Е85 может быть благом для окружающей среды и американских фермеров, но имеются и отрицательные стороны.
- Первое – цена: этанол более дорог, чем бензин, в зависимости от географического положения. Данные по ценам на топливо Министерства энергетики показывают, что на Среднем Западе (где вырабатывается большая часть американского этанола) Е85 продается на 10 (за литр) центов дешевле обычного бензина. Однако, на Западном Побережье заправка этанолом будет стоить водителю на 10 центов за тот же литр больше, чем бензином. В штатах на Восточном побережье Е85 стоит еще дороже, в среднем на 15 центов за литр.
- Большая стоимость топлива Е85 во многих регионах усугубляется вторым недостатком такого топлива: этанол, вне зависимости от цены, содержит меньше энергии, чем бензин. Это означает, что на литре Е85 вы проедете меньше и экономичность ухудшиться на 20-30 %. А это – плохая новость для потребителей, означающая, что даже если стоимость Е85 на заправке меньше бензина, суммарные расходы при использовании этанола окажутся выше.
Давайте рассмотрим один пример. Наиболее экономичная машина года, позволяющая использовать оба вида топлива, это Chevrolet Impala. При питании бензином она тратит 11 л/100 км в горде и 7.5 л/100 км по шоссе. При использовании Е85 эти показатели снижаются до 14.7/10.2 соответственно.
Если залить полный бак (64 л) Impala топливом Е85 на заправке на Среднем Западе вы сэкономите 5.1 доллара. Пока все хорошо. Однако, вы на Е85 вы проедете меньше километров и вам придется дозаправляться раньше, чем при заправке бензином. И, фактически, стоимость пробега при использовании Е85 выше, чем на бензине: 6.06 центов/км против 5.25.
Разница менее одного цента за километр может казаться незначительной, но за год езды это может вылиться почти в 200 долларов дополнительных расходов на горючее.
- Еще одна сложность – Е85 широко доступен только на Среднем Западе. Министерство энергетики США приводит список из более чем 2000 заправок с Е85 во всей стране, но большинство из них расположено в двух шатать: Миннесота и Иллинойс. Другие регионы, даже из производящих этанол, имеют слабую инфраструктуру заправки Е85. Например, Нью-Йорк, Калифорния и Флорида, в сумме имеют всего 20 таких заправок. (Хотя ситуация и улучшается: Южная Каролина и Техас могут похвастаться наличием 40 и 22 заправок с Е85, соответственно.)
Для понимания глубины проблемы скажем, что в США имеются более 150 000 бензиновых заправок. Хотя не на всех следует продавать Е85, совершенно очевидно, что оборудование для работы с топливом Е85 должно получить более широкое распространение, прежде чем машины на этаноле начнут вытеснять бензиновые.
История вопроса
В мире все больше говорят о необходимости замены нефти, угля и газа на биотоплива. Отголоски уже доходят и до России, где, впрочем, пока немногие понимают, что же это такое на самом деле. В прессе иногда можно встретить рассказы о чудесных веществах, совершенно не загрязняющих окружающую среду и более эффективных, чем бензин, керосин и дизельное топливо.
В действительности ничего принципиально нового в биотопливах нет, отмечает Computerra. Биотоплива использовались тысячелетиями и для многих остаются единственным источником тепла и средством приготовления пищи. Главным биотопливом были и остаются дрова, причем их экологичность совсем не очевидна - достаточно лишь вспомнить о неконтролируемой вырубке лесов.
Впрочем, теперь под словом "биотоплива" редко подразумевают дрова. Речь, как правило, идёт о более высокотехнологичных продуктах, получаемых из сельскохозяйственных культур или отходов переработки растительного и животного сырья. С возобновляемостью у них все в порядке, чуть сложнее обстоит дело с вредными выбросами. Сторонники говорят, что биотоплива меньше загрязняют атмосферу, а противники возражают, что при сгорании биотоплив выделяются те же продукты, что и при сжигании ископаемых топлив.
Истина же, как водится, лежит посередине. Действительно, в процессе сгорания и тех, и других топлив образуются, главным образом, углекислый газ, вода и несколько примесей, многие из которых являются вредными: моноксид углерода, оксиды азота, углеводороды и т.п. Наибольшее внимание обычно уделяется вредным компонентам выхлопа и одному из виновников парникового эффекта - углекислому газу.
