Bio-ethanol. Is het mogelijk om over te stappen op een nieuwe brandstof?

Productie van bio-ethanol

Bio-ethanol wordt, net als biodiesel, geproduceerd uit plantaardig materiaal. Vaker dan andere worden twee gewassen geoogst voor de productie van bio-ethanol: maïs en suikerriet. Zo is de productie van bio-ethanol in de Verenigde Staten voornamelijk gebaseerd op maïs, in Brazilië - op suikerriet. Maar ook andere planten met een hoog gehalte aan zetmeel en plantaardige suikers kunnen als grondstof gebruikt worden: aardappelen, suikerbieten, zoete aardappelen, enz.

In de wereld is de productie van bio-ethanol het meest ontwikkeld in Amerika. De productiecapaciteiten van Brazilië en de Verenigde Staten zijn samen goed voor meer dan de helft (meer precies, meer dan 60%) van de wereldproductie van deze brandstof.

In de kern is bio-ethanol gewone ethylalcohol (of ethanol), die wordt gebruikt bij de vervaardiging van alcoholische dranken met de bekende chemische formule C₂H₅OH. Bio-ethanol is echter niet geschikt voor voedselconsumptie vanwege de aanwezigheid van speciale additieven, brandstofadditieven. Naast tert-butylmethylether (MTBE), dat de detonatieweerstand van biobrandstoffen verhoogt, de corrosiviteit van alcoholen vermindert en een drager is van extra zuurstof die betrokken is bij verbranding, worden andere additieven in kleine hoeveelheden aan bio-ethanol toegevoegd.

Er zijn verschillende technologieën bekend voor de productie van bio-ethanol.

1. Fermentatie van biologische producten. Bekend sinds de oudheid en de gemakkelijkste methode om ethylalcohol te verkrijgen. Tijdens gistfermentatie van suikerhoudende mengsels wordt een oplossing verkregen met een massagehalte aan ethanol van ongeveer 15%. Met een toename van de concentratie sterven gistbacteriën, wat leidt tot een stop in de productie van ethylalcohol. Vervolgens wordt de alcohol door destillatie van de oplossing gescheiden. Momenteel wordt deze methode niet gebruikt bij de industriële productie van bio-ethanol.
2. Productie met behulp van recombinante geneesmiddelen. De grondstof wordt geplet en gefermenteerd met glucoamylase en amylosubtilin. Daarna wordt destillatie uitgevoerd in versnellingskolommen met de scheiding van alcohol. Een veelgebruikte methode voor de industriële productie van bio-ethanol.
3. hydrolyse productie. In feite is dit de productie van alcohol uit voorgehydrolyseerde cellulosehoudende grondstoffen door industriële fermentatie. Het wordt voornamelijk gebruikt in Rusland en andere post-Sovjetlanden.

Momenteel is de wereldproductie van bio-ethanol volgens verschillende schattingen iets minder dan 100 miljoen ton per jaar.

Bio-ethanol. Prijs per liter

De kosten van de productie van bio-ethanol per 1 liter zijn afhankelijk van verschillende factoren.

1. De initiële kosten van grondstoffen die worden geteeld voor verwerking.
2. De efficiëntie van de gebruikte grondstoffen (productietechnologie en de verhouding van de resulterende bio-ethanol tot de hoeveelheid grondstoffen).
3. Logistiek van de productie (hoe dichter bij de plantages met grondstoffen verwerkende bedrijven, hoe goedkoper de productie, aangezien transportkosten bij dit type brandstof een grotere rol spelen dan bij de productie van petroleumbenzine).
4. De productiekosten zelf (maakbaarheid van apparatuur, beloning van werknemers, energiekosten).

Daarom variëren de productiekosten van 1 liter bio-ethanol in verschillende landen. Hier zijn de kosten van deze brandstof per liter in sommige landen van de wereld:

• VS - $ 0,3;
• Brazilië - $ 0,2;
• in het algemeen voor Europese fabrikanten - ongeveer $ 0,5;

Ter vergelijking: de gemiddelde productiekosten van benzine bedragen ongeveer $ 0,5 tot $ 0,8 per liter, als je geen rekening houdt met ruwe olie-exporterende landen zoals Saoedi-Arabië of Venezuela, waar een liter benzine minder kost dan een liter water.

