Разница в мощности E85 против бензин

Биоэтанол для двигателя внутреннего сгорания

Попытки использовать этанол — а проще говоря, этиловый спирт — в качестве топлива для ДВС начались едва ли не со времен изобретения этого самого двигателя. Какие-то из них были более успешными, какие-то — менее; как бы там ни было, всемирно распространенным видом топлива этанол так и не стал. Тем не менее, учитывая постоянное удорожание топлива на основе ископаемых углеводородов и возросшее значение экологии в жизни людей, такой поворот вполне возможен если не завтра, то послезавтра. Вспомним достоинства и недостатки этанола как топлива, а также выясним, как обстоят дела с производством и использованием этого горючего в разных странах мира.

Биоэтанол — тот же этиловый спирт

В современных статьях, посвящен-ных альтернативным источ никам энергии, чаще всего фигурирует термин «биоэтанол», который употребляется для обозначения спирта, полученного путем переработки сельскохозяйственной продукции с содержанием сахара или крахмала. Тем не менее это все тот же этанол — жидкое спиртовое топливо, способное при соблюдении ряда условий (о которых мы скажем ниже) обеспечить эффективную и экономичную работу двигателя. Несмотря на то, что для производства этанола чаще всего используются вполне съедобные культуры — зерновые, кукуруза, сахарный тростник, — пить этанол нельзя: в отличиие от спирта, применяемого для производства алкогольных напитков, топливный этанол не содержит воды и производится укороченной дистилляцией, при которой используются две ректификационные колонны вместо пяти. По этой причине в нем имеются такие составляющие, как метанол, сивушные масла и ряд других, делающих его категорически непригодным для питья, даже несмотря на часто добавляемую приставку «био». А вот для езды, в качестве экологичного топлива — сколько угодно, учитывая, что процесс производства этанола вреда окружающей среде практически не наносит.

Экологичное топливо

Биоэтанол — экологически чистый продукт. Он нетоксичен, легко растворяется в воде и не вызывает загрязнения грунтовых вод. В то же время бензин является источником канцерогенных веществ и его разлив в больших количествах неизбежно наносит серьезный вред окружающей среде.
Многие эксперты называют производство этанола самым перспективным промышленным направлением. И вот почему. В то время как езда на чистом этаноле в мировом масштабе пока остается явлением не очень распространенным, благодаря высокому октановому числу и содержанию кислорода его активно используют в качестве составляющей для бензина. Именно этанол является наилучшим средством для борьбы с газами, вызывающими пресловутый парниковый эффект. И конечно же, сам процесс его производства позволяет создавать в сельской местности новые рабочие места, решая таким образом проблему, имеющуюся у многих стран на разных континентах.

В то время как чистый этанол годится в качестве основного топлива лишь в странах со стабильно теплым климатом, его смеси с бензином в разной пропорции имеют большую популярность во всем мире. Этанол в таких смесях повышает детонационную стойкость топлива, препятствует перегреву двигателя и загрязнению топливной форсунки, а также играет роль антифриза для топливопровода. И конечно же, минимизирует вред от выхлопа. При добавлении даже 5% этанола токсичность выхлопных газов значительно уменьшается, содержание углеводородов в выхлопе уменьшается на 4,5%, окиси азота — на 5,7%, окиси углерода — на 26,3%.

Этанол vs. бензин

Но прежде чем говорить о смешанных видах топлива, вернемся к биоэтанолу в чистом виде и сравним его с самым распространенным видом жидкого топлива, получаемым на основе природных углеводородов, — бензином. Этанол в меньшей степени смывает масло со стенок цилиндра; его пары горят быстрее и при этом с меньшей температурой, что благотворно сказывается на работе выпускных клапанов.
Кроме уже упомянутого высокого октанового числа 105 этанол позволяет существенно увеличить мощность двигателя — за один ход этанола в цилиндре сгорает наполовину больше по массе, чем бензина, что обеспечивает прирост мощности ДВС около семи процентов, а крутящего момента — до двадцати процентов. Но еще важнее, что при сгорании этанола не образуется соединений серы и нагара, что вдвое и больше увеличивает срок службы масла и свечей, а также существенно продлевает ресурс работы самого двигателя. Для замены литра бензина требуется 1,15 литра этанола, однако стоит последний вид топлива почти вдвое дешевле, обеспечивая владельцу транспортного средства экономию в 40%, а то и в 50%.

