Bioetanol. Je li moguće prijeći na novo gorivo?
sadržaj
Proizvodnja bioetanola
Bioetanol se, kao i biodizel, proizvodi od biljnih materijala. Za proizvodnju bioetanola češće od drugih uzimaju se dvije kulture: kukuruz i šećerna trska. Na primjer, proizvodnja bioetanola u Sjedinjenim Državama uglavnom se temelji na kukuruzu, u Brazilu - na šećernoj trsci. No, kao sirovine mogu se koristiti i druge biljke s visokim udjelom škroba i biljnih šećera: krumpir, šećerna repa, slatki krumpir itd.
U svijetu je proizvodnja bioetanola najrazvijenija u Americi. Proizvodni kapaciteti Brazila i Sjedinjenih Država zajedno čine više od polovice (točnije, preko 60%) svjetske proizvodnje ovog goriva.
U svojoj srži, bioetanol je obični etil alkohol (ili etanol) koji se koristi u proizvodnji alkoholnih pića s dobro poznatom kemijskom formulom C2H5ooh Međutim, bioetanol nije prikladan za konzumaciju hrane zbog prisutnosti posebnih aditiva, aditiva za gorivo. Uz tert-butil metil eter (MTBE), koji povećava otpornost biogoriva na detonaciju, smanjuje korozivnost alkohola i nositelj je dodatnog kisika uključenog u izgaranje, bioetanolu se dodaju male količine drugih aditiva.
Poznato je nekoliko tehnologija za proizvodnju bioetanola.
- Fermentacija organskih proizvoda. Poznat od davnina i najlakši način za dobivanje etilnog alkohola. Tijekom kvasnog vrenja smjesa koje sadrže šećer dobiva se otopina s masenim udjelom etanola od oko 15%. S povećanjem koncentracije, bakterije kvasca umiru, što dovodi do zaustavljanja proizvodnje etilnog alkohola. Nakon toga, alkohol se odvaja iz otopine destilacijom. Trenutno se ova metoda ne koristi u industrijskoj proizvodnji bioetanola.
- Proizvodnja pomoću rekombinantnih lijekova. Sirovina se drobi i fermentira s glukoamilazom i amilosubtilinom. Nakon toga se vrši destilacija u ubrzavajućim kolonama uz odvajanje alkohola. Široko korištena metoda za industrijsku proizvodnju bioetanola.
- proizvodnja hidrolize. Zapravo se radi o proizvodnji alkohola iz prethodno hidroliziranih sirovina koje sadrže celulozu industrijskom fermentacijom. Koristi se uglavnom u Rusiji i drugim post-sovjetskim zemljama.
Trenutno je svjetska proizvodnja bioetanola, prema različitim procjenama, nešto manja od 100 milijuna tona godišnje.
Bioetanol. Cijena po litri
Trošak proizvodnje bioetanola po 1 litri ovisi o nekoliko čimbenika.
- Početni trošak sirovina uzgojenih za preradu.
- Učinkovitost korištenih sirovina (tehnologija proizvodnje i omjer dobivenog bioetanola i količine uključene sirovine).
- Logistika proizvodnje (što su prerađivačka poduzeća bliže plantažama sa sirovinama, to je proizvodnja jeftinija, budući da troškovi transporta u slučaju ove vrste goriva imaju značajniju ulogu nego u proizvodnji naftnog benzina).
- Trošak same proizvodnje (izradivost opreme, naknada radnika, troškovi energije).
Stoga se u različitim zemljama trošak proizvodnje 1 litre bioetanola razlikuje. Evo cijene ovog goriva po litri u nekim zemljama svijeta:
- SAD - 0,3 dolara;
- Brazil - 0,2 dolara;
- općenito za europske proizvođače - oko 0,5 USD;
Za usporedbu, prosječni trošak proizvodnje benzina je oko 0,5 do 0,8 dolara po litri, ako ne uzmete u obzir zemlje izvoznice sirove nafte poput Saudijske Arabije ili Venezuele, gdje litra benzina košta manje od litre vode.
