per litra

Bioetanolin tuotantokustannukset litraa kohti riippuvat useista tekijöistä.

1. Jalostusta varten kasvatettujen raaka-aineiden alkukustannukset.
2. Käytettyjen raaka-aineiden tehokkuus (tuotantotekniikka ja syntyvän bioetanolin suhde käytettyjen raaka-aineiden määrään).
3. Tuotannon logistiikka (mitä lähempänä raaka-aineviljelmiä ovat jalostusyritykset, sitä halvempaa tuotantoa, koska tämän tyyppisen polttoaineen tapauksessa kuljetuskustannuksilla on merkittävämpi rooli kuin öljybensiinin tuotannossa).
4. Itse tuotantokustannukset (laitteiden valmistettavuus, työntekijöiden palkkiot, energiakustannukset).

Siksi eri maissa yhden litran bioetanolin tuotantokustannukset vaihtelevat. Tässä on tämän polttoaineen hinta litraa kohti joissakin maailman maissa:

• USA - 0,3 dollaria;
• Brasilia - 0,2 dollaria;
• yleensä eurooppalaisille valmistajille - noin 0,5 dollaria;

Vertailun vuoksi bensiinin keskimääräiset tuotantokustannukset ovat noin 0,5–0,8 dollaria litralta, jos ei oteta huomioon raakaöljyn viejämaita, kuten Saudi-Arabiaa tai Venezuelaa, joissa bensiinilitra maksaa vähemmän kuin litra vettä.

Bioetanoli E85

Ehkäpä leijonanosa kaikista bioetanolia sisältävistä polttoaineista on E85-brändillä. Tämäntyyppinen polttoaine on 85 % bioetanolia ja 15 % tavallista öljybensiiniä.

Nämä polttoaineet soveltuvat vain erityisesti suunniteltuihin ajoneuvoihin, jotka voivat toimia biopolttoaineilla. Ne on yleensä merkitty Flex-fuel-autoiksi.

Bioetanoli E85 on laajalti jaettu Brasiliassa, ja sitä löytyy myös Yhdysvalloissa. Euroopassa ja Aasiassa E5, E7 ja E10 ovat yleisempiä bioetanolipitoisuuksilla 5, 7 ja 10 prosenttia. Loput näiden polttoaineseosten tilavuudesta on perinteisesti kohdistettu tavalliselle bensiinille. Viime aikoina myös E40-polttoaine, jonka bioetanolipitoisuus on 40 %, on yleistymässä.

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

Bioetanolin edut ja haitat

Katsotaanpa ensin bioetanolin etuja.

1. Suhteellinen tuotannon halpa. Tämä edellyttää, että maa-valmistajalla ei ole omia runsaita öljyvaroja ja kasviteollisuus on kehittynyt. Esimerkiksi Brasiliassa, jossa on valtakunnallisesti vähän omia öljyvaroja, mutta jossa on kehittynyt maatalous ja suotuisa ilmasto, on paljon kannattavampaa valmistaa bioetanolipohjaista polttoainetta.
2. Pakokaasun ympäristöystävällisyys. Puhdas bioetanoli vapauttaa palaessaan vain vettä ja hiilidioksidia. Moottorin käydessä bioetanolilla ei pääse ilmakehään raskaita hiilivetyjä, nokihiukkasia, hiilimonoksidia, rikki- ja fosforipitoisia komponentteja. Kattavan arvioinnin mukaan (kaikki EURO-standardin mukaan arvioidut parametrit huomioon ottaen) pakokaasujen puhtaus osoittautui 8 kertaa korkeammaksi bioetanolilla toimivissa moottoreissa.
3. Uusiutuvuus. Jos öljyvarat ovat rajalliset (todistettu tosiasia nykyään: maailman tiedeyhteisö hylkää teoriat öljyn regeneratiivisuudesta maapallon suolistosta peräisin olevina päästöinä), niin bioetanolin tuotanto riippuu vain istutusten tuotosta.
4. Pienempi polttoaineenkulutus. Bioetanolilla ajettaessa oikein konfiguroidulla polttoainejärjestelmällä säästyy keskimäärin jopa 15 % polttoainetta tilavuussuhteessa. Perinteisesti auto kuluttaa 10 litran sijaan 100 litraa bioetanolia 8,5 kilometriä kohden.

Tämän tyyppisen polttoaineen haitat, erityisesti suhteessa nykyiseen ajoneuvokantaan, ovat tällä hetkellä merkittäviä.

1. Liiallinen bioetanolin kulutus autossa, jonka ECU:ssa ei ole asetuksia biopolttoaineen käyttöä varten. Ja yleensä moottorissa, jota ei ole suunniteltu kasvipolttoaineille, on usein alhainen hyötysuhde. Tosiasia on, että bioetanolissa olevan ilman ja polttoaineen energiatiheys ja vaadittu tilavuussuhde eroavat bensiinistä. Tämä johtaa moottorin epävakaaseen toimintaan.
2. Kumi- ja muovitiivisteiden tuhoutuminen. Kumin ja muovin ominaisuudet, jotka mahdollistavat näiden materiaalien olevan käytännöllisesti katsoen neutraaleja öljyenergian kantajien suhteen, eivät voi tarjota kemiallista kestävyyttä etanolille. Ja tiivisteet, jotka kestävät vuorovaikutusta bensiinin kanssa vuosikymmeniä, tuhoutuvat muutamassa kuukaudessa jatkuvassa kosketuksessa alkoholin kanssa.
3. Nopea vika moottorissa, jota ei ole suunniteltu ajamaan bioetanolilla. Kahden edellisen kohdan seurauksena.

Edellä olevan perusteella voimme päätellä, että bioetanoli on erinomainen vaihtoehto perinteiselle bensiinille, jos auto on suunniteltu tälle polttoaineelle.

BIOETANOLI AUTOSSA: YSTÄVÄ VAI VIHALLINEN?