На заправках в Бразилии можно приобрести топливо Acool E100, азеотроп этанола, состоящий из 96% этанола и 4% воды (либо 96,5% этанола и 3,5% воды). Формально это чистый этанол, но по причине гигроскопичности этого вещества его получение в более высокой концентрации путем дистилляции невозможно, а использование без остаточной концентрации воды — невыгодно. Подходит Е100 для машин с двигателем типа flex-fuel, рассчитанным на работу как с этанолом, так и с бензином, а также с их разнообразными смесями. Наиболее же распространенным топливом для автомобилей с таким двигателем является Е85 — смесь 85% этанола и 15% бензина.

Преимущества и ограничения использования

Казалось бы, экономическая выгода очевидна и переход на этанол неизбежен. Однако есть у этого вида топлива и ряд недостатков. Для запуска двигателя, работающего на этаноле, при температуре воздуха ниже плюс десяти градусов топливу потребуется подогрев (впрочем, если мотор при этом хоть немного теплый, то нет). Да и сам двигатель для работы на этаноле потребует некоторых затрат на модернизацию, позволяющую обогатить смесь топлива и воздуха: для карбюратора понадобятся жиклеры большого сечения, для инжектора — специальная настройка или установка адаптера. Второй вариант предпочтительней, так как позволяет в одно нажатие переходить с бензина на этанол или наоборот.

Читайте также:  Архивы Интересное о дисках

Раз уж мы коснулись вопроса переоборудования транспортного средства, сравним этанол и с газовым топливом. Стоимость пробега на километр пути в случае на спирту окажется несколько выше, чем на пропане или тем паче метане. Однако затраты на модернизацию автомобиля в том и другом случае просто несоизмеримы. Адаптация ДВС «под спирт» затрагивает лишь систему питания двигателя и в нынешних ценах вряд ли превысит десять тысяч рублей — само же топливо при этом заливается в штатный бак автомобиля. В случае же перехода на газ на машину потребуется установка газобалонного оборудования, связанная с уменьшением пространства в багажнике — или того, что использовалось под запаску, — а также особая регистрация в органах автоинспекции. Но даже после всех этих манипуляций машина на этаноле тянет лучше, а клапана ее двигателя не прогорают дольше, чем у той, что использует газовое топливо.

Но вернемся к вопросу запуска двигателя, работающего на этаноле, при температуре окружающей среды ниже +10°С. Проблема решается просто — добавкой к спирту небольшого количества бензина. Добавив 15% бензина, владелец транспортного средства обеспечит легкий пуск двигателя при температурах до -10°С; добавление 25% бензина позволит завести машину и при -25°С.

Наиболее распространенными в наше время являются смеси с низким содержанием этанола Е5, Е7 и Е20 — содержание интересующего нас вещества составляет в них 5, 7 и 20 процентов соответственно. Этанол в этих смесях не только замещает более дорогостоящий бензин, но и удаляет из него вредную оксигенерирующую добавку МТБЭ. Такие смеси могут использоваться автомобилями с обычным бензиновым двигателем.

Таким образом, езда на чистом этаноле идеально подходит для стран с теплым климатом, где температура в холодное время года не опускается ниже плюс десяти по шкале Цельсия. Возможно, отчасти именно этим обстоятельством объясняется тот факт, что мировыми лидерами производства топливного этанола являются такие страны, как Бразилия и США (на две эти страны приходится около 90% мирового производства этанола). С другой стороны, государственная программа по производству биоэтанола существует и в не столь теплой Канаде.

В Старом свете объем производства топливного этанола год от года растет в таких странах, как Италия, Испания, Франция и Германия. В Африке лидером производства выступает Южноафриканская республика — тот самый случай, когда индустрия изготовления биотоплива (в 70% случаев — из мелассы) помогает успешно создавать новые рабочие места в сельскохозяйственных районах страны. Два других государства из числа стран BRICS — Индия и Китай — имеют схожие по сути программы, направленные на рост производства как этанола в частности, так и других видов биотоплива.

Впрочем, национальные регуляторы роста производства экологически безвредных видов топлива во всем мире имеют много общего и включают в себя государственные субсидии и налоговые льготы для предприятий, специализирующихся в этой сфере. На сей день главными потребителями этанола в мире выступают производящие его страны — однако в среднесрочной перспективе, учитывая ежегодный рост объемов производства, ситуация здесь может измениться, а биоэтанол — стать весьма выгодной статьей экспорта, во всяком случае для некоторых из вышеназванных стран.

