Bioethanol. Je možné přejít na nové palivo?
Výroba bioetanolu
Bioetanol, stejně jako bionafta, se vyrábí z rostlinných materiálů. Častěji než jiné se pro výrobu bioetanolu odebírají dvě plodiny: kukuřice a cukrová třtina. Například výroba bioetanolu ve Spojených státech je založena hlavně na kukuřici, v Brazílii na cukrové třtině. Jako suroviny však lze použít i jiné rostliny s vysokým obsahem škrobu a rostlinných cukrů: brambory, cukrová řepa, batáty atd.
Ve světě je výroba bioetanolu nejrozvinutější v Americe. Výrobní kapacity Brazílie a Spojených států tvoří dohromady více než polovinu (přesněji přes 60 %) světové produkce tohoto paliva.
Bioetanol je ve svém jádru obyčejný ethylalkohol (neboli etanol), který se používá při výrobě alkoholických nápojů se známým chemickým vzorcem C2H5ACH. Bioetanol však není vhodný pro spotřebu potravin z důvodu přítomnosti speciálních aditiv, přísad do paliv. Kromě terc-butylmethyletheru (MTBE), který zvyšuje detonační odolnost biopaliv, snižuje korozivnost alkoholů a je nosičem dalšího kyslíku podílejícího se na hoření, se do bioetanolu přidávají malá množství dalších přísad.
Je známo několik technologií výroby bioetanolu.
- Fermentace bioproduktů. Známý od starověku a nejjednodušší způsob získávání ethylalkoholu. Při kvasné fermentaci směsí obsahujících cukr se získá roztok s hmotnostním obsahem etanolu asi 15 %. Se zvýšením koncentrace kvasinkové bakterie umírají, což vede k zastavení výroby ethylalkoholu. Následně se alkohol z roztoku oddělí destilací. V současné době se tato metoda v průmyslové výrobě bioetanolu nepoužívá.
- Výroba pomocí rekombinantních léků. Surovina je rozdrcena a fermentována glukoamylázou a amylosubtilinem. Poté se provádí destilace v urychlovacích kolonách s oddělováním alkoholu. Široce používaná metoda průmyslové výroby bioetanolu.
- produkce hydrolýzy. Ve skutečnosti se jedná o výrobu alkoholu z předem hydrolyzovaných surovin obsahujících celulózu průmyslovou fermentací. Používá se především v Rusku a dalších postsovětských zemích.
V současné době světová produkce bioetanolu podle různých odhadů poněkud chybí 100 milionů tun ročně.
Bioethanol. Cena za litr
Cena výroby bioetanolu na 1 litr závisí na několika faktorech.
- Počáteční náklady na suroviny vypěstované pro zpracování.
- Efektivita použitých surovin (technologie výroby a poměr výsledného bioetanolu k množství použitých surovin).
- Logistika výroby (čím blíže k plantážím se surovinami jsou zpracovatelské podniky, tím levnější je výroba, protože náklady na dopravu u tohoto typu paliva hrají významnější roli než při výrobě naftového benzínu).
- Náklady na samotnou výrobu (vyrobitelnost zařízení, odměňování pracovníků, náklady na energie).
Proto se v různých zemích náklady na výrobu 1 litru bioetanolu liší. Zde je cena tohoto paliva na litr v některých zemích světa:
- USA – 0,3 USD;
- Brazílie - 0,2 $;
- obecně pro evropské výrobce - asi 0,5 $;
Pro srovnání, průměrné náklady na výrobu benzinu jsou asi 0,5 až 0,8 dolaru za litr, pokud nevezmete v úvahu země vyvážející ropu, jako je Saúdská Arábie nebo Venezuela, kde litr benzinu stojí méně než litr vody.
Bioethanol E85
Snad lví podíl mezi všemi druhy paliv s obsahem bioetanolu zaujímá značka E85. Tento typ paliva je 85 % bioetanol a 15 % běžný naftový benzín.
Tato paliva jsou vhodná pouze pro speciálně navržená vozidla schopná jezdit na biopaliva. Obvykle jsou označeny jako auta Flex-fuel.
Bioetanol E85 je široce distribuován v Brazílii a nachází se také ve Spojených státech. V Evropě a Asii jsou běžnější třídy E5, E7 a E10 s obsahem bioetanolu 5, 7 a 10 procent, v tomto pořadí. Zbytek objemu v těchto palivových směsích je tradičně přidělen běžnému benzínu. V poslední době také získává na oblibě palivo E40 se 40% obsahem bioetanolu.
//www.youtube.com/watch?v=NbHaM5IReEo
Výhody a nevýhody bioetanolu
Podívejme se nejprve na výhody bioetanolu.
- Relativní levnost výroby. To za předpokladu, že země-výrobce nemá své vlastní, bohaté zásoby ropy a je rozvinutý rostlinný průmysl. Například pro Brazílii, která má celostátně málo vlastních zásob ropy, ale má rozvinuté zemědělství a příznivé klima, je mnohem výhodnější vyrábět palivo na bázi bioetanolu.
- Ekologická šetrnost výfuku. Čistý bioetanol při spalování uvolňuje pouze vodu a oxid uhličitý. Když motor běží na bioetanol, neuvolňují se do atmosféry žádné těžké uhlovodíky, částice sazí, oxid uhelnatý, složky obsahující síru a fosfor. Podle komplexního posouzení (s přihlédnutím ke všem parametrům posuzovaným dle normy EURO) vyšla čistota výfukových plynů u motorů na bioetanol 8x vyšší.
- Obnovitelnost. Pokud jsou zásoby ropy konečné (dnes prokázaný fakt: teorie o regenerační povaze ropy jako emisí z útrob Země jsou světovou vědeckou komunitou odmítány), pak produkce bioetanolu závisí pouze na výnosu plantáží.
- Nižší spotřeba paliva. Při jízdě na bioetanol se při správně nastavené palivové soustavě v průměru ušetří až 15 % paliva v objemovém poměru. Obvykle místo 10 litrů benzínu spotřebuje automobil pouze 100 litru bioetanolu na 8,5 kilometrů.
Nevýhody tohoto druhu paliva, zejména ve vztahu ke stávajícímu vozovému parku, jsou v současné době značné.
- Nadměrná spotřeba bioetanolu v autě, ve kterém ECU nemá nastavení pro práci na biopalivo. A obecně je často nízká účinnost motoru, který není určen pro rostlinné palivo. Faktem je, že hustota energie a požadovaný objemový poměr vzduchu a paliva v bioetanolu se liší od benzínu. To vede k nestabilnímu provozu motoru.
- Ničení pryžových a plastových těsnění. Vlastnosti pryže a plastu, které umožňují, aby tyto materiály byly prakticky neutrální s ohledem na ropné nosiče energie, nemohou poskytnout chemickou odolnost vůči etanolu. A těsnění, která vydrží interakci s benzínem desítky let, se neustálým kontaktem s alkoholem zničí v řádu měsíců.
- Rychlá porucha motoru, který není určen pro jízdu na bioetanol. V důsledku dvou předchozích bodů.
Na základě výše uvedeného můžeme dojít k závěru, že bioetanol bude vynikající alternativou ke konvenčnímu benzínu, pokud je vůz navržen pro tento typ paliva.
