Czy etanol jest rzeczywiście bardziej przyjazny dla środowiska niż gaz?

Pracownik wypożyczalni samochodów Enterprise tankuje Chevroleta z paliwem flex-fuel E85 w Waszyngtonie.Bardziej świadomi ekologicznie konsumenci domagają się od firm wynajmujących samochody samochodów o większym przebiegu. Zobacz więcej zdjęć AFV. Chip Somodevilla / Getty Images

W branży energetycznej potrzeba zmian nie jest już dyskusyjna. Oprócz niebezpieczeństwa całkowitego uzależnienia od zagranicznej ropy naftowej, gdy zarówno polityka globalna, jak i ceny gazu są bardziej niestabilne niż kiedykolwiek, wpływ na środowisko spalania milionów galonów paliw kopalnych szybciej niż możemy powiedzieć, że „gazy cieplarniane” zaczyna przenikać do ogólnej świadomości . Więc jaka jest odpowiedź? Niektórzy twierdzą, że jest to wodór, który jest genialną alternatywą, ale ostatecznie rodzi złożone pytania dotyczące bezpieczeństwa. Inni wskazują na zasoby naturalne, takie jak światło słoneczne i wiatr. Część przemysłu energii odnawialnej jest również zainteresowana etanolem - jak możesz dyskutować z mądrością zasilania naszych samochodów obfitą kukurydzą?

Najwyraźniej można się z tym spierać i wielu ludzi tak robi. Najpierw krótkie wprowadzenie na temat tego, czym jest etanol i jak jest wytwarzany.

Etanol jest zbożowy alkohol. W Stanach Zjednoczonych jest zwykle wykonany z kukurydza. W Brazylii jest najczęściej wytwarzany z trzciny cukrowej. Pszenica, jęczmień i ziemniaki są również źródłem etanolu.

Istnieje kilka sposobów wytwarzania etanolu paliwowego, a jednym z najpowszechniejszych jest metoda młyna na sucho, co wygląda mniej więcej tak:

• Kukurydza (lub inne ziarno) przechodzi przez mieloną mąkę. Wychodzi jako proszek.
• Mieszanina tego proszku zbożowego, wody i enzymu trafia do gorącej kuchenki, gdzie jest upłynniana. Enzym pomaga rozłożyć ziarno, wspomagając proces upłynniania.
• Upłynniony zacier schładza się, a do mieszanki dodaje się kolejny enzym. Enzym ten przekształca skrobię w cukry, które mogą być fermentowane w celu wytworzenia alkoholu.
• W celu rozpoczęcia procesu fermentacji do mieszanki cukru dodaje się drożdże. Cukry rozkładają się na etanol (forma alkoholu) i dwutlenek węgla.
• Sfermentowana mieszanina jest destylowana. Etanol oddziela się od ciał stałych.
• Proces odwadniania usuwa wodę z oddzielonego etanolu.
• Do etanolu dodaje się niewielką ilość benzyny, aby nie nadawał się do picia. Cały etanol używany jako paliwo musi być niezdatny do użytku.

Produkty uboczne tego procesu, w tym ziarno destylatora i dwutlenek węgla, są przydatne w rolnictwie i przemyśle ranczarskim i mogą być sprzedawane przez wytwórnię etanolu do różnych celów. Jednak według wielu ekspertów w dziedzinie rolnictwa uczynienie etanolu głównym graczem w przemyśle paliwowym ma poważne wady.

W tym artykule przyjrzymy się, dlaczego etanol jest potencjalnie dobrym źródłem czystej energii - i dowiemy się, dlaczego niektórzy uważają, że ten potencjał jest ograniczony.