Прежде всего это касается стран-лидеров производства биоэтанола. В Соединенных Штатах действует более сотни таких предприятий, производящих более 150 миллионов литров этого топлива каждое — при этом активно строятся новые. Группируются такие объекты, как правило, в штатах, имеющих выраженную сельскохозяйственную «специализацию»; открытие каждого нового завода дает работу в среднем 700 местным жителям и приносит 1,2 миллиона долларов в местный и федеральный бюджеты. Производство этанола открыло новые горизонты для американских производителей пшеницы и кукурузы, обеспечив им более высокую прибыль, чем та, которую они получали раньше, что, в свою очередь, привело к подъему в агропромышленном секторе страны и позволило правительству уменьшить издержки на поддержку фермеров, которая традиционно осуществляется за счет собранных налогов. Американская национальная ассоциация производителей зерновых отмечает тенденцию роста кооперативов, приобретающих оборудование для производства биоэтанола — в этой индустрии уже трудятся более миллиона фермеров. В целом же вклад американских производителей этанола в экономику страны ежегодно составляет не менее шести миллиардов долларов.

И в США, и в других странах, где вырабатывают этанол, его производство справедливо считается не только экологичным, но и высокорентабельным — и вот почему. В среднем из тонны кукурузы, а вернее из содержащегося в ней крахмала, удается получить 410 тонн биоэтанола. При наличии соответствующего оборудования кроме собственно спиртового топлива можно выработать целый ряд других полезных продуктов: кукурузное масло, сиропы-подсластители, протеиновый корм для животных, сухую барду и двуокись углерода. Реализация этих продуктов часто приносит производителям этанола дополнительную прибыль, и немалую. Это касается не только США, но и их прямого конкурента в области производства биоэтанола — Бразилии, где для получения спиртового топлива традиционно используют не кукурузу, а сахарный тростник.

И наконец, о том, что касается энергозатрат на производство этанола. Согласно подсчетам, которые в свое время обнародовал Департамент сельского хозяйства США, этанол в ходе своего жизненного цикла вырабатывает 134% (если за 100% взять затраты энергии при получении — выращивании, уборке и переработке). А вот бензин способен вернуть лишь 80% энергии, затраченной на его производство. Другими словами, если перечислять виды альтернативных источников энергии, не только безвредных для окружающей среды, но и высокорентабельных, такой привычный этанол явно будет вверху этого списка — а то и вообще на самом первом месте.

Этанол может использоваться в виде смеси не только с бензином, но и с дизельным топливом. Еще в середине 80-х годов компания Scania начала разработку дизельного двигателя для автобуса, работающего на смеси Е95 — 95% этанола и 5% топливной присадки. Появилась особая программа испытаний городского пассажирского транспорта, работающего на 95%-м этаноле.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Биоэтанол. Возможен ли переход на новое топливо?

В XXI веке всё чаще можно услышать мысли о скором замещении обычных бензинов биотопливом. О том, что собой представляет один из наиболее известных и распространённых типов растительного топлива, биоэтанол, как производится, сколько стоит и действительно ли он так хорош и перспективен – читайте ниже.

Читайте также:  Chevrolet Corvette C6, ZO6, ZR1 - цена, купить, характеристики, фото

Производство биоэтанола

Биоэтанол, как и биодизель, производится из растительного сырья. Чаще других для изготовления биоэтанола берутся две культуры: кукуруза и сахарный тростник. Например, производство биоэтанола в США в основном строится на кукурузе, в Бразилии – на сахарном тростнике. Однако как сырьё могут быть использованы и другие растения с высоким содержанием крахмала и растительных сахаров: картофель, сахарная свёкла, батат и т. д.

В мире наиболее развито производство биоэтанола в Америке. Производственные мощности Бразилии и США в совокупности составляют более половины (если говорить точнее, то свыше 60%) от мирового объёма изготовления этого топлива.

По своей сути биоэтанол – это обычный этиловый спирт (или этанол), который используется в изготовлении спиртных напитков с широко известной химической формулой C2H5OH. Однако биоэтанол не пригоден для пищевого употребления ввиду наличия специальных добавок, топливных присадок. Помимо трет-бутилметилового эфира (МТБЭ), который повышает детонационную стойкость биотоплива, снижает коррозионную активность спиртов и является носителем дополнительного кислорода, участвующего в горении, в биоэтанол добавляются в небольших количествах и другие присадки.

Известно несколько технологий производства биоэтанола.

  1. Брожение органических продуктов. Известный издревле и самый простой метод получения этилового спирта. При дрожжевом брожении сахаросодержащих смесей получается раствор с массовым содержанием этанола около 15 %. При повышении концентрации дрожжевые бактерии гибнут, что приводит к остановке выработки этилового спирта. Впоследствии спирт из раствора выделяется методом дистилляции. В настоящее время в промышленном производстве биоэтанола этот способ не применяется.
  2. Производство с помощью рекомбинантных препаратов. Сырьё измельчается и ферментируется глюкоамилазой и амилосубтилином. После этого в разгонных колоннах проводится брагоректификация с отделением спирта. Широко распространённый способ промышленного получения биоэтанола.
  3. Гидролизное производство. По сути, это изготовление спирта из предварительно гидролизованного целлюлозосодержащего сырья путём промышленного брожения. Используется в основном в России и других странах постсоветского пространства.

