Біоетанол. Чи можливий перехід на нове паливо?

Виробництво біоетанолу

Біоетанол, як і біодизель, виготовляється з рослинної сировини. Найчастіше для виготовлення біоетанолу беруться дві культури: кукурудза та цукрова тростина. Наприклад, виробництво біоетанолу США переважно будується на кукурудзі, у Бразилії – на цукровому очереті. Однак як сировину можуть бути використані й інші рослини з високим вмістом крохмалю та рослинних цукрів: картопля, цукровий буряк, батат тощо.

У світі найрозвинутіше виробництво біоетанолу в Америці. Виробничі потужності Бразилії та США в сукупності складають більше половини (якщо точніше, то понад 60%) від світового обсягу виготовлення цього палива.

За своєю суттю біоетанол – це звичайний етиловий спирт (або етанол), який використовується у виготовленні спиртних напоїв із широко відомою хімічною формулою C₂H₅OH. Однак біоетанол не придатний для харчового вживання через наявність спеціальних добавок, паливних присадок. Крім трет-бутилметилового ефіру (МТБЕ), який підвищує детонаційну стійкість біопалива, знижує корозійну активність спиртів і є носієм додаткового кисню, що бере участь у горінні, біоетанол додаються в невеликих кількостях та інші присадки.

Відомо кілька технологій виробництва біоетанолу.

1. Бродіння органічних продуктів. Відомий з давніх-давен і найпростіший метод отримання етилового спирту. При дріжджовому бродінні цукромістких сумішей виходить розчин з масовим вмістом етанолу близько 15%. При підвищенні концентрації дріжджові бактерії гинуть, що призводить до припинення вироблення етилового спирту. Згодом спирт із розчину виділяється методом дистиляції. В даний час у промисловому виробництві біоетанолу цей спосіб не застосовується.
2. Виробництво за допомогою рекомбінантних препаратів. Сировина подрібнюється і ферментується глюкоамілазою та амілосубтиліном. Після цього в розгінних колонах проводиться брагоректифікація із відділенням спирту. Широко поширений спосіб промислового одержання біоетанолу.
3. Гідролізне виробництво. По суті, це виготовлення спирту з попередньо гідролізованої целюлозосодержащіе сировини шляхом промислового бродіння. Використовується переважно у Росії та інших країнах пострадянського простору.

В даний час світовий обсяг виробництва біоетанолу, за різними оцінками, дещо недотягує до 100 мільйонів тонн на рік.

Біоетанол. Ціна за літр

Вартість виробництва біоетанолу за 1 літр залежить від кількох факторів.

1. Початкова собівартість вирощеної для переробки сировини.
2. Ефективність використовуваної сировини (технологія виробництва та співвідношення одержуваного біоетанолу до кількості задіяної сировини).
3. Логістика виробництва (чим ближче до плантацій з сировиною розташовані переробні підприємства, тим дешевше виготовлення, оскільки транспортні витрати у випадку з цим типом палива відіграють вагомішу роль, ніж при виробництві нафтових бензинів).
4. Витрати саме виробництво (технологічність устаткування, оплата праці працівників, енергетичні витрати).

Тому в різних країнах вартість виробництва 1 літра біоетанолу відрізняється. Наведемо собівартість цього палива за літр у деяких країнах світу:

• США – $0,3;
• Бразилія – $​​0,2;
• загалом за Європейськими виробниками – близько $0,5;

Для порівняння: середня собівартість виробництва бензину становить приблизно від $0,5 до $0,8 за літр, якщо не брати до уваги країни-експортери сирої нафти, на зразок Саудівської Аравії або Венесуели, де літр бензину коштує дешевше за літр води.

Біоетанол Е85

Мабуть, левову частку серед усіх типів палива, що містять біоетанол, займає марка Е85. Цей тип палива на 85% складається з біоетанолу та на 15% із звичайного нафтового бензину.

Подібне паливо підходить тільки спеціально розроблені автомобілі, здатні працювати на біопаливі. Їх зазвичай маркують як Flex-Fuel автомобілі.

Біоетанол Е85 широко поширений у Бразилії, зустрічається й у США. У Європі та Азії найчастіше зустрічаються марки Е5, Е7 та Е10 із вмістом біоетанолу 5, 7 та 10 відсотків відповідно. Решта обсягу цих паливних сумішах традиційно відводиться на звичайний бензин. Також останнім часом набирає популярності паливо Е40 з 40-відсотковим вмістом біоетанолу.

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

Переваги та недоліки біоетанолу

Спочатку розглянемо переваги біоетанолу.

1. Відносна дешевизна виробництва. Це за умови, що в країні-виробнику немає власних, рясних запасів нафти і розвинена промисловість рослинництва. Наприклад, Бразилія, в якій власних запасів нафти в масштабах країни небагато, але є розвинене сільське господарство та сприятливий клімат, набагато вигідніше робити паливо на основі біоетанолу.
2. Екологічність вихлопів. Чистий біоетанол при згорянні виділяє лише воду та вуглекислий газ. Жодних важких вуглеводнів, сажових частинок, чадного газу, сіро- і фосфоровмісних компонентів при роботі двигуна на біоетанолі в атмосферу не викидається. За комплексною оцінкою (з урахуванням всіх параметрів, що оцінюються за стандартом ЄВРО), чистота вихлопів виявилася в 8 разів вище у двигунів, що працюють на біоетанолі.
3. Відновлюваність. Якщо запаси нафти кінцеві (доведений сьогодні факт: теорії про регенеративну природу нафти як викидів з надр Землі відкинуті світовим науковим співтовариством), то виробництво біоетанолу залежить тільки від врожайності плантацій.
4. Нижче споживання палива. У середньому при їзді на біоетанолі, за правильно налаштованої паливної системи, в об'ємному співвідношенні економиться до 15% палива. Умовно, замість 10 літрів бензину автомобіль на 100 км шляху витратить лише 8,5 літрів біоетанолу.

Недоліки цього типу палива, особливо стосовно наявного парку автомобілів, зараз істотні.

1. Перевитрата біоетанолу в авто, у якого ЕБУ не має налаштувань під роботу на біопаливі. І в цілому часто спостерігається низька ефективність роботи двигуна, не розрахованого на паливо. Справа в тому, що енергетична щільність та необхідне об'ємне співвідношення повітря та палива у біоетанолу відрізняється від бензину. Це і призводить до нестабільної роботи двигуна.
2. Руйнування гумових та пластикових ущільнювачів. Властивості гуми та пластику, які дозволяють цим матеріалам бути практично нейтральними по відношенню до нафтових енергоносіїв, не можуть забезпечити хімічну стійкість до етанолу. І ущільнювачі, які десятиліттями витримують взаємодію з бензином, за лічені місяці руйнуються за постійного контакту зі спиртом.
3. Швидкий вихід із ладу двигуна, не призначеного для їзди на біоетанолі. Як наслідок двох попередніх пунктів.

Виходячи з усього вищесказаного, можна зробити такий висновок: біоетанол стане чудовою альтернативою звичайним бензинам, якщо автомобіль розрахований на цей вид палива.

БІОЕТАНОЛ У ВАШОМУ АВТО: ДРУГ ЧИ ВОРОГ?