바이오에탄올. 새 연료로 전환할 수 있습니까?

바이오에탄올 생산

바이오디젤과 같은 바이오에탄올은 식물 재료에서 생산됩니다. 다른 것보다 더 자주 바이오 에탄올 제조를 위해 옥수수와 사탕 수수라는 두 가지 작물이 사용됩니다. 예를 들어, 미국의 바이오에탄올 생산은 주로 옥수수, 브라질에서는 사탕수수를 기반으로 합니다. 그러나 감자, 사탕무, 고구마 등 전분과 식물성 당 함량이 높은 다른 식물도 원료로 사용할 수 있습니다.

세계적으로 바이오에탄올 생산은 미국에서 가장 많이 이루어지고 있다. 브라질과 미국의 생산 능력은 이 연료의 세계 생산량의 절반 이상(더 정확하게는 60% 이상)을 차지합니다.

바이오에탄올의 핵심은 일반 에틸알코올(또는 에탄올)로 잘 알려진 화학식 C의 알코올 음료 제조에 사용됩니다.₂H₅오. 그러나 바이오에탄올은 특수첨가제인 연료첨가제 때문에 식용으로 적합하지 않다. 바이오 연료의 폭발 저항성을 증가시키고 알코올의 부식성을 감소시키며 연소와 관련된 추가 산소의 운반체인 tert-부틸 메틸 에테르(MTBE) 외에도 바이오에탄올에 소량의 기타 첨가제가 첨가됩니다.

바이오에탄올 생산을 위한 몇 가지 기술이 알려져 있습니다.

1. 유기농 제품의 발효. 고대부터 알려져 있으며 에틸 알코올을 얻는 가장 쉬운 방법입니다. 설탕 함유 혼합물의 효모 발효 중에 약 15%의 에탄올 질량 함량을 가진 용액이 얻어집니다. 농도가 증가하면 효모 박테리아가 죽어 에틸 알코올 생산이 중단됩니다. 그 후, 알코올은 증류에 의해 용액에서 분리됩니다. 현재 이 방법은 바이오에탄올의 산업 생산에 사용되지 않습니다.
2. 재조합 약물을 이용한 생산. 원료를 분쇄하여 글루코아밀라아제와 아밀로섭틸린으로 발효시킨다. 그 후 알코올 분리와 함께 가속 컬럼에서 증류가 수행됩니다. 바이오에탄올의 산업 생산에 널리 사용되는 방법.
3. 가수분해 생산. 실제로 이것은 산업 발효에 의해 사전 가수 분해 된 셀룰로오스 함유 원료로부터 알코올을 생산하는 것입니다. 주로 러시아 및 기타 구소련 국가에서 사용됩니다.

현재 다양한 추정에 따르면 바이오에탄올의 세계 생산량은 연간 100억 톤에 다소 못 미치는 수준입니다.

바이오에탄올. 리터당 가격

1리터당 바이오에탄올 생산 비용은 여러 요인에 따라 달라집니다.

1. 가공을 위해 재배한 원료의 초기 비용.
2. 사용된 원료의 효율성(생산 기술 및 관련된 원료의 양에 대한 결과 바이오에탄올의 비율).
3. 생산물류
4. 생산 비용 자체 (장비 제조 가능성, 근로자 보수, 에너지 비용).

따라서 국가마다 바이오에탄올 1리터 생산 비용이 다릅니다. 다음은 세계 일부 국가에서 리터당 연료 비용입니다.

• 미국 - $0,3;
• 브라질 – $0,2;
• 일반적으로 유럽 제조업체의 경우-약 $ 0,5;

비교하자면 휘발유 0,5리터가 물 0,8리터보다 저렴한 사우디아라비아나 베네수엘라와 같은 원유 수출국을 고려하지 않는다면 평균 휘발유 생산 비용은 리터당 약 $XNUMX~$XNUMX입니다.

바이오에탄올 E85

아마도 바이오 에탄올을 포함하는 모든 유형의 연료 중에서 사자의 몫은 E85 브랜드가 차지할 것입니다. 이 유형의 연료는 85% 바이오에탄올과 15% 일반 석유 가솔린입니다.

