بیواتانول. آیا امکان تغییر به سوخت جدید وجود دارد؟

تولید بیواتانول

بیواتانول مانند بیودیزل از مواد گیاهی تولید می شود. بیشتر از سایرین، دو محصول برای تولید بیواتانول مصرف می شود: ذرت و نیشکر. به عنوان مثال، تولید بیواتانول در ایالات متحده عمدتا بر اساس ذرت است، در برزیل - بر اساس نیشکر. با این حال، سایر گیاهان با محتوای بالای نشاسته و قندهای گیاهی نیز می توانند به عنوان مواد خام استفاده شوند: سیب زمینی، چغندرقند، سیب زمینی شیرین و غیره.

در جهان، تولید بیواتانول در آمریکا توسعه یافته است. ظرفیت های تولید برزیل و ایالات متحده روی هم بیش از نیمی (به طور دقیق تر، بیش از 60٪) از تولید این سوخت در جهان را تشکیل می دهند.

بیواتانول در هسته آن اتیل الکل معمولی (یا اتانول) است که در ساخت نوشیدنی های الکلی با فرمول شیمیایی شناخته شده C استفاده می شود.₂H₅اوه اما بیواتانول به دلیل وجود افزودنی های خاص، افزودنی های سوخت برای مصرف مواد غذایی مناسب نیست. علاوه بر ترت بوتیل متیل اتر (MTBE) که مقاومت انفجاری سوخت های زیستی را افزایش می دهد، خورندگی الکل ها را کاهش می دهد و حامل اکسیژن اضافی درگیر در احتراق است، مقادیر کمی از افزودنی های دیگر به بیواتانول اضافه می شود.

چندین فناوری برای تولید بیواتانول شناخته شده است.

1. تخمیر محصولات ارگانیک. از زمان های قدیم شناخته شده و ساده ترین روش برای به دست آوردن الکل اتیلیک است. در طی تخمیر مخمر مخلوط های حاوی قند، محلولی با محتوای جرمی اتانول حدود 15٪ به دست می آید. با افزایش غلظت، باکتری های مخمر می میرند، که منجر به توقف تولید الکل اتیلیک می شود. سپس الکل را با تقطیر از محلول جدا می کنند. در حال حاضر از این روش در تولید صنعتی بیواتانول استفاده نمی شود.
2. تولید با استفاده از داروهای نوترکیب. مواد خام با گلوکوامیلاز و آمیلوسوبتیلین خرد و تخمیر می شود. پس از آن، تقطیر در ستون های شتاب دهنده با جداسازی الکل انجام می شود. یک روش پرکاربرد برای تولید صنعتی بیواتانول.
3. تولید هیدرولیز در واقع، این تولید الکل از مواد خام حاوی سلولز پیش هیدرولیز شده توسط تخمیر صنعتی است. این عمدتا در روسیه و سایر کشورهای پس از شوروی استفاده می شود.

در حال حاضر تولید جهانی اتانول زیستی، طبق برآوردهای مختلف، تا حدودی کمتر از 100 میلیون تن در سال است.

بیواتانول. قیمت هر لیتر

هزینه تولید بیواتانول در هر لیتر به عوامل مختلفی بستگی دارد.

1. هزینه اولیه مواد خام تولید شده برای پردازش.
2. کارایی مواد خام مورد استفاده (فناوری تولید و نسبت بیواتانول حاصله به مقدار مواد خام درگیر).
3. لجستیک تولید (هرچه شرکت های فرآوری به مزارع با مواد خام نزدیک تر باشند، تولید ارزان تر است، زیرا هزینه های حمل و نقل در مورد این نوع سوخت نقش مهمی نسبت به تولید بنزین نفتی دارد).
4. هزینه های خود تولید (قابلیت ساخت تجهیزات، دستمزد کارگران، هزینه های انرژی).

بنابراین در کشورهای مختلف هزینه تولید 1 لیتر بیواتانول متفاوت است. قیمت هر لیتر این سوخت در برخی از کشورهای جهان به شرح زیر است:

• ایالات متحده آمریکا - 0,3 دلار؛
• برزیل - 0,2 دلار؛
• به طور کلی برای تولید کنندگان اروپایی - حدود 0,5 دلار؛

برای مقایسه، اگر کشورهای صادرکننده نفت خام مانند عربستان سعودی یا ونزوئلا را که قیمت هر لیتر بنزین کمتر از یک لیتر آب است، در نظر نگیرید، متوسط ​​هزینه تولید بنزین حدود 0,5 تا 0,8 دلار در هر لیتر است.

