Je ethanol skutečně ekologičtější než plyn?

Zaměstnavatel půjčovny automobilů ve Washingtonu, D.C., zplynuje Chevrolet s E85 flex-fuel. Více ekologicky uvědomělých spotřebitelů vyžaduje automobily od automobilů s půjčovnou najetých kilometrů. Prohlédněte si další obrázky AFV. Čip Somodevilla / Getty Images

V energetickém průmyslu není potřeba změny nadále diskutabilní. Kromě nebezpečí úplné závislosti na zahraniční ropě, kdy jsou jak globální politika, tak ceny plynu volatilnější než kdy jindy, environmentální dopad spalování miliónů galonů fosilních paliv rychleji, než můžeme říci, „skleníkové plyny“ se začínají propadat do obecného vědomí . Jaká je odpověď? Někteří říkají, že je to vodík, což je skvělá alternativa, ale v konečném důsledku vyvolává některé složité otázky týkající se bezpečnosti. Jiní poukazují na přírodní zdroje, jako je sluneční světlo a vítr. Části odvětví obnovitelných zdrojů energie se také velmi zajímají o etanol - jak se můžete hádat s moudrostí pohánět naše vozy bohatou kukuřicí??

Zjevně se s tím můžete hádat a mnoho lidí je. Nejprve rychlý nátěr na to, co je ethanol a jak se vyrábí.

Ethanol je obilný alkohol. Ve Spojených státech se obvykle vyrábí kukuřice. V Brazílii se nejčastěji vyrábí z cukrové třtiny. Pšenice, ječmen a brambory jsou také zdrojem etanolu.

Existuje několik způsobů, jak vyrobit palivový ethanol, a jedním z nejběžnějších je metoda suchého mlýna, což vypadá takto:

• Kukuřice (nebo jiné zrno) prochází mlecí moučkou. Vychází to jako prášek.
• Směs vyrobená z tohoto obilného prášku, vody a enzymu vstupuje do vysokoteplotního sporáku, kde je zkapalněna. Enzym pomáhá rozkládat zrnitou sloučeninu a napomáhat při zkapalňování.
• Zkapalněná rmut se ochladí a do směsi se přidá další enzym. Tento enzym převádí škrob na cukry, které mohou být fermentovány za vzniku alkoholu.
• Kvasinky se přidávají do cukrové směsi, aby se zahájil proces kvašení. Cukry se rozkládají na ethanol (forma alkoholu) a oxid uhličitý.
• Fermentovaná směs se destiluje. Ethanol se oddělí od pevných látek.
• Dehydratace odstraní vodu z odděleného ethanolu.
• K ethanolu se přidává malé množství benzínu, aby se stal nezničitelný. Veškerý ethanol, který se používá jako palivo, musí být vyroben jako neselektivní.

Vedlejší produkty tohoto procesu, včetně obilnin a oxidu uhličitého, jsou užitečné v zemědělství a farmářství a mohou být prodávány závodem na výrobu ethanolu pro různé účely. Podle mnoha odborníků v zemědělství má však etanol významný hráč v palivovém průmyslu závažné nedostatky.

V tomto článku se podíváme na to, proč je ethanol potenciálně dobrým zdrojem čisté energie - a zjistíme, proč si někteří lidé myslí, že tento potenciál je omezený.

Ethanol palivo není moderní vynález; někteří lidé využívají kukuřici už několik desetiletí. DOE / JGI

Ve svém současném stavu jako nízkoprocentní palivová aditiva jsou výhody ethanolu zřejmé. Protože ethanol obsahuje ve své chemické struktuře hodně kyslíku, spaluje docela čistě. Přidáno v malém množství (obvykle jedna část ethanolu, devět dílů benzínu) do benzínu, který pohání naše auta, snižuje emise skleníkových plynů, jako je oxid uhelnatý a oxidy dusíku. Argonne National Laboratory hlásí přibližně 10 tun (9,07 metrických tun) snížení emisí skleníkových plynů v důsledku používání ethanolového paliva pouze v roce 2007 [zdroj: Biopaliva Digest]. Studie z roku 2006 ve Wisconsinu ukázala o 16 procent méně dní s vysokým ozonem od zavedení 10 - 90 paliva v roce 1994 [zdroj: Ethanol].

Přidání ethanolu do palivové směsi také snižuje množství benzínu, který spotřebujeme, když řídíme, a na tuto směs ethanolu s 10 až 90 (nazývaná E10) může jezdit jakékoli auto. Směs ethanolu 85-15 (nazývaná E85), která pohání pouze speciální vozidla s flexibilním palivem (FFV), hoří ještě čistěji a dále snižuje uvolňování škodlivých plynů do atmosféry, které může způsobit znečištění vzduchu a vody, globální oteplování a smog. Na tomto mixu však může jezdit pouze relativní hrst vozidel - od roku 2006 jedno ze 40 automobilů [zdroj: Joyce]. Není běžně skladován na čerpacích stanicích.

Problém s používáním ethanolu jako paliva ve velkém měřítku se týká dvou primárních souvisejících problémů:

• V ethanolu není tolik energie jako v benzínu.
• Vytváření významného množství energie z potravinářských plodin by vyčerpalo množství půdy dostupné pro pěstování skutečného jídla pro lidi k jídlu.

Zatímco většina odborníků se shoduje na těchto dvou bodech, mají tendenci se lišit co do stupně.