Одним из главных преимуществ биотоплив называют сокращение выбросов парниковых газов. Это, однако, не означает, что при сгорании биотоплив образуется меньше диоксида углерода (хотя и такое возможно). При сгорании биотоплива в атмосферу возвращается углерод, который ранее поглотили растения, поэтому углеродный баланс планеты остаётся неизменным. Ископаемые топлива - совсем другое дело: углерод в их составе миллионы лет оставался "законсервированным" в земных недрах. Когда он попадает в атмосферу, концентрация углекислого газа повышается.
В том, что касается вредных выбросов, биотоплива несколько выигрывают у нефтяных. Большинство исследований показывают, что биотоплива обеспечивают снижение выбросов моноксида углерода и углеводородов. Кроме того, биотоплива практически не содержат серы. Вместе с тем, несколько увеличивается выброс оксидов азота, вдобавок, при неполном сгорании многих биотоплив в атмосферу попадают альдегиды. Но, в целом, по уровню вредных выхлопов биотоплива выигрывают у нефтяных.
Видов топлив из биомассы предлагается великое множество. Это и биогаз - метан, получаемый за счет разложения органических остатков (например, навоза) бактериями, и твердые топлива, но больше всего разговоров идет о биотопливах для автомобилей: этаноле и "биодизеле".
Этанол
Использование спиртов в качестве топлива для автомобильных двигателей - давно не новость. Разработчики первых двигателей внутреннего сгорания уделяли спиртовым моторам не меньше внимания, чем бензиновым. Спирты имеют высокие октановые числа - более 100 единиц, но меньшую по сравнению с нефтяными топливами теплоту сгорания (при сгорании топлива выделяется меньше энергии, мощность падает, а расход топлива увеличивается).
Начало крупномасштабной добычи нефти сделало применение спирта в качестве моторного топлива невыгодным. Спиртовые топлива стали нишевым продуктом: например, на метиловом спирте работают двигатели мотоциклов для спидвея и многих спортивных картов. Спиртовое автомобильное горючее пользуется определённой популярностью в Бразилии, где нет больших запасов нефти, но зато есть идеальные условия для выращивания сахарного тростника и производства из него дешевого спирта. Помимо этанола и метанола, в качестве моторных топлив предлагается использовать и другие спирты. Компании BP и Du Pont делают ставку на бутанол.
Наибольшее внимание сейчас уделяется именно этиловому спирту. В лентах научно-технических и экономических новостей сообщения о планах по строительству новых заводов появляются чуть ли не каждый день. В США сахарный тростник не растет, поэтому главным источником биоэтанола должна стать кукуруза. "Царицей полей" дело, впрочем, не ограничивается: в ход планируется пустить все - от картофеля и пшеницы до различных органических отходов. Ряд стран планируют наладить экспорт биоэтанола в США и другие государства, заинтересованные в переходе на спиртовое горючее. Бразилия планирует к 2025 г. заменить тростниковым спиртом до 10% потребляемого в мире бензина.
Бензиновые двигатели, в общем случае, не годятся для использования спиртового топлива, хотя конструктивные изменения для перевода их на спирт минимальны. Часто удается ограничиться использованием стойких к спиртам материалов и установкой элементов для отделения водяного конденсата. В настоящее время многие ведущие автопроизводители выпускают универсальные двигатели, способные работать на бензине, спирте или их смесях. При использовании смесей бензина с небольшим количеством спирта (до 10%) топливо, как правило, подходит и для обычных бензиновых двигателей.
Именно смесевыми топливами сейчас наиболее увлечены в мире. Смеси бензина с этанолом обычно обозначают буквой E (от слова этанол) и числом, показывающим содержание спирта в процентах. Наиболее распространено топливо E10 или газохол, содержащее 10% этанола. Оно широко используется в Дании, Таиланде и других странах. В США топливо E10 набирает популярность из-за вступивших в силу ограничений на применение в бензине эфиров.
