Спирт для бензобака. Коллекция фактов

09.03.2007210911

Этиловый спирт (этанол) – единственный альтернативный вид топлива, переход на который не требует значительных затрат, и технология производства которого давно опробована на практике. Из-за этого спирт все чаще рассматривается как альтернатива бензину.



По подсчетам Министерства Энергетики США, Соединенные Штаты используют больше энергии, чем любая другая страна мира. Половина этой энергии расходуется на нужды транспорта, в свою очередь, 98% этой энергии получается за счет использования нефти. Большая часть нефти, используемой США, экспортируется.

Ныне в США действуют 114 спиртзаводов, из них 97 – работают на полную мощность. Их производственные мощности позволяют выпускать 5.48 млрд. галлонов (1 галлон – примерно 3.78 литра) этанола ежегодно. Еще 70 заводов находятся в стадии строительства (данные Американской Коалиции за Этанол\ American Coalition for Ethanol). Любопытно, что 40% спиртзаводов принадлежат фермерам. 25% рынка контролирует известная фирма Archer Daniels Midland, еще 35% приходится на долю иных игроков (среди них достаточно крупные компании VeraSun, Aventine и Cargill).

В 2004 году в спирт было переработано 12% кукурузы, выращенной в США. В 2005 году – 14%, в 2006 году – 20%. Из-за того, что кукурузу все активней используют для производства спирта, за последние четыре года цена на этот продукт в США удвоилась. Это привело к цепной реакции – подорожали мясопродукты (кукуруза традиционно идет на корм скоту и птице).

Исследование Министерства Сельского Хозяйства США\ Department of Agriculture показало, что этанол имеет позитивный энергетический баланс. Это означает, что при его производстве требуется на 67% меньше энергии, чем получается при его использовании. С другой стороны, Корнуэлльский Университет\Cornell University опубликовал результаты исследования, согласно которому был сделан пессимистичный вывод: если считать, что с одного поля, на котором выращиваются сельскохозяйственные культуры, можно получить 100 литров спирта, который можно превратить в энергию, то затраты на производство этой энергии составят 79 литров в «спиртовом» эквиваленте.

В 2003 году в США было произведено 3.4 млрд. галлонов этанола, в 2005 году – 4 млрд., в 2006 году – более 5 млрд.

До сих пор спирт более дорог в производстве, чем бензин. Однако в США эту проблему частично решили путем предоставления налоговых льгот производителям этанола.

Ныне спирт добавляют в 46% продаваемого в США бензина. Благодаря этому на долю спирта приходится 3.5% потребляемого в США автомобильного топлива.

По данным Национальной Коалиции Производителей Спиртовых Автомобилей\National Ethanol Vehicle Coalition, использование спирта позитивно отражается на состоянии подготовленного для его использования автомобиля. Этанол содержит больше кислорода, чем бензин, за счет этого сгорание происходит более «чисто». Использование топлива, обогащенного этанолом, позволяет легче завести машину в холодную погоду. С другой стороны, автомобиль потребляет несколько больше топлива.

Использование топливной смеси, в которой на долю бензина приходится 90%, а на долю этанола – 10% (в США называется E10 , большинство автопроизводителей одобряют использование этой смеси обычными машинами), позволяет уменьшить выброс «парниковых газов» на 12-19%, по сравнению с традиционным бензином (данные Аргоннской Национальной Лаборатории\Argonne National Laboratory). Октановое число Е10 составляет 91 . Примечание: в России автомобильный бензин маркируется буквой «А» и цифрами, соответствующими октановому числу. Чем выше октановое число, тем лучше для двигателя и окружающей среды. Современные двигатели обычно предназначены для использования бензина с октановым числом 91 и выше.

Чикагское отделение Американской Легочной Ассоциации\ American Lung Association (объединяет специалистов в области пульмонологии) в 2004 году пришло к выводу, что использование в Чикаго этанола (его добавляют в бензин, образуя смесь E10), начавшееся в 1990 году, позволило уменьшить объемы автомобильных выхлопов на 25%.

По данным Министерства Энергетики, в США ныне работают более 1 тыс. АЗС, на которых можно заправить машину топливом E85 (состоит из 85% спирта и 15% бензина, его октановое число составляет 105). Ежегодно на производство E85 расходуется около 50 млн. галлонов этанола.