В настоящее время мировой объём производства биоэтанола, по разным оценкам, несколько недотягивает до 100 миллионов тонн в год.

Биоэтанол. Цена за литр

Стоимость производства биоэтанола за 1 литр зависит от нескольких факторов.

  1. Изначальная себестоимость выращенного для переработки сырья.
  2. Эффективность используемого сырья (технология производства и соотношение получаемого биоэтанола к количеству задействованного сырья).
  3. Логистика производства (чем ближе к плантациям с сырьём расположены перерабатывающие предприятия, тем дешевле изготовление, так как транспортные расходы в случае с этим типом топлива играют более весомую роль, чем при производстве нефтяных бензинов).
  4. Затраты на само производство (технологичность оборудования, оплата труда работников, энергетические расходы).

Поэтому в различных странах стоимость производства 1 литра биоэтанола разнится. Приведём себестоимость этого топлива за литр в некоторых странах мира:

  • США – $0,3;
  • Бразилия – $0,2;
  • в общем по Европейским производителям – около $0,5;

Для сравнения: средняя себестоимость производства бензина составляет примерно от $0,5 до $0,8 за литр, если не брать в расчёт страны-экспортеры сырой нефти, наподобие Саудовской Аравии или Венесуэлы, где литр бензина стоит дешевле литра воды.

Биоэтанол Е85

Пожалуй, львиную долю среди всех типов топлива, содержащих биоэтанол, занимает марка Е85. Этот тип топлива на 85 % состоит из биоэтанола и на 15 % из обычного нефтяного бензина.

Подобное топливо подходит только в специально разработанные автомобили, способные работать на биотопливе. Их обычно маркируют как Flex-fuel автомобили.

Биоэтанол Е85 широко распространён в Бразилии, встречается и в США. В Европе и Азии чаще встречаются марки Е5, Е7 и Е10 с содержанием биоэтанола 5, 7 и 10 процентов соответственно. Остальной объём в этих топливных смесях традиционно отводится на обычный бензин. Также в последнее время набирает популярность топливо Е40 с 40-процентным содержанием биоэтанола.

Преимущества и недостатки биоэтанола

Сначала рассмотрим преимущества биоэтанола.

  1. Относительная дешевизна производства. Это при условии, что в стране-изготовителе нет собственных, обильных запасов нефти, и развита индустрия растениеводства. Например, Бразилия, в которой собственных запасов нефти в масштабах страны немного, но есть развитое сельское хозяйство и благоприятный климат, гораздо выгоднее делать топливо на основе биоэтанола.
  2. Экологичность выхлопов. Чистый биоэтанол при сгорании выделяет только воду и углекислый газ. Никаких тяжёлых углеводородов, сажевых частиц, угарного газа, серо- и фосфорсодержащих компонентов при работе мотора на биоэтаноле в атмосферу не выбрасывается. По комплексной оценке (с учётом всех оцениваемых параметров по стандарту ЕВРО), чистота выхлопов оказалась в 8 раз выше у двигателей, работающих на биоэтаноле.
  3. Возобновляемость. Если запасы нефти конечны (доказанный на сегодня факт: теории о регенеративной природе нефти как выбросов из недр Земли отвергнуты мировым научным сообществом), то производство биоэтанола зависит только от урожайности плантаций.
  4. Более низкое потребление топлива. В среднем при езде на биоэтаноле, при правильно настроенной топливной системе, в объёмном соотношении экономится до 15 % топлива. Условно, вместо 10 литров бензина автомобиль на 100 км пути израсходует только 8,5 литров биоэтанола.
Читайте также:  Почему скрипят тормозные колодки и что с этим делать

Недостатки у этого типа топлива, особенно по отношению к имеющемуся парку автомобилей, в настоящий момент существенны.