Вместе с тем, наибольший интерес сейчас проявляют к смесям с высоким содержанием этанола. Чаще всего говорят о топливе E85, которое представляет собой смесь спирта (85%) и бензина (15%). При этом на деле содержание этанола меньше 85%, так как для приготовления смесей используется девяностотрёх-девяностошестипроцентный спирт, к тому же денатурированный. Топливо E85 достаточно активно используется в Швеции, быстрыми темпами растет его популярность и в США.
Нужно отметить, что синтетический этанол, получаемый из нефти, в качестве топлива обладает точно такими же свойствами, как и полученный из растительного сырья, но не обеспечивает нейтральности в плане выбросов углекислоты.
Биодизель
Идея использовать растительные масла в качестве топлив для дизельных двигателей была выдвинута еще при создании первых таких моторов. Однако с освоением нефтяных запасов в XX веке более выгодным оказалось топливо из нефти. Сейчас биодизельное топливо часто отождествляют с рапсовым маслом, которое действительно стало основным сырьевым источником "биосоляры" в Европе. Однако биодизельное топливо можно получать и из других масел, например, подсолнечного, пальмового или соевого, что и делают за пределами Европы.
Важно иметь в виду, что сами по себе растительные масла в качестве топлив не используются. Любая "биосоляра" представляет собой смесь продуктов переэтерификации растительных масел. В растительном содержатся жиры - эфиры жирных кислот с глицерином. В процессе получения "биосоляры" эфиры глицерина разрушают и заменяют глицерин (он выделяется как побочный продукт) на более простые спирты - метанол и, реже, этанол. В Европе основным биодизельным топливом стал метиловый эфир рапсового масла.
Растительные масла и их эфиры, как и спирты, отличаются агрессивностью ко многим материалам, традиционно используемым в двигателях и топливной системе автомобилей. В последние годы большинство европейских производителей выпускают машины, допускающие использование смесей нефтяного топлива с "биосолярой" в количестве 5-20%, а иногда и 100% биотоплива. Добавление биодизельного компонента в количестве до 5% обычно считается приемлемым для любых двигателей, неадаптированных к биотопливу. Достаточно активно биодизельное топливо внедряется и в США, где в качестве сырья используют чаще всего соевое масло. Еще один перспективный источник "биосоляры" - отработанные пищевые масла.
А как в России?
В России биотоплива для двигателей внутреннего сгорания остаются экзотикой. Этому способствует как наличие значительных запасов нефти и газа, так и объективные трудности, связанные с получением и использованием топлив из природного сырья.
Россия - это не Европа, не США и, тем более, не Бразилия. Тут более суровый климат, и получать дешевый спирт или масло, снимая по нескольку урожаев в год, не выйдет. Климат заметно ограничивает и применимость биотоплив. Например, биодизельные топлива на основе рапсового масла застывают при температурах около -15°С, а в ряде случаев и выше. Это ограничивает применимость биодизеля южными регионами страны или летним временем года. Проблема застывания существует и для нефтяного дизельного топлива, но она успешно решается технологическими методами (депарафинизация, облегчение фракционного состава) или добавлением депрессорных присадок, эффективно снижающих температуру застывания. Для растительных топлив такие присадки еще только разрабатываются. Другая проблема - поглощение влаги из атмосферы, при низких температурах грозящее расслоением топлива, коррозией и образованием льда.
Спирт и его смеси с бензином не замерзают, однако еще больше склонны к поглощению влаги. На определенном этапе это может привести к расслоению топливной смеси, что недопустимо. Ситуация усугубляется тем, что даже если сразу расслоения не произойдет, резкие перепады температуры могут привести к появлению в топливной системе водяного конденсата. При низких температурах он замерзает и приводит к забивке топливопроводов, фильтров и др. Влага также способствует появлению коррозии. Таким образом, для районов с резко континентальным климатом спирто-бензиновые смеси могут оказаться непригодными.
Нельзя забывать и об огромном парке устаревшей техники, которая не только эксплуатируется, но и выпускается в России. Для нее топлива с высоким содержанием биокомпонента непригодны. Топлива с высоким содержанием этанола не годятся для России и по другой причине. Если за 20-30 рублей можно купить литр топлива, на 70% состоящего из спирта, быстро найдутся желающие выделить спирт у себя в гараже или организовать подпольное производство суррогатных напитков.
Несмотря на упомянутые недостатки, работа по созданию спиртовых топлив в России велась и ведётся. Ещё в 1990-е гг. "АвтоВАЗ" одобрил использование топлив, содержащих до 5% этанола в качестве добавки, повышающей октановое число. А в 2004 г. был принят ГОСТ Р 52201-2004 на спиртосодержащие моторные топлива "бензанолы", в которых доля этанола составляет 5-10%. Впрочем, подобные топлива так и не были запущены в широкое производство. В качестве октаноповышающей добавки привлекательнее оказались эфиры, прежде всего, МТБЭ. Они не так склонны к поглощению воды, к тому же, при использовании этанола наверняка придётся столкнуться с необходимостью соблюдать правила оборота спиртосодержащей продукции и печально известной ЕГАИС. К тому же, ГОСТ не указывает, что спиртовая добавка обязательно должна быть биологического происхождения, поэтому изготовители наверняка предпочтут более дешевый синтетический спирт, получаемый из нефтяного сырья.
Стандартов на биодизельное топливо в России пока нет, и продавать его на заправках не спешат. Тем не менее, в стороне от мировых тенденций Россия не остаётся: во-первых, с биодизелем экспериментируют учёные и конструкторы, а, во-вторых, производство топлива из растительного сырья потихоньку налаживается: завод в Армавире в Ростовской области планирует построить компания "Русбиодизель", правда, ориентировано предприятие будет поначалу на экспорт.
Внутри страны пионерами по внедрению биотоплив, по всей видимости, станут крупные города, где особенно строги требования к выхлопу автотранспорта. Организация производства биотоплив в России, пусть даже на экспорт, полезна и с точки зрения развития сельского хозяйства. Уже сейчас этанольный бум в США привел к росту цен на кукурузу, а в юго-восточной Азии озабочены вырубкой лесов под плантации для производства пальмового масла, из которого потом делают биодизельное топливо. Так что выгоду из бума на биотоплива при желании смогут извлечь и в России.
биоэтанол – это «спирт этиловый обезвоженный, произведенный из биологически возобновляемого сырья». Действующий в Украине ДСТУ 7166:2010 «Биоэтанол. Технические условия» определяет данный продукт как «спирт этиловый обезвоженный, изготовленный из биомассы или из спирта этилового-сырца для использования в качестве биотоплива». При этом «биоэтанол предназначен для изготовления топлива моторного смесевого, добавок к топливу на основе биоэтанола – биокомпонентов моторного топлива, полученных синтезом с применением биоэтанола или смешением биоэтанола с органическими соединениями и топливом, полученным из углеводородного сырья, в которых содержание биоэтанола соответствует требованиям нормативных документов и которые относятся к биотопливу».
Биоэтанол как моторное топливо обладает целым рядом безусловных преимуществ. Среди них:
· высокое октановое число (106…108 единиц по исследовательскому методу), как следствие – большая степень сжатия в камере сгорания (12…14) и меньший удельный расход энергии на единицу мощности (больший КПД двигателя);
· меньшее нагарообразование и высокие моющие свойства;
· возобновляемость сырья, нейтральность как источника парниковых газов. При получении и последующем сгорании биоэтанола выделяется столько же CO2, сколько было связано из атмосферы использованными для его производства растениями;
· меньшая токсичность выхлопа (выбросы СО, углеводородов, твердых частиц). Содержащийся в этаноле кислород позволяет более полно сжигать углеводороды топлива; 10% этанола в бензине позволяют сократить выбросы твердых частиц на 50, СО – на 30%. При текущем производстве спиртового топлива это эквивалентно исчезновению 1 млн автомобилей с дорог ежегодно. Американская пульмонологическая ассоциация подтверждает, что с 1990 г. применение спиртобензиновых смесей позволило на четверть уменьшить образующие смог выбросы;
· меньшее воздействие на природные водные системы.
Однако использование биоэтанола имеет и отрицательные стороны…
Подробнее:http://oilreview.kiev.ua/2012/04/07/spirt-vnutr-ili-v-bak/
