バイオエタノール。 新しい燃料に切り替えることは可能ですか？

バイオエタノールの製造

バイオエタノールは、バイオディーゼルと同様に植物原料から製造されます。 バイオエタノールの生産に最もよく使用される XNUMX つの作物は、トウモロコシとサトウキビです。 たとえば、米国のバイオエタノール生産は主にトウモロコシに基づいており、ブラジルではサトウキビに基づいています。 ただし、デンプンや植物糖を多く含む他の植物（ジャガイモ、テンサイ、サツマイモなど）も原料として使用できます。

世界でバイオエタノール生産が最も発展しているのはアメリカです。 ブラジルと米国の生産能力を合わせると、この燃料の世界生産量の半分以上（正確には60％以上）を占めます。

バイオエタノールの核心は、よく知られた化学式 C を持つアルコール飲料の製造に使用される通常のエチルアルコール (またはエタノール) です。₂H₅ああ しかし、バイオエタノールは特殊な添加剤や燃料添加剤が含まれているため、食品としての使用には適していません。 バイオ燃料の爆轟耐性を高め、アルコールの腐食性を軽減し、燃焼に関与する追加の酸素のキャリアである tert-ブチル メチル エーテル (MTBE) に加えて、他の添加剤がバイオエタノールに少量添加されます。

バイオエタノールを製造するためのいくつかの技術が知られている。

1. オーガニック製品の発酵。 古くから知られており、最も簡単なエチルアルコールの製造方法。 糖を含む混合物の酵母発酵中に、エタノール質量含有量が約 15% の溶液が得られます。 濃度が高くなると酵母菌が死滅し、エチルアルコールの生成が停止します。 続いて、蒸留により溶液からアルコールが分離される。 現在、この方法はバイオエタノールの工業生産には使用されていません。
2. 遺伝子組み換え医薬品を使用した製造。 原料を粉砕し、グルコアミラーゼとアミロスブチリンで発酵させます。 この後、加速塔でアルコール分離を伴うブラゴン精留が行われます。 バイオエタノールを工業的に生産するための広く普及している方法。
3. 加水分解生成。 本質的に、これは、工業的発酵を介して、予め加水分解されたセルロースを含む原料からアルコールを製造することである。 主にロシアおよび他の旧ソ連諸国で使用されています。

現在、世界のバイオエタノール生産量は、さまざまな推定によれば、年間 100 億トンに若干足りません。

バイオエタノール。 XNUMXリットルあたりの価格

1 リットルあたりのバイオエタノール生産コストは、いくつかの要因によって異なります。

1. 加工用に栽培された原材料の初期コスト。
2. 使用する原料の効率（製造技術と原料使用量に対するバイオエタノール生産量の割合）。
3. 生産物流（この種の燃料の場合、石油ガソリンの生産よりも輸送コストが重要な役割を果たすため、加工工場が原料のある農園に近いほど生産コストが安くなります）。
4. 生産そのもののコスト（設備の製造可能性、労働者の賃金、エネルギーコスト）。

したがって、1 リットルのバイオエタノールの製造コストは国によって異なります。 世界のいくつかの国におけるこの燃料の XNUMX リットルあたりのコストは次のとおりです。

• 米国 – 0,3 ドル。
• ブラジル – 0,2 ドル。
• 一般的にヨーロッパのメーカーの場合 - 約0,5ドル。

比較すると、ガソリンの平均製造コストは、サウジアラビアやベネズエラのような原油輸出国を除くと、0,5リットルあたり約0,8ドルからXNUMXドルであり、ガソリンXNUMXリットルのコストは水XNUMXリットルよりも低い。

バイオエタノール E85

おそらく、バイオエタノールを含むすべての種類の燃料の大部分は E85 ブランドによって占められています。 このタイプの燃料は、バイオエタノール 85% とレギュラー石油ガソリン 15% で構成されています。

このような燃料は、バイオ燃料で走行できる特別に設計された車両にのみ適しています。 これらは通常、フレックス燃料車としてラベル付けされています。

バイオエタノール E85 はブラジルで広く普及しており、米国でも見られます。 ヨーロッパとアジアでは、バイオエタノール含有量がそれぞれ 5、7、10% のブランド E5、E7、および E10 がより一般的です。 これらの混合燃料の残りの量は、伝統的にレギュラーガソリンに割り当てられています。 また最近では、バイオエタノール含有量が 40% の E40 燃料が人気を集めています。

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バイオエタノールのメリットとデメリット

まずはバイオエタノールのメリットから見ていきましょう。

1. 比較的安価な生産。 ただし、製造国が独自の豊富な石油埋蔵量を持たず、作物生産産業が発展していることが条件となる。 たとえば、全国的には自国の石油埋蔵量がほとんどないブラジルでは、農業が発展し、気候に恵まれているため、バイオエタノールをベースにした燃料を製造する方がはるかに収益性が高い。
2. 環境に優しい排気ガスです。 純粋なバイオエタノールは燃焼すると水と二酸化炭素のみを放出します。 エンジンがバイオエタノールで作動する場合、重質炭化水素、すす粒子、一酸化炭素、硫黄およびリンを含む成分が大気中に放出されません。 包括的な評価 (EURO 規格に従って評価されたすべてのパラメーターを考慮) によると、バイオエタノールで動作するエンジンの排出純度は 8 倍高いことが判明しました。
3. 再生可能性。 石油の埋蔵量が有限である場合（今日証明された事実：地球の腸からの排出による石油の再生的性質に関する理論は世界の科学界によって否定されています）、バイオエタノールの生産はプランテーションの収量のみに依存します。
4. 燃料消費量の削減。 平均して、適切に構成された燃料システムを使用してバイオエタノールで走行すると、体積比で最大 15% の燃料が節約されます。 従来、自動車は 10 km あたり 100 リットルのガソリンを消費する代わりに、わずか 8,5 リットルのバイオエタノールを消費します。

この種の燃料の欠点は、特に既存の車両群との関係で現在重大です。

1. ECU がバイオ燃料で動作するように構成されていない自動車でのバイオエタノールの過剰消費。 また、一般に、植物燃料用に設計されていないモーターでは効率が低いことがよく見られます。 実際のところ、バイオエタノールのエネルギー密度と空気と燃料の必要な体積比はガソリンとは異なります。 これにより、エンジンの動作が不安定になります。
2. ゴムおよびプラスチックシールの破壊。 ゴムやプラスチックの特性により、これらの材料は石油エネルギーキャリアに対して実質的に中性になりますが、エタノールに対する耐薬品性を提供することはできません。 そして、ガソリンとの相互作用に何十年も耐えることができるシールは、アルコールとの継続的な接触によって数か月で破壊されます。
3. バイオエタノールで動作するように設計されていないエンジンの急速な故障。 前述の XNUMX つの点の結果として。

上記に基づいて、次の結論を導き出すことができます。自動車がこの種の燃料用に設計されている場合、バイオエタノールは従来のガソリンの優れた代替品となるでしょう。

車内のバイオエタノール：味方か敵か？