Language
Country/Area
No result found
Энергетический секрет этанола: почему для замены бензина требуется в 1,5 раза больше этанола?
С ростом мирового спроса на энергию поиск устойчивых альтернативных видов топлива стал сегодня одной из важнейших проблем. В этом контексте этанол как возобновляемое биотопливо играет все более важную роль в энергетической структуре различных стран. Этанол находит все более широкое применение, будь то в качестве добавки к бензину или в качестве чистого топлива. Однако малоизвестный факт заключается в том, что этанол не очень эффективен в качестве замены бензину. Согласно последним исследованиям, «бензиновый галлонный эквивалент» этанола составляет 1,5, что означает, что для полной замены 1 литра бензина вам необходимо использовать 1,5 литра этанола.
Основные свойства этанола
Этанол — это топливо, содержащее этиловый спирт, тот же спирт, что содержится в алкогольных напитках. В основном он используется в качестве моторного топлива, особенно в таких странах, как США и Бразилия, где очень распространена смесь этанола и бензина. Хотя производство этанола увеличивается из года в год, его недостаточная энергоемкость делает сложной задачу полной замены им бензина.
Чтобы заменить то же количество энергии, этанола требуется примерно на 50% больше, чем бензина.
Текущее состояние производства и использования
В настоящее время глобальное производство этанола осуществляется в основном из биомассы, такой как кукуруза и сахарный тростник. Согласно отчету, мировое производство этанола утроилось с 2000 по 2007 год. В Соединенных Штатах транспортные средства с гибким выбором топлива (FFV) могут использовать до 85% этаноловых смесей (E85), в то время как большинство автомобилей могут использовать 10% этаноловые смеси (E10). Однако влияние этих смесей на требования к транспортным средствам и их пригодность, а также на производственные процессы остается спорным.
Энергетическая плотность этанола
При сгорании этанол производит примерно на 34 процента меньше энергии на единицу объема, чем бензин. Это ключевой фактор при оценке того, может ли он заменить бензин. Хотя высокое октановое число повышает эффективность двигателей внутреннего сгорания, работающих на этаноле, в конечном итоге он все равно проигрывает с точки зрения экономии топлива.
«Преимущества этанола в его возобновляемости и экологичности, но его энергоэффективность сильно снижена».
Процесс производства этанола
Производство этанола начинается с ферментации, обычно с использованием в качестве сырья сахара из кукурузы или сахарного тростника, а конечное содержание этанола составляет около 15%. Затем этанол очищается до топливного продукта с помощью таких этапов, как дистилляция и дегидратация. В этом процессе азеотропные свойства этанола и воды затрудняют полную дегидратацию, поэтому часть этанола обычно используется в водосодержащей форме (например, 25% в бензине).
Будущие проблемы и возможности
Хотя этанол как биотопливо получил поддержку во всем мире, многие страны начали продвигать политику по увеличению использования биотоплива. Однако потребности сельского хозяйства и использование земель для производства этанола по-прежнему представляют угрозу продовольственной безопасности и окружающей среде. Современные методы производства в основном опираются на крупномасштабное сельское хозяйство, и важным вопросом является то, как развивать производство этанола, не влияя на продовольственное снабжение.
Как эффективно использовать этаноловое топливо
Благодаря постоянному развитию технологий в будущем могут быть разработаны более эффективные технологии производства этанола, такие как прямая экстракция из водорослей. Эти инновации способны преодолеть текущие проблемы, связанные с эффективностью производства этанола и воздействием на окружающую среду, но пока находятся на экспериментальной стадии. Заключение
В качестве альтернативы бензину этанол не только является устойчивым энергетическим решением, но и сокращает выбросы углерода. Однако нам необходимо столкнуться с проблемой недостаточной плотности энергии и искать пути ее улучшения. Столкнувшись с реальностью растущего мирового спроса на энергию, поиск подходящих альтернатив биотопливу стал проблемой, над которой каждому необходимо серьезно задуматься. Можем ли мы под голубым небом земли найти лучшие решения для замены ископаемого топлива и достижения по-настоящему устойчивого энергетического будущего?
