Биоэтанол плюсы и минусы

В последнее время в новостных изданиях всего мира появляются сообщения о рисках и даже потенциальном вреде массового перевода автомобилей на биоэтанол.

Противоречивые мнения

Критика настолько остра, что вызывает недоумение. Как такое может быть? Ведущие страны принимают энергетические стратегии, которые скептики считают безрассудными и способными привести к масштабным экономическим и экологическим катастрофам. Так в чем же истина? Попробуем разобраться.

Сжигание этанола в автомобилях — вред для окружающей среды

Сжигание этанола в автомобилях, несмотря на его способность снижать уровень вредных выбросов, все же оказывает значительное влияние на окружающую среду. Это связано с тем, что при производстве топлива выделяется большое количество углекислого газа. Таким образом, все экологические преимущества использования смесей на основе этанола полностью сводятся на нет. Кроме того, заявления о борьбе с глобальным потеплением и изменением климата с его помощью становятся не только неактуальными, но и абсурдными.

Получение этилового спирта

Этиловый спирт можно получать из растений, если они содержат достаточное количество сахара и крахмала. Картофель, ячмень, пшеница, свекла — все они могут быть использованы. Однако наилучшим вариантом является сахарный тростник. Есть также попытки использовать отходы производства, например, опилки, но это пока нерентабельно. Исследователи ищут экономически эффективные методы.

Является ли производство этанола экологически чистым?

Это сложный вопрос, и ответ на него — «и да, и нет». При производстве этанола в атмосферу выбрасывается значительное количество парниковых газов (ПГ), аналогичных выбросам бензиновых двигателей. Однако важно помнить, что на каждый литр этанола, произведенного из растительных источников, в атмосферу возвращается такое же количество CO2, которое ранее было поглощено растениями в процессе фотосинтеза. По сути, это просто «фотосинтез наоборот» — в одном процессе используется солнечный свет, а в другом выделяется тепло.

Преимущества биоэтанола

Когда биоэтанол станет широко доступным и основным источником топлива, можно будет использовать канистру с чистым спиртом для помощи тем, кто застрял в дороге с пустым баком. Этиловый спирт не нуждается в такой переработке, как пищевой, что делает его нейтральным источником парниковых газов. Кроме того, этиловый спирт имеет более высокий энергетический баланс, чем другие источники топлива, такие как бензин и дизельное топливо: в зависимости от вида сырья энергетический баланс может составлять от 1,24 до 8. Это означает, что при сжигании этанола выделяется в несколько раз больше энергии, чем расходуется на его производство. Если сравнить это с затратами на разведку, добычу, транспортировку и переработку нефти, то можно увидеть, что энергетический баланс нефтепродуктов значительно ниже единицы.

Заправка этанолом

Действия по заправке автомобиля этанолом мало чем отличаются от заправки бензином. Однако сеть автозаправочных станций, предоставляющих Е85, продолжает расти. В США в настоящее время насчитывается около 1500 точек продаж. Несмотря на свои преимущества, этанол имеет и некоторые недостатки. Например, при сжигании 1 л этилового спирта выделяется на 34% меньше энергии, чем при сжигании того же количества бензина. Это означает, что если заправлять автомобиль топливом, содержащим этанол (например, смесью Е85), то расход топлива увеличится на те же 34% — в зависимости от концентрации спирта в топливе. С таким печальным исходом столкнутся только владельцы автомобилей с двигателями, созданными для обычного бензина и впоследствии адаптированными к новому топливу.

Заправочные станции с этанолом в Европе

Почти 800 из 1000 этаноловых заправок в Европе находятся в Швеции, которая намерена через два десятилетия отказаться от использования нефти. Скандинавы — большие поклонники гибридов, использующих этанол. На этой фотографии представители компании Scania демонстрируют новый городской автобус.

Октановое число этанола составляет 105, что позволяет сжигать его в двигателях с гораздо более высокой степенью сжатия. Ожидается, что двигатели, работающие на этом виде энергии, будут такими же эффективными и мощными, как и те, что работают на бензине или дизельном топливе. Кроме того, экологические преимущества очень велики — выбросы углекислого газа сокращаются почти вдвое, а выбросы CO2 — на 30%. К сожалению, использование бензина в таких автомобилях приводит к детонации и разрушению двигателя.

Экономически эффективное движение топлива

Общеизвестно, что транспортировка жидкого топлива по трубопроводу является наиболее экономичным методом. Однако в случае с этанолом такой подход оказывается неприемлемым. Этанол обладает способностью поглощать влагу из воздуха, что делает его гораздо более агрессивным. Поэтому в настоящее время этанол перевозится автомобильным или железнодорожным транспортом.

Неожиданная реальность биоэтанола

Ирония судьбы: когда автомобиль работает на бензине Flexifuel, он работает хорошо, но на E85 (смесь 85% этанола и 15% бензина) — не очень и потребляет гораздо больше топлива. Биоэтанол может быть дешевле бензина, но не намного. Не думайте, что на этом топливе можно сэкономить — возможно, вы даже понесете убытки. Даже если вы ездите на экологически чистом топливе, нельзя полагаться только на него. Именно поэтому внедрение этой «перспективной» идеи сопровождается законодательным регулированием в США и Бразилии.