이러한 연료는 바이오 연료로 작동할 수 있도록 특별히 설계된 차량에만 적합합니다. 일반적으로 Flex 연료 자동차로 표시됩니다.

Bioethanol E85는 브라질에 널리 분포되어 있으며 미국에서도 발견됩니다. 유럽과 아시아에서는 E5, E7 및 E10 등급이 각각 5%, 7% 및 10%의 바이오에탄올 함량으로 더 일반적입니다. 이러한 연료 혼합물의 나머지 부피는 전통적으로 일반 휘발유에 할당됩니다. 또한 최근에는 바이오에탄올 함량이 40%인 E40 연료가 인기를 얻고 있습니다.

//www.youtube.com/watch?v=NbHaM5IReEo

바이오에탄올의 장점과 단점

먼저 바이오에탄올의 이점을 살펴보겠습니다.

1. 생산의 상대적 저렴함. 이것은 국가 제조업체가 자체적으로 풍부한 석유 매장량을 가지고 있지 않고 농작물 산업이 개발된다는 조건입니다. 예를 들어, 전국적으로 자체 석유 매장량이 거의 없지만 농업과 유리한 기후를 발전시킨 브라질은 바이오에탄올을 기반으로 연료를 만드는 것이 훨씬 더 수익성이 있습니다.
2. 배기가스의 환경친화성. 순수한 바이오에탄올은 태울 때 물과 이산화탄소만 방출합니다. 엔진이 바이오에탄올로 작동할 때 무거운 탄화수소, 그을음 입자, 일산화탄소, 황 및 인 함유 성분이 대기 중으로 배출되지 않습니다. 포괄적인 평가(EURO 표준에 따라 평가된 모든 매개변수 고려)에 따르면 배기 가스의 순도는 바이오에탄올로 작동하는 엔진의 경우 8배 더 높은 것으로 나타났습니다.
3. 재생 가능성. 석유 매장량이 유한한 경우(오늘날 입증된 사실: 지구의 창자에서 배출되는 석유의 재생 특성에 대한 이론은 세계 과학계에서 거부됨), 바이오에탄올 생산은 농장의 수확량에만 의존합니다.
4. 연료 소비를 낮춥니다. 평균적으로 적절하게 구성된 연료 시스템으로 바이오에탄올로 운전할 때 연료의 최대 15%가 체적 비율로 절약됩니다. 일반적으로 자동차는 10km당 100리터의 휘발유 대신 8,5리터의 바이오에탄올만 사용합니다.

특히 기존 차량과 관련하여 이러한 유형의 연료의 단점은 현재 중요합니다.

1. ECU에 바이오 연료 작업을 위한 설정이 없는 자동차에서 과도한 바이오 에탄올 소비. 그리고 일반적으로 식물성 연료용으로 설계되지 않은 모터의 효율이 낮은 경우가 많습니다. 사실 바이오에탄올의 에너지 밀도와 필요한 공기와 연료의 부피 비율은 휘발유와 다릅니다. 이로 인해 엔진이 불안정하게 작동합니다.
2. 고무 및 플라스틱 씰의 파괴. 이러한 물질이 석유 에너지 운반체에 대해 실질적으로 중립이 되도록 하는 고무 및 플라스틱의 특성은 에탄올에 대한 내화학성을 제공할 수 없습니다. 그리고 수십 년 동안 휘발유와의 상호 작용을 견딜 수 있는 씰은 알코올과의 지속적인 접촉으로 몇 달 만에 파괴됩니다.
3. 바이오에탄올로 구동하도록 설계되지 않은 엔진의 빠른 고장. 이전 두 가지 사항의 결과입니다.

앞서 말한 내용을 바탕으로 자동차가 이러한 유형의 연료를 사용하도록 설계된 경우 바이오에탄올이 기존 휘발유에 대한 훌륭한 대안이 될 것이라고 결론을 내릴 수 있습니다.

자동차의 바이오에탄올: 친구 또는 적?