بیواتانول E85

شاید سهم شیر در بین انواع سوخت های حاوی بیواتانول را برند E85 اشغال کرده باشد. این نوع سوخت 85 درصد بیواتانول و 15 درصد بنزین نفتی معمولی است.

این سوخت ها فقط برای وسایل نقلیه با طراحی ویژه که قادر به کار با سوخت های زیستی هستند مناسب هستند. آنها معمولاً به عنوان خودروهای سوخت فلکس برچسب گذاری می شوند.

بیواتانول E85 به طور گسترده در برزیل توزیع می شود و همچنین در ایالات متحده یافت می شود. در اروپا و آسیا، گریدهای E5، E7 و E10 با محتوای بیواتانول به ترتیب 5، 7 و 10 درصد رایج‌تر هستند. بقیه حجم در این مخلوط سوخت به طور سنتی به بنزین معمولی اختصاص می یابد. همچنین اخیراً سوخت E40 با محتوای 40٪ بیواتانول در حال محبوبیت است.

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

مزایا و معایب بیواتانول

بیایید ابتدا به فواید بیواتانول نگاه کنیم.

1. ارزانی نسبی تولید این به شرطی است که کشور تولید کننده ذخایر نفتی فراوان خود را نداشته باشد و صنعت زراعی توسعه یابد. به عنوان مثال، برزیل که دارای ذخایر نفتی کمی در سراسر کشور است، اما کشاورزی و آب و هوای مطلوبی دارد، تولید سوخت بر اساس بیواتانول بسیار سودآورتر است.
2. سازگاری با محیط زیست اگزوز. بیواتانول خالص در هنگام سوختن فقط آب و دی اکسید کربن ساطع می کند. هنگامی که موتور با اتانول زیستی کار می کند، هیچ هیدروکربن سنگین، ذرات دوده، مونوکسید کربن، اجزای حاوی گوگرد و فسفر در جو منتشر نمی شود. طبق یک ارزیابی جامع (با در نظر گرفتن تمام پارامترهای ارزیابی شده طبق استاندارد EURO)، خلوص گازهای خروجی برای موتورهایی که با اتانول زیستی کار می کنند 8 برابر بیشتر است.
3. تجدید پذیری اگر ذخایر نفت محدود باشد (یک واقعیت ثابت شده امروزه: نظریه ها در مورد ماهیت احیا کننده نفت به عنوان انتشارات از روده های زمین توسط جامعه علمی جهانی رد شده است)، پس تولید بیواتانول تنها به عملکرد مزارع بستگی دارد.
4. مصرف سوخت کمتر. به طور متوسط، هنگام رانندگی با اتانول زیستی، با یک سیستم سوخت به درستی پیکربندی شده، تا 15٪ از سوخت در نسبت حجمی صرفه جویی می شود. به طور معمول، به جای 10 لیتر بنزین، یک خودرو در هر 100 کیلومتر تنها 8,5 لیتر بیواتانول مصرف می کند.

معایب این نوع سوخت به ویژه در رابطه با ناوگان خودروهای موجود در حال حاضر قابل توجه است.

1. مصرف بیش از حد بیواتانول در خودرویی که ECU تنظیماتی برای کار بر روی سوخت زیستی ندارد. و به طور کلی، موتوری که برای سوخت گیاهی طراحی نشده است، اغلب بازده پایینی دارد. واقعیت این است که چگالی انرژی و نسبت حجمی مورد نیاز هوا و سوخت در بیواتانول با بنزین متفاوت است. این منجر به عملکرد ناپایدار موتور می شود.
2. تخریب مهر و موم های لاستیکی و پلاستیکی. خواص لاستیک و پلاستیک که به این مواد اجازه می دهد تا در مورد حامل های انرژی نفتی تقریباً خنثی باشند، نمی توانند مقاومت شیمیایی در برابر اتانول ایجاد کنند. و مهر و موم ها، که می توانند چندین دهه در مقابل بنزین مقاومت کنند، در عرض چند ماه در اثر تماس مداوم با الکل از بین می روند.
3. خرابی سریع موتوری که برای حرکت با اتانول زیستی طراحی نشده است. در نتیجه دو نکته قبلی.

با توجه به موارد فوق، می توان نتیجه گرفت که بیواتانول جایگزین بسیار خوبی برای بنزین معمولی خواهد بود، اگر خودرو برای این نوع سوخت طراحی شود.

بیو اتانول در ماشین شما: دوست یا دشمن؟