Paliwo etanolowe nie jest nowoczesnym wynalazkiem; niektórzy ludzie od dziesięcioleci zaopatrują się w kukurydzę. DOE / JGI

W obecnym statusie niskoprocentowego dodatku do paliw zalety etanolu są oczywiste. Ponieważ etanol zawiera dużo tlenu w swojej strukturze chemicznej, spala się całkiem czysto. Dodawany w niewielkich ilościach (zwykle jedna część etanolu, dziewięć części benzyny) do benzyny, która napędza nasze samochody, zmniejsza emisje gazów cieplarnianych, takie jak tlenek węgla i tlenki azotu. Argonne National Laboratory donosi o zmniejszeniu o około 10 ton (9,07 ton metrycznych) emisji gazów cieplarnianych w wyniku stosowania paliwa etanolowego tylko w 2007 r. [Źródło: Biofuels Digest]. Badanie przeprowadzone w 2006 roku w Wisconsin wykazało o 16 procent mniej dni z wysokim poziomem ozonu od wprowadzenia w 1994 roku paliwa 10-90 [źródło: etanol].

Dodatek etanolu do mieszanki paliwowej zmniejsza również ilość benzyny, którą zużywamy podczas jazdy, a każdy samochód może jeździć na tej mieszance etanolu 10-90 (zwanej E10). Mieszanka etanolu 85-15 (zwana E85), która zasila tylko pojazdy na specjalne elastyczne paliwo (FFV), spala się jeszcze bardziej czysto, co dodatkowo ogranicza uwalnianie szkodliwych gazów do atmosfery, które mogą powodować zanieczyszczenie powietrza i wody, globalne ocieplenie i smog. Ale tylko względna garstka pojazdów może jeździć na tej mieszance - jeden na 40 samochodów w 2006 r. [Źródło: Joyce]. Nie jest często zaopatrywany na stacjach benzynowych.

Problem z wykorzystywaniem etanolu jako paliwa na dużą skalę sprowadza się do dwóch podstawowych, powiązanych ze sobą kwestii:

• W etanolu jest mniej energii niż w benzynie.
• Wytwarzanie znacznych ilości energii z upraw żywności wyczerpałoby powierzchnię dostępną pod uprawę rzeczywistej żywności przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

Chociaż większość ekspertów zgadza się co do tych dwóch punktów, różnią się one stopniem.

Według profesora rolnictwa na Uniwersytecie Cornell, Davida Pimentela, produkcja etanolu w rzeczywistości powoduje straty energii netto. Według jego obliczeń wyprodukowanie kukurydzy i przetworzenie jej na 1 galon (3,7 litra) etanolu wymaga 131 000 BTU energii; ale 1 galon etanolu zawiera tylko 77 000 BTU [źródło: Zdrowie i Energia]. A ponieważ rolnicy używają sprzętu zasilanego paliwami kopalnymi do sadzenia, konserwacji i zbioru kukurydzy i używają maszyn napędzanych paliwami kopalnymi do przetwarzania tej kukurydzy na etanol, a następnie, w prawie wszystkich przypadkach, do wysyłania produktu do punktów zbiórki za pośrednictwem W transporcie napędzanym paliwem przemysł etanolowy w rzeczywistości spala duże ilości benzyny, aby wyprodukować to paliwo alternatywne. Ten etanol może zawierać mniej energii niż benzyna zużyta do jego produkcji.

Aspekt transportowy tego procesu może się wkrótce zmienić, wraz z otwarciem pierwszego rurociągu etanolu w USA w grudniu 2008 r. Transport etanolu wynosi 85 mil (136 kilometrów) przez Florydę z Tampy do Orlando. Rurociągi etanolu zawsze stanowiły problem, ponieważ paliwo zbiera zanieczyszczenia na drodze z punktu A do punktu B. Zanieczyszczenia te są niedopuszczalne w etanolu i mogą uszkodzić tradycyjny materiał rurociągu gazowego. Wydaje się jednak, że firma z Teksasu, która opracowała rurociąg, sprostała wyzwaniom [źródło: Galbraith].

Oczywiście to tylko jeden rurociąg. Mimo to nie wszyscy naukowcy zgadzają się z tragiczną analizą Pimentela dotyczącą efektywności energetycznej. - Amerykańskie Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej stwierdza, że ​​potrzebuje 1 BTU paliwa kopalnego, aby wprowadzić na rynek 1,3 BTU etanolu [źródło: NREL]. Oznaczałoby to 30-procentowy wzrost energii netto, a nie stratę netto.