Bio-ethanol E85

Misschien wordt het leeuwendeel van alle soorten brandstof met bio-ethanol ingenomen door het merk E85. Dit type brandstof is 85% bio-ethanol en 15% gewone petroleumbenzine.

Deze brandstoffen zijn alleen geschikt voor speciaal ontworpen voertuigen die op biobrandstoffen kunnen rijden. Ze worden meestal bestempeld als Flex-fuel auto's.

Bio-ethanol E85 wordt op grote schaal verspreid in Brazilië en wordt ook aangetroffen in de Verenigde Staten. In Europa en Azië komen de kwaliteiten E5, E7 en E10 vaker voor met een bio-ethanolgehalte van respectievelijk 5, 7 en 10 procent. De rest van het volume in deze brandstofmengsels wordt traditioneel toegewezen aan gewone benzine. Ook wint de laatste tijd E40-brandstof met 40% bio-ethanol aan populariteit.

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

Voor- en nadelen van bio-ethanol

Laten we eerst eens kijken naar de voordelen van bio-ethanol.

1. Relatieve lage productie. Dit op voorwaarde dat de landfabrikant niet over zijn eigen, overvloedige oliereserves beschikt en dat de gewasindustrie is ontwikkeld. In bijvoorbeeld Brazilië, dat landelijk weinig eigen oliereserves heeft, maar wel landbouw en een gunstig klimaat heeft ontwikkeld, is het veel winstgevender om brandstof te maken op basis van bio-ethanol.
2. Milieuvriendelijkheid van uitlaat. Pure bio-ethanol stoot bij verbranding alleen water en kooldioxide uit. Als de motor op bio-ethanol loopt, komen er geen zware koolwaterstoffen, roetdeeltjes, koolmonoxide, zwavel- en fosforhoudende componenten in de atmosfeer terecht. Volgens een uitgebreide beoordeling (rekening houdend met alle parameters beoordeeld volgens de EURO-norm), bleek de zuiverheid van uitlaatgassen 8 keer hoger te zijn voor motoren die op bio-ethanol lopen.
3. Hernieuwbaarheid. Als de oliereserves eindig zijn (een bewezen feit vandaag: theorieën over de regeneratieve aard van olie als emissies uit de ingewanden van de aarde worden door de wetenschappelijke wereldgemeenschap verworpen), dan hangt de productie van bio-ethanol alleen af ​​van de opbrengst van plantages.
4. Lager brandstofverbruik. Gemiddeld wordt bij het rijden op bio-ethanol, met een goed afgesteld brandstofsysteem, tot 15% brandstof bespaard in een volumeverhouding. Conventioneel verbruikt een auto in plaats van 10 liter benzine slechts 100 liter bio-ethanol per 8,5 kilometer.

De nadelen van dit type brandstof, zeker ten opzichte van het bestaande wagenpark, zijn momenteel groot.

1. Overmatig gebruik van bio-ethanol in een auto waarin de ECU geen instellingen heeft voor het werken op biobrandstof. En over het algemeen is er vaak een laag rendement van een motor die niet is ontworpen voor plantaardige brandstof. Feit is dat de energiedichtheid en de vereiste volumeverhouding van lucht en brandstof in bio-ethanol verschilt van benzine. Dit leidt tot een instabiele werking van de motor.
2. Vernietiging van rubberen en plastic afdichtingen. De eigenschappen van rubber en kunststof die ervoor zorgen dat deze materialen vrijwel neutraal zijn ten opzichte van aardolie-energiedragers, kunnen geen chemische weerstand bieden tegen ethanol. En de afdichtingen, die tientallen jaren bestand zijn tegen interactie met benzine, worden binnen enkele maanden vernietigd door constant contact met alcohol.
3. Snel uitvallen van een motor die niet gemaakt is om op bio-ethanol te rijden. Als gevolg van de twee voorgaande punten.

Op basis van het voorgaande kunnen we concluderen dat bio-ethanol een uitstekend alternatief zal zijn voor conventionele benzine als de auto is ontworpen voor dit type brandstof.

BIOETHANOL IN UW AUTO: VRIEND OF VIJAND?