Появление топливного стандарта E85 привело к созданию нового типа автомобилей – они называются «Автомобили на «Гибком» Топливе»\Flexible Fuel Vehicles (популярная аббревиатура – FFV). Внешне они ничем не отличаются от обычных, однако способны использовать E85 вместо бензина. Разница заключается в наличии сенсора, который определяет долю этанола в топливе, залитом в бензобак: исходя из этой информации, бортовой компьютер изменяет режим работы двигателя. Первой компанией, создавшей подобный автомобиль, стал Chrysler (1998 год). Ныне в США насчитывается около 6 млн. FFV. Подобные машины производят корпорации DaimlerChrysler, Ford, General Motors, Nissan и др. Общее число моделей FFV превышает 60. Их цена не отличается от стоимости бензиновых аналогов.

П о подсчетам Американского Института Нефти\American Petroleum Institute, добавление спирта в бензин уменьшает стоимость автомобильного топлива на 0.27%.

Чистый спирт (он же – топливо E100) имеет октановое число 113. В 2007 году этот вид топлива будет впервые использоваться для заправки автомобилей, участвующих в известных гонках Indy Racing League (пройдут в мае). При использовании чистого этанола значительно снижается выброс углекислого газа (по оценкам Аргоннской Национальной Лаборатории, один галлон этанола уменьшает выброс СО2 на 2.9 кг), бензола и углеводородов. Еще одним плюсом является безопасность спирта – разлитый бензин способен загрязнить не только землю, но и подпочвенные воды, после чего попасть в ручьи и реки. Этанол в этом плане практически безвреден. Минусом является незначительное повышение выбросов формальдегидов, однако эти выбросы находятся в рамках существующих норм.

По оценкам Коалиции За Использование Чистого Топлива\ Clean Fuel Development Coalition (объединяет компании и общественные организации, действующие в этой сфере), один баррель этанола позволяет заменить 1.2 барреля нефти. В 2005 году в США этанол позволил заместить около 170 млн. баррелей нефти, общей стоимостью $ 8.7 млрд. Контрольная Палата США\ General Accounting Office пришла к выводу, что в 2010 году спирт сможет заменить 311 тыс. баррелей нефти.

По оценкам Совета по Продвижению Этанола\ Ethanol Promotion and Information Council (объединяет компании, действующие на этом рынке), в 2005 году «спиртовая» индустрия США позволила создать в стране 154 тыс. рабочих мест. В 2003 году было опубликовано исследование Бизнес-Школы Келлогг\Northwestern University's Kellogg School of Management, которое показало, что только в 1993 году производство этанола позволило создать 200 тыс. рабочих мест. В том числе, во время строительства спиртзавода создавалось в среднем 370 рабочих мест, во время работы завода – 4 тыс. Экономическая Служба Министерства Сельского Хозяйства США\Economic Research Service of the Department of Agriculture пришла к выводу, что увеличение производства спирта на 5 млрд. галлонов в год позволяет создать 108 тыс. рабочих мест.

В Палате Представителей Конгресса США\ House of Representatives предложен проект закона, который обязывает Министерство Энергетики изучить возможность строительства сети спиртопроводов, дающих возможность поставлять этанол из центральных (сельскохозяйственных) штатов США в иные части страны. Это не первый проект такого рода – в 2007 году спиртопровод начнут строить в Бразилии (проектом занимается национальная нефтяная компания Petroleo Brasileiro (она же – Petrobras).