Pomijając efektywność energetyczną, mieszkańcy obozu Pimentela w rzeczywistości nie postrzegają kukurydzy jako prawdziwie odnawialnego źródła energii. Pimentel szacuje, że zasilanie samochodu przez jeden rok etanolem wymagałoby 11 akrów (44 515 metrów kwadratowych) kukurydzy, czyli miejsca, które może posłużyć do wykarmienia co najmniej siedmiu osób [źródło: Zdrowie i energia]. Ponieważ pola kukurydzy w Stanach Zjednoczonych potrzebują trochę czasu, aby się uzupełnić, zarówno ze względu na erozję gleby, jak i problemy z nawadnianiem, te akry ostatecznie nie będą mogły być używane przez dłuższy czas, co oznacza brak kukurydzy na etanol i brak ziemi nadającej się do wykorzystania na inną żywność uprawy. Aby utrzymać przemysł paliwowy oparty na etanolu, coraz więcej gruntów rolnych musiałoby być przeznaczonych na samą kukurydzę. Ostatecznym skutkiem może być niedobór żywności uprawianej w kraju i wyższe ceny w supermarkecie na wszelkiego rodzaju produkty.

Jedną z możliwych odpowiedzi na kontrowersje związane z etanolem jest tzw etanol celulozowy. Etanol celulozowy jest wytwarzany z produktów niespożywczych, takich jak łodygi kukurydzy, wióry drzewne i rózga. Jeśli ten mały zakątek przemysłu etanolu przekształci się w wystarczająco dużego producenta, etanol celulozowy może okazać się opłacalnym i tańszym kompromisem w debacie na temat etanolu i benzyny.

Aby uzyskać więcej informacji na temat etanolu i innych opcji energii odnawialnej, przejrzyj linki na następnej stronie.

Powiązane artykuły

• Grassoline: Czy możemy tankować samochody trawą??
• Czy paliwa alternatywne wyczerpią światowe dostawy kukurydzy?
• Jak działa gospodarka wodorowa
• Jak działają samochody hybrydowe
• Jak działają samochody elektryczne
• Jak działa Biodiesel
• Jak działa energia wiatrowa
• Jak działają ogniwa słoneczne

Więcej świetnych linków

• Ethanol.org
• Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej
• The New York Times: Springtime for Ethanol - 23 stycznia 2007
• Planet Green
• TreeHugger.com

Źródła

• „Argonne National Laboratory twierdzi, że etanol obniżył DGE o 10 milionów ton w 2007 roku”. Biofuels Digest. 22 kwietnia 2008. http://www.biofuelsdigest.com/blog2/2008/04/22/argonne-national-laboratory-says-ethanol-reduced-gges-by-10-million-tons-in-2007/
• Barrionuevo, Alexei. „Wiosna na etanol”. The New York Times. 23 stycznia 2007. http://www.nytimes.com/2007/01/23/washington/23ethanol.html?_r=1&th&emc=th&oref=slogin
• Ethanol.org http://www.ethanol.org/
• Galbraith, Kate. „Rurociąg etanolu rozpoczyna obsługę”. The New York Times. 10 grudnia 2008. http://greeninc.blogs.nytimes.com/2008/12/10/an-ethanol-pipeline-begins-service/? Hp
• Halperin, Alex. „Etanol: mity i rzeczywistość”. BusinessWeek Online. 19 maja 2006. http://www.businessweek.com/technology/content/may2006/ tc20060519_225336.htm
• Joyce, Christopher. „Badanie popiera etanol jako substytut benzyny”. NPR.org. 26 stycznia 2006. http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=5173420
• Segelkin, Roger. „Paliwo etanolowe z kukurydzy uznawane za„ spalanie niezrównowaŜonej dotowanej Ŝywności ”. HealthAndEnergy.com. http://healthandenergy.com/ethanol.htm

-