Bioetanol E85
Možda lavovski udio među svim vrstama goriva koje sadrže bioetanol zauzima marka E85. Ova vrsta goriva je 85% bioetanola i 15% običnog naftnog benzina.
Ova goriva su prikladna samo za posebno dizajnirana vozila koja mogu raditi na biogoriva. Obično se označavaju kao automobili s fleksibilnim gorivom.
Bioetanol E85 je široko rasprostranjen u Brazilu, a nalazi se i u Sjedinjenim Državama. U Europi i Aziji, razredi E5, E7 i E10 su češći sa sadržajem bioetanola od 5, 7 odnosno 10 posto. Ostatak volumena u ovim mješavinama goriva tradicionalno se dodjeljuje običnom benzinu. Također nedavno, E40 gorivo s 40% udjela bioetanola dobiva na popularnosti.
//www.youtube.com/watch?v=NbHaM5IReEo
Prednosti i nedostaci bioetanola
Pogledajmo prvo prednosti bioetanola.
- Relativna jeftinost proizvodnje. To je pod uvjetom da zemlja-proizvođač nema vlastite, obilne rezerve ulja, a industrija usjeva je razvijena. Na primjer, Brazil, koji ima malo vlastitih rezervi nafte u cijeloj zemlji, ali ima razvijenu poljoprivredu i povoljnu klimu, puno je isplativije proizvoditi gorivo na bazi bioetanola.
- Ekološka prihvatljivost ispušnih plinova. Čisti bioetanol pri izgaranju ispušta samo vodu i ugljični dioksid. Kada motor radi na bioetanol, u atmosferu se ne ispuštaju teški ugljikovodici, čestice čađe, ugljični monoksid, komponente koje sadrže sumpor i fosfor. Prema sveobuhvatnoj procjeni (uzimajući u obzir sve parametre procijenjene prema EURO standardu), pokazalo se da je čistoća ispušnih plinova 8 puta veća za motore koji rade na bioetanol.
- Obnovljivost. Ako su rezerve nafte ograničene (danas dokazana činjenica: teorije o regenerativnoj prirodi nafte kao emisije iz utrobe Zemlje odbacuje svjetska znanstvena zajednica), onda proizvodnja bioetanola ovisi samo o prinosu nasada.
- Manja potrošnja goriva. U prosjeku, pri vožnji na bioetanol, s pravilno konfiguriranim sustavom goriva, uštedi se do 15% goriva u volumnom omjeru. Uobičajeno, umjesto 10 litara benzina, automobil će potrošiti samo 100 litara bioetanola na 8,5 kilometara.
Nedostaci ove vrste goriva, posebno u odnosu na postojeći vozni park, trenutno su značajni.
- Prekomjerna potrošnja bioetanola u automobilu u kojem ECU nema postavke za rad na biogorivo. I općenito, često postoji niska učinkovitost motora koji nije dizajniran za biljno gorivo. Činjenica je da se gustoća energije i potrebni volumetrijski omjer zraka i goriva u bioetanolu razlikuje od benzina. To dovodi do nestabilnog rada motora.
- Uništavanje gumenih i plastičnih brtvi. Svojstva gume i plastike koja omogućuju da ti materijali budu praktički neutralni u odnosu na naftne nositelje energije ne mogu osigurati kemijsku otpornost na etanol. A brtve, koje mogu izdržati interakciju s benzinom desetljećima, uništavaju se za nekoliko mjeseci stalnim kontaktom s alkoholom.
- Brzi kvar motora koji nije dizajniran za vožnju na bioetanol. Kao posljedica dvije prethodne točke.
Na temelju navedenog možemo zaključiti da će bioetanol biti izvrsna alternativa konvencionalnom benzinu ako je automobil dizajniran za ovu vrstu goriva.