  1. Перерасход биоэтанола в авто, у которого ЭБУ не имеет настроек под работу на биотопливе. И в целом часто наблюдается низкая эффективность работы мотора, не рассчитанного на растительное топливо. Дело в том, что энергетическая плотность и необходимое объёмное соотношение воздуха и топлива у биоэтанола отличается от бензина. Это и приводит к нестабильной работе двигателя.
  2. Разрушение резиновых и пластиковых уплотнителей. Свойства резины и пластика, которые позволяют этим материалам быть практически нейтральными по отношению к нефтяным энергоносителям, не могут обеспечить химическую стойкость к этанолу. И уплотнители, которые десятилетиями выдерживают взаимодействие с бензином, за считанные месяцы разрушаются при постоянном контакте со спиртом.
  3. Быстрый выход из строя двигателя, не предназначенного для езды на биоэтаноле. Как следствие двух предыдущих пунктов.

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать такой вывод: биоэтанол станет отличной альтернативой обычным бензинам, если автомобиль рассчитан на этот вид топлива.

Как изготавливается бензин Е85?

Наверное, каждый слышал о бензине Е85 — что это за топливо? Е85 представляет из себя низкоплотное горючее. Оно состоит из смеси этанола и бензина. Буквенное обозначение топлива (Е – это Ethanol по-английски) говорит о том, что бензина в нем содержится 15%, остальные 85% —это этанол.

  • Где производят этанол?
  • Из чего изготавливают Е85?
  • Методы производства
  • Метод брожения биологических культур
  • Промышленные методы производства
  • Метод гидролизации
  • Плюсы и минусы использования Е85

Применяется такой состав топлива для заправки экологичных автомашин. Широкое распространение бензин Е85 получил в развитых странах — Америка, Бразилия. Цена на такое топливо дешевле, чем неэтилированные марки бензина. К примеру АИ-92, АИ-95, АИ-98.

Этанол, который входит в состав данного бензина производится из растительного сырья. Другое название — биоэтанол.

Примечательно что на Е85 обычные двигатели автомобилей работать не могут. Для переработки этанола необходимо поставить многотопливный двигатель. Переоборудовать обычный автомобиль в машину, работающую на этаноле можно. Однако этот шаг не является экономически окупаемым.

Все современные двигатели и поршневая топливная система танков работает на этаноле.

Где производят этанол?

Первенство в производстве топлива принадлежит Бразилии. Используют для изготовления Е85 сахарный тростник, который растет в стране. Под сахарные плантации отданы огромные участки полей. Масштаб производства дешевого топлива настолько впечатляет, что на любой заправке можно найти как обычную марку бензина, так и Е85, Е20.

США производит этанол из кукурузы. Объем производства топлива значительно более скромный. В последнее время популярностью пользуется тенденция производства топлива путем переработки посевов сорго. Из растения получается так называемый целлюлозный биоэтанол.

Из чего изготавливают Е85?

Производить топливо можно из любого вида растений, поддающихся процессу брожения и окисления. Это может быть, как знаменитый сахарный тростник Бразилии, так и кукуруза, согро. Вырабатывать этанол проще из сельскохозяйственных культур с высоким содержанием крахмала. Например, таких как картофель, свекла, ячмень. Для производства подойдет целлюлоза — отходы после уборки урожая, солома, опилки древесных пород.

Методы производства

Вырабатывается этанол тремя методами. Рассмотрим подробнее основные принципы производства.

Метод брожения биологических культур

Осуществляется путем взаимодействия углеводов и сахаров, содержащихся в овощных культурах с дрожжами. Довольно сложный химический процесс, в результате которого получается этанол крепостью 15%. Далее его дистиллируют, очищают от органических примесей.

Промышленные методы производства

Этот метод основывается на измельчении овощных культур с высоким содержанием крахмала. Далее идет подготовка к процессу ферментации. Используя специальные химические добавки и реактивы, добиваются расщепления крахмала на спиртовую основу. Производство безотходное. Остатки переработанных овощных культур идут на корм животным.

Метод гидролизации

Самый масштабный из рассматриваемых способов производства этанола. Применяя гидролизные дрожжи, добиваются процесса брожения целлюлозы. Сырьем служит древесные опилки, солома, отходы переработки овощных культур.

Плюсы и минусы использования Е85

К явным преимуществам использования биоэтанола в качестве топлива для автомобиля является:

  • низкая стоимость по сравнению с неэтилированным бензином;
  • уменьшения количества вредных выбросов в атмосферу;
  • отсрочка наступления парникового эффекта, который провоцирует диоксид углерода.

Из выше перечисленного становится абсолютно ясно, что производство этанола и топлива из него, положительно влияет на уровень экологического благосостояния. Однако, есть и минусы. Во-первых, большинство современных автомобилей не имеют двигатель, пригодный для заправки Е85. Переоборудование обойдется в кругленькую сумму. Во-вторых, производство этилового спирта из овощных культур подразумевает распашку полей и оскудение почв.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your quota.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector