В последнее время мировые СМИ пестрят сообщениями о потенциальных рисках и недостатках перевода автомобилей на биоэтанол. Многие авторитетные деятели высказываются по этому вопросу, причем в противоположном ключе, что создает атмосферу недоумения. Как может возникнуть такая ситуация? Почему ведущие страны так рискуют своими энергетическими стратегиями, следование которым, как утверждают скептики, может привести к катастрофическим экологическим и финансовым последствиям? Давайте рассмотрим эту дискуссию подробнее.
Недостатки сжигания этанола
Хотя сторонники сжигания этанола в двигателях внутреннего сгорания приводят убедительные аргументы, у противников также есть веские доводы. Действительно, при использовании этилового спирта выхлопные газы автомобилей становятся чище.
Однако основная проблема заключается в производстве этанолового топлива. В процессе его производства в атмосферу выбрасывается огромное количество углекислого газа, что с лихвой перекрывает все экологические преимущества. Таким образом, грандиозные обещания борьбы с глобальным потеплением и изменением климата становятся бессмысленными.
Производство этилового спирта
Этиловый спирт может быть получен из различных растений, содержащих большое количество сахара или крахмала, таких как картофель, ячмень, пшеница, свекла. Однако наиболее эффективным источником является сахарный тростник. Переработка отходов производства, например опилок, возможна, но пока не рентабельна. В настоящее время ученые работают над методами, которые позволят сделать его рентабельным.
Производство этанола — это хорошо или плохо?
Действительно ли производство этанола полезно для окружающей среды? Ответ может быть как положительным, так и отрицательным. Если говорить о выбросах парниковых газов, то выбросы от производства этанола и от бензиновых двигателей сопоставимы. Однако есть и определенные недостатки.
При производстве 1 л этанола из растительной массы в атмосферу выбрасывается такое же количество CO2, которое ранее было поглощено в процессе фотосинтеза. Этот процесс можно представить как «обратный фотосинтез», когда солнечный свет заменяется теплом.
Преимущества биоэтанола
Когда биоэтанол станет широко доступен, его можно будет использовать для помощи тем, у кого на дороге пустой бак. В отличие от пищевого спирта, топливный спирт не нуждается в длительной переработке, что делает его нейтральным источником парниковых газов. Кроме того, его энергетический баланс гораздо выше, чем у бензина или дизельного топлива: у некоторых видов он составляет от 1,24 до 8. Это означает, что при сгорании этанола выделяется в несколько раз больше энергии, чем требуется для его производства. По сравнению с затратами на поиск, добычу, транспортировку и переработку нефти топливный баланс нефтепродуктов значительно меньше единицы.
Заправка автомобиля этанолом
Процесс заправки автомобиля этанолом такой же, как и бензином. В настоящее время количество АЗС, предлагающих E85, продолжает расти, и в США их насчитывается около 1500. Однако использование этанола имеет определенные недостатки. На каждый литр сожженного этилового спирта выделяется на 34% меньше энергии, чем при сжигании того же количества бензина. Это означает, что при заправке автомобиля топливом типа E85, содержащим этанол, расход топлива увеличивается до 34% в зависимости от концентрации спирта. Это актуально только для автомобилей, изначально созданных для работы на бензине, а затем адаптированных к новому топливу.
Заправочные станции этанола в Швеции
Швеция является лидером в переходе от нефти к этанолу в качестве источника топлива. Из тысячи этаноловых заправок в Европе 800 находятся в ее пределах. Страна ставит перед собой амбициозную цель — полностью отказаться от нефти в течение ближайших двух десятилетий.
Жители Скандинавии приняли на вооружение гибриды, использующие этанол в качестве источника топлива. На прилагаемой фотографии представители компании Scania демонстрируют свой новейший городской автобус.
Октановое число этанола составляет 105, а это значит, что двигатели, рассчитанные на использование этого нового источника энергии, могут работать с гораздо более высокой степенью сжатия, чем двигатели, работающие на бензине или дизельном топливе. Кроме того, выбросы углекислого газа снижаются на 80%, а выбросы CO2 — на 30%.
Важно отметить, что бензин не может использоваться в гибридных автомобилях — детонация приведет к повреждению двигателя.
Самый дешевый способ транспортировки этанола
Наименее затратным вариантом транспортировки жидкого топлива, безусловно, является трубопровод — это не секрет. Но когда речь идет об этаноле, все становится сложнее. Из-за своей гигроскопичности он впитывает влагу из воздуха, что повышает его коррозионную активность. Поэтому пока этаноловое топливо приходится перевозить автомобильным или железнодорожным транспортом.
Забавная ситуация
Забавно, но факт: бензин Flexifuel хорошо работает на автомобиле, а E85 — смесь 85% этанола и 15% бензина — низкого качества и потребляет гораздо больше. Несмотря на то что биоэтанол дешевле бензина, экономия не столь существенна. Таким образом, нельзя полагаться только на «зеленую» ориентацию при вождении, чтобы избежать потерь. Именно поэтому в США и Бразилии применяется законодательное регулирование для реализации этой, казалось бы, выгодной идеи.
Заправка биоэтанолом: Основные сведения
Заправка автомобиля биоэтанолом, в отличие от водородного топлива, не приведет к его остановке. Энергетическая ценность E85 ниже, чем у бензина, но для его сгорания требуется меньше кислорода, что позволяет увеличить впрыск топлива в цилиндры. Это приводит к небольшому снижению мощности, но не настолько, чтобы вызывать недовольство водителей.
Бразильская кампания по использованию биотоплива
Бразильцы с 1973 г. стараются избежать топливных кризисов и добились в этом больших успехов. Поэтому неудивительно, что 4,5% территории страны занимают плантации сахарного тростника, а большинство автомобилей в этой стране заправляются этанолом. Миллион рабочих в Бразилии ежегодно производят более 20 млрд. литров этанола. В целом бразильское правительство проделало достойную работу по инвестированию в биотопливные ресурсы для предотвращения топливных кризисов в будущем.
Прибыльный сахарный бизнес в Бразилии
Выращивание сахарного тростника в Бразилии — прибыльная отрасль со своими обычаями и правилами. Для производства нанимается недорогая рабочая сила, что приносит «сахарным королям» огромные прибыли.
Иностранцы положили глаз на возможность поучаствовать в этаноловом буме, однако местные предприниматели решительно отказываются выставлять свой бизнес на рынок. А когда они все же соглашаются продавать, то требуют астрономических цен. Примечательно, что бразильское правительство полностью поддерживает сахарный бизнес.
Экономика Бразилии не зависит от нефти
Бразилия — пример страны, достигшей энергетической самодостаточности за счет выращивания и переработки сахарного тростника. Это, безусловно, положительный момент, но даже в производстве этанола присутствует смола. Для выращивания новых плантаций вырубаются тропические леса Амазонки. Это может показаться странной и недальновидной политикой, но на самом деле это глупость. К чему приведет то, что планета лишится своих «легких»?
Проблемы сахарного тростника в Бразилии
Тысячи частных хозяйств выращивают сахарный тростник в Бразилии, что приводит к некоторым осложнениям. Поскольку сахар производится из того же растения, то при скачке цен в 1980-х годах производство этанола резко сократилось, в результате чего жители страны остались без топлива для своих автомобилей. Чтобы исправить ситуацию, правительство Бразилии предприняло ряд шагов, в том числе в 2007 году инвестировало 25 млн. долларов (385 млн. долларов США) в развитие новых технологий.
План США по снижению потребления бензина
США также стремятся сократить потребление бензина. Президент Буш предложил программу «20 на 10», которая должна сократить потребление бензина на 20% к 2017 году. Это будет достигнуто за счет увеличения производства этанола до более чем 30 млрд. литров. Уже сейчас в исследования инвестировано 12 млрд. долларов, и это только начало программы.
Производство этанола в Америке и Бразилии
Хотя в США производится значительное количество этанола, оно все же несколько ниже, чем в Бразилии. Это связано с тем, что в США используется не тростник, который в штатах не растет, а кукуруза. Это менее эффективно, что приводит к более высокой стоимости американского стандарта по сравнению с бразильским.
Несмотря на это, американское правительство активно продвигает программу, ярким примером чего является губернатор штата Иллинойс и кандидат в президенты США Барак Обама. Согласно новым правилам, бензин должен содержать 10% этанола, что считается безопасным для традиционных двигателей.
Модификации, необходимые для использования топлива с высоким содержанием этанола
Для использования топлива, содержащего более 10% этанола, необходимо внести определенные изменения. Компьютер двигателя должен уметь распознавать количество спирта и выбирать соответствующие опции. Поскольку в состав спирта входит вода, необходимо также модернизировать топливопровод. Кроме того, если автомобиль эксплуатируется при низких температурах, то перед началом поездки топливо необходимо подогреть.
Возможность достижения американских целей
Перспективы реализации американцами своих желаний остаются неоднозначными. Невозможно представить себе полный переход на двигатели, работающие на спиртовом топливе. Если бы процесс переработки был идеально эффективным, то для замены нефти этанолом в США потребовалось бы засеять соответствующими культурами три четверти мировых сельскохозяйственных угодий. Одним словом, даже если бы вся Луна была засеяна тростником, его все равно не хватало бы.
Выращивание культур для производства этанола — вопрос морали
Стремительное возделывание сельскохозяйственных культур для производства этанола оказывает огромное влияние на сельское хозяйство, вызывая рост цен и заставляя фермеров сеять кукурузу на всем, что попадется им под руку. В связи с этим возникает моральный вопрос: как можно допускать производство биотоплива, когда миллионы людей голодают? Большинство исследователей возмущены, считая это низким и позорным способом зарабатывать деньги, в то время как люди страдают.
Большая политика и этанол: История двух президентов
Сложная взаимосвязь между этанолом и политикой стала очевидной благодаря изображению президента США Джорджа Буша и президента Бразилии Луиса Инасио Лулы да Силвы, празднующих разрешение сложного переговорного процесса. Будущее этанола, скорее всего, будет отмечено целым рядом различных PR-кампаний, противостоящих друг другу.