Заправка биоэтанолом

Отбросьте мысль о том, что если заправить автомобиль биоэтанолом, то он не сможет двигаться, как его водородный собрат. Хотя E85 имеет меньшую энергоемкость по сравнению с бензином, для его горения требуется меньше кислорода, что позволяет более щедро добавлять топливо в цилиндры. Соответственно, снижается мощность, хотя и не до такой степени, чтобы водитель был разочарован.

Производство этанола в Бразилии

Стоит остановиться на этом вопросе подробнее, поскольку в Бразилии и других странах биоэтанол получил широкое распространение. Бразильцы борются с дефицитом топлива с 1973 года и делают все возможное для его предотвращения. В связи с этим в 1975 году была развернута большая кампания в поддержку биотоплива. Поэтому неудивительно, что 4,5% бразильских земель заняты под фермы сахарного тростника, а большинство бразильских автомобилей можно с полным основанием назвать этаноловыми наркоманами. Миллион бразильских работников ежегодно производят 20 млрд. литров этанола.

Сахарная промышленность Бразилии

Выращивание сахарного тростника в Бразилии — отрасль со своей историей и правилами. Для производства урожая широко используется дешевый ручной труд, который приносит огромные прибыли местным «сахарным королям». Бум производства этанола привлекает людей из других стран, и они хотят присоединиться к нему, но местные владельцы предприятий не хотят продавать. А если и соглашаются, то цены оказываются астрономически высокими. Более того, правительство оказывает им полную поддержку.

Экономика Бразилии: Не зависит от нефти

Бразилия полностью обеспечивает себя топливом и электроэнергией благодаря выращиванию и переработке сахарного тростника. Это, безусловно, положительный момент, однако в бочках со спиртом по-прежнему присутствует смола. Для создания новых плантаций бразильцы, к сожалению, вырубают тропические леса Амазонки. Это плохое решение, которое можно расценить как «недальновидное» или даже «идиотское». Если уничтожить тропические леса Амазонки, то как человечество сможет выжить без природного источника кислорода?

Производство сахарного тростника в частных хозяйствах Бразилии

В сельской местности Бразилии расположены тысячи частных ферм, занимающихся производством сахарного тростника. Это во многом выгодно, но в то же время создает проблемы. Поскольку сахар производится из той же культуры, то, когда в 1980-х годах цены на него резко взлетели, производство этанола резко упало, и люди оказались без топлива для своих автомобилей.

Теперь в ситуацию вмешалось правительство, выделившее в 2007 году 25 млн. долл. на разработку новых технологий. Эта сумма эквивалентна 385 млн. долл. в США.

U. S. План сокращения потребления бензина

Президент Буш предложил инициативу «20 на 10», направленную на сокращение потребления бензина на 20% к 2017 году. Для этого он намерен увеличить производство этанола до более чем 30 млрд. литров. За последние годы инвестиции в научные исследования превысили 12 млрд. долларов, и это только начало.

Производство этанола в США

Несмотря на то, что в США производится большое количество этанола, его все равно меньше, чем в Бразилии. Американский вид получают из кукурузы, которая не так эффективна, как тростник, из которого делают бразильский этанол, что приводит к удорожанию американского этанола. Тем не менее, многие штаты активно продвигают эту программу, в том числе штат Иллинойс, который возглавляет кандидат в президенты Барак Обама. Были установлены новые правила, согласно которым 10% бензина должно содержать этанол, безопасный для традиционных двигателей.

Изменения, необходимые для заправки топливом с повышенной концентрацией этанола

Блок управления двигателем должен быть модифицирован, чтобы распознавать уровень содержания этанола и соответствующим образом корректировать свои настройки. Кроме того, необходимо обновить топливопровод из-за наличия воды в спирте. Наконец, если автомобиль эксплуатируется при низких температурах, то перед запуском необходимо подогреть бензин.

Перспективы развития биоэтанола

Неясно, смогут ли американцы достичь своих целей с помощью биоэтанола. Будущее этого вопроса неопределенно. Что несомненно, так это невозможность полного перехода на спиртовые двигатели. Даже при максимальной эффективности процесса переработки нефти только в США для перехода с нефти на этанол потребуется 75% мировых сельскохозяйственных угодий. Для сравнения: даже если засадить всю поверхность Луны тростником, этого будет недостаточно.

Выращивание сельскохозяйственных культур для производства этанола: Аморальное занятие?

Расширение посевов сельскохозяйственных культур для производства этанола, безусловно, окажет существенное влияние на сельское хозяйство. Фермеры не забывают о том, что потребность в кукурузе растет, поэтому они будут выращивать ее везде, где это возможно. Таким образом, возникает вопрос: кто будет беспокоиться о миллионах голодающих на планете? Поэтому многочисленные ученые возмущаются, утверждая, что создавать биотопливо в то время, когда людям нечего есть,— это низкая, презренная и вообще аморальная профессия.

Политика и этанол

Вопрос об этаноле тесно связан с государственными делами. На фотографии справа мы видим, как президент США Джордж Буш и президент Бразилии Луис Инасио Лула да Силва празднуют, завершив очередную жесткую дискуссию. Так что не стоит удивляться, если в будущем мы станем свидетелями целого ряда PR-акций, противопоставляющих себя друг другу.

Необходим скептицизм

Важно с осторожностью относиться к критике программ по производству биотоплива. Такие программы разумны и при правильном подходе могут быть выгодны. При этом необходимо учитывать, что широкое внедрение этанола окажет существенное влияние на международную экономику.