Podle profesora zemědělství v Cornell David Pimentel, výroba ethanolu ve skutečnosti vytváří čistou ztrátu energie. Podle jeho výpočtů vyžaduje produkce kukuřice a její zpracování na 1 galon (3,7 litru) ethanolu 131 000 BTU energie; ale 1 galon ethanolu obsahuje pouze 77 000 BTU [zdroj: Zdraví a energie]. A protože zemědělci používají zařízení na fosilní paliva k pěstování, údržbě a sklizni kukuřice a používají stroje na fosilní paliva ke zpracování této kukuřice na ethanol a pak, téměř ve všech případech, k odeslání produktu na sběrná místa přes Vzhledem k tomu, že pohonné hmoty poháněné pohonnými hmotami, odvětví výroby ethanolu ve skutečnosti spaluje velké množství benzínu za účelem výroby tohoto alternativního paliva. Tento ethanol by mohl nakonec obsahovat méně energie než benzín spotřebovaný k jeho výrobě.

Dopravní aspekt tohoto procesu by se však mohl brzy změnit, a to otevřením prvního ropovodu v USA v prosinci 2008. Přepravuje etanol 85 mil (136 km) přes Floridu z Tampa na Orlando. Potrubí v ethanolu bylo vždy problémem, protože palivo zachycuje nečistoty na cestě z bodu A do bodu B. Tyto nečistoty jsou v ethanolu nepřijatelné a mohou poškodit tradiční materiál plynovodu. Zdá se však, že společnost Texas, která vyvinula plynovod, překonala tyto výzvy [zdroj: Galbraith].

To je samozřejmě jen jeden plynovod. Přesto ne všichni vědci souhlasí s Pimentelovou zoufalou analýzou energetické účinnosti. - Americká národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie zjistila, že k získání 1,3 BTU ethanolu na trh vyžaduje [1 BTU fosilního paliva [zdroj: NREL]. To by znamenalo 30% čistý zisk energie, nikoli čistou ztrátu.

Až na energetickou účinnost, lidé v táboře Pimentel ve skutečnosti nevidí kukuřici jako skutečně obnovitelný zdroj energie. Pimentel odhaduje, že pohon automobilu na jediný rok s použitím ethanolu by vyžadoval 11 akrů (44 515 metrů čtverečních) kukuřice, což je prostor, který lze použít k nakrmení nejméně sedmi lidí [zdroj: Zdraví a energie]. Vzhledem k tomu, že kukuřičná pole ve Spojených státech chvíli trvají, než se doplní, v důsledku problémů s erozí půdy a zavlažováním, by tyto akry nakonec byly po delší dobu mimo provoz, což znamená, že kukuřice není k dispozici pro ethanol a žádná užitečná půda pro jiné potraviny. plodiny. Pro podporu palivového průmyslu založeného na ethanolu by muselo být stále více zemědělské půdy vyčleněno pouze na kukuřici. Konečným výsledkem by mohl být nedostatek domácích pěstovaných potravin a vyšší ceny v supermarketu pro všechny druhy produktů.

Jednou z možných odpovědí na diskusi o ethanolu je něco, čemu se říká celulózový ethanol. Celulosový ethanol se vyrábí z nepotravinářských produktů, jako jsou kukuřičné stonky, štěpky a spinačka. Pokud se tento malý koutek v odvětví výroby ethanolu stane dostatečně velkým výrobcem, mohl by se celulózový ethanol ukázat jako životaschopný kompromis s nižšími náklady v debatě o ethanolu oproti benzínu.

Další informace o etanolu a dalších možnostech obnovitelné energie najdete v odkazech na následující stránce.

Související články

• Grassoline: Můžeme pohánět auta trávou?
• Vyčerpají alternativní paliva globální zásoby kukuřice?
• Jak funguje ekonomika vodíku
• Jak fungují hybridní auta
• Jak elektrická auta fungují
• Jak bionafta funguje
• Jak funguje větrná energie
• Jak fungují solární články

Další skvělé odkazy

• Ethanol.org
• Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie
• The New York Times: Jaro pro etanol - 23. ledna 2007
• Planet Green
• TreeHugger.com

Prameny

• „Národní laboratoř Argonne říká, že ethanol v roce 2007 snížil GGE o 10 milionů tun.“ Trávení biopaliv. 22. dubna 2008. http://www.biofuelsdigest.com/blog2/2008/04/22/argonne-national-laboratory-says-ethanol-reduced-gges-by-10-million-tons-in-2007/
• Barrionuevo, Alexej. "Jaro pro etanol." The New York Times. 23. ledna 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. "Zahájení servisu na etanol." The New York Times. 10. prosince 2008.http: //greeninc.blogs.nytimes.com/2008/12/10/an-ethanol-pipeline-begins-service/? Hp
• Halperine, Alexi. "Ethanol: Mýty a reality." BusinessWeek online. 19. května 2006. http://www.businessweek.com/technology/content/may2006/ tc20060519_225336.htm
• Joyce, Christopher. "Studujte zpět etanol jako náhradu benzínu." NPR.org. 26. ledna 2006. http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=5173420
• Segelkin, Roger. "Ethanol palivo z kukuřice selhalo jako 'neudržitelné dotované spalování potravin'." HealthAndEnergy.com. http://healthandenergy.com/ethanol.htm

-