Согласно опубликованному в конце 2006 года прогнозу Международного Энергетического Агентства\ International Energy Agency , «биотопливо (в том числе и этанол) внесет значительный вклад в удовлетворение потребностей в энергии на автомобильном транспорте. В 2030 году на долю биотоплива будет приходиться 7% от потребления автомобильного топлива (ныне – 1%). Главными потребителями и производителями биотоплива останутся США, Европейский Союз и Бразилия. Ожидается, что на этанол будет приходиться основная часть роста потребления биотоплива в мире, так как затраты на его производство будут сокращаться быстрее, чем на производство биодизельного топлива (фактически, растительного масла – Washington ProFile ). Растущий спрос на продовольствие станет ограничивающим фактором в производстве биотоплива. В настоящее время для производства биотоплива в мире используется около 14 млн. гектаров или 1% доступных пахотных земель. К 2030 году эта доля увеличится до 2– 3.5%, то есть площадь необходимой для заправки «спиртовых автомобилей» пахотной земли в 2030 году превысит площадь Франции и Испании. Новые технологии в области производства биотоплива, в частности, производство этанола из лигноцеллюлозы, позволят решить эту проблему. Тем не менее, для того, чтобы эти технологии стали коммерчески жизнеспособными, необходимо решить значительные технические проблемы».

Битва за автомобиль: спирт против бензина

На заре «эры моторов» бензин долгое время соревновался со спиртом в борьбе за любовь автолюбителей. Нефтяное топливо победило лишь в конце 1930-х годов – примерно на четыре десятилетия о возможностях биоэнергетики забыли. Однако ныне спирт переходит к контрнаступление.

1826
Американский изобретатель Сэмюэль Мори\Samuel Morey создал двигатель, работавший на спирте и скипидаре.
1876
Немецкий изобретатель Николас Отто создал первый в мире четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, работавший на этаноле.
1896
Американский изобретатель Генри Форд\Henry Ford изготовил свой первый автомобиль (носил название «Квадрицикл»\ Quadricycle ), двигатель которого работал на спирте. Любопытно, что Форд тогда не оценил опыт германских инженеров Карла Бенца и Вильгельма Даймлера, которые за десятилетие до этого создали автомобиль, работавший на бензиновом двигателе. В 1908 году Форд выпустил в продажу свою знаменитую «Модель Т»\Model T – первый в истории массовый автомобиль, который мог работать на бензине, этаноле и смеси обоих видов топлива. Форд прибег к использованию этанола, исходя, в том числе, и из экономических соображений: с 1861 года в США действовали высокие налоги на спирт, введенные во время Гражданской войны. В 1906 году налоги на спирт были резко уменьшены, что сделало цену этанола сопоставимой с ценой бензина. Кроме того, Форд был фермером и считал, что «спиртовое» автомобилестроение поможет крестьянам.
1899
В Германии были искусственно уравнены цены на этанол и бензин с целью поощрить местных сельхозпроизводителей и уменьшить объемы импорта.
1907
Первая ценовая война этанола и бензина. После того, как в Техасе была начата добыча нефти, бензин подешевел до примерно 5 центов за литр, а стоимость спирта составляла 7 центов. Впоследствии цена спирта упала – э то произошло после того, как его начали производить из отходов сахарной промышленности.
1914–1918
Во время Первой Мировой войны автомобили большинства стран мира использовали этанол в качестве топлива, наряду с бензином.
1919
В США введен «сухой закон». Единственным легальным способом использования спирта является его смешивание с бензином.
Начало 1920-х
В США и многих странах Европы продаются Koolmotor, Benzalcool, Moltaco, Lattybentyl, Natelite, Alcool, Agrol – смеси бензина и спирта. Франция обязала нефтяные компании покупать этанол из расчета 10% их нефтяного импорта. Причиной этого были опасения, что мировых запасов нефти хватит не более, чем на четверть века. Спирт виделся единственной альтернативой бензину.
1923
Этанол используется нефтяниками: американская компания Standard Oil первой начала добавлять этанол в бензин, чтобы повысить октановое число и улучшить работу двигателей. Обычно для этих целей в бензин добавлялось 6-12% спирта.
1925
Большинство стран Европы приняли законы, обязывающие энергетические компании смешивать бензин и этанол.
1927
Этанол впервые использован в качестве топлива гоночного автомобиля (на гонках Indianapolis 500) .
1933
В США поощряется изготовление этанола – в разгар «Великой Депрессии» власти пытались таким образом обеспечить заказами фермеров. Этот вид топлива стал особо популярным в «сельскохозяйственных» штатах страны.
1937
Окончательная и казавшаяся бесповоротной, ценовая победа бензина над спиртом. 1 литр бензина в США стоил 5 центов, 1 литр этанола – 8. Тем не менее, в 1939 году продажи спирта вновь оживились. Причиной этого стала Вторая Мировая война, вызвавшая сокращение производства нефти и использование нефтяных запасов, в первую очередь, для военных нужд.
1941-1945
Во время Второй Мировой войны в США в бензин, предназначенный для использования невоенными организациями и частными лицами, добавлялось до 30-35% этанола. Аналогичные меры предприняли также Великобритания и Швеция. После окончания войны и резкого снижения цены на нефть этанол вновь перестал пользоваться популярностью и полностью исчез на рынках.
1974
В США принят первый закон, ставящий своей целью заинтересовать бизнес и население в использовании этанола в качестве автомобильного топлива. Причиной этого стало введение в 1973 году арабскими государствами-экспортерами нефти эмбарго на поставку нефти в США, Японию и Западную Европу, из-за чего цены на бензин выросли в пять раз.
1978
В США начаты продажи автомобильного топлива, представлявшего собой смесь бензина и спирта. Эта смесь была дешевле чистого бензина примерно на треть за счет налоговых льгот, предоставленных федеральными властями. Впоследствии налоговые льготы были еще более увеличены.
1979
Этанолом в качестве добавки к автомобильному топливу заинтересовались крупнейшие энергетические компании, которые начали производить подобные смеси. Первопроходцем стала компания Amoco, по стопам которой пошли Ashland, Chevron, Beacon и Texaco.
1980-1984
США выделили на проекты, связанные с развитием биоэнергетики, беспрецедентную сумму – около $1 млрд. На тот момент в США действовало 10 спиртзаводов, за десятилетие до этого не было ни одного. Американский бизнес получил серьезные льготы: государство списывало с налогооблагаемой базы до 90% их расходов на строительство спиртзаводов. Кроме того, федеральные агентства обязывались приобретать львиную долю производимого спирта. Также были подняты таможенные тарифы, чтобы исключить демпинг со стороны иностранных производителей этанола, и запрещена перепродажа этанола. Тем не менее, к середине 1980-х годов многие производители этанола вышли из бизнеса – причиной стало резкое падение цен на бензин (к 1985 году закрылось более половины существовавших спиртзаводов). Впоследствии США неоднократно вводило новые льготы для производителей этанола.
1988
Новый всплеск интереса к этанолу. В США были приняты законы, регулирующие уровень эмиссии – спирт стал идеальной добавкой для уменьшения вредных выхлопов автомобиля. Впоследствии использование бензиново-этаноловых смесей стало обязательным для общественного транспорта крупных городов, особо страдавших от смога.
1989
В Дании начато общенациональное использование этанолово-бензиновой смеси.
Начало 1990-х годов. Во Франции начат промышленный выпуск «диестера» – биодизельного топлива, производимого из рапсового масла. С помощью диестера составляются дизельные смеси: 5% диестера добавляется в дизельное топливо, предназначенное для использования обычными автомобилями, 30% диестера – в топливо для машин общественного транспорта.
1995
В США разразился неурожай кукурузы, и цены на этанол выросли вдвое.
1997
Крупнейшие автопроизводители США вновь начали выпускать автомобили, изначально способные использовать в качестве топлива бензиново-этаноловую смесь E85 ( «автомобили на «гибком» топливе»\ f lexible f uel v ehicles ) . Однако автолюбители продолжали использовать бензин из-за отсутствия E85 на подавляющем большинстве АЗС.
2003
Ряд штатов США начали реализацию программ по переводу автомобильного парка на этаноловое топливо.
2004
Мировые цены на нефть выросли на 80%, цены на бензин в США – на 30%, на дизельное топливо – на 50%. Крупные нефтяные компании начинают делать инвестиции в компании, специализирующиеся на производстве спирта и биодизельного топлива.
2005
В США принят закон, обязывающий нефтетрейдеров и автопроизводителей значительно увеличить использование этанола в качестве автомобильного топлива. Высшие должностные лица США, в том числе и президент страны, постоянно заявляют о необходимости более активного использования спирта.

Washington ProFile

Комментарии к статье:
20.02.2016
aeroman: На самом деле, спирт, если и войдёт в широкую практику как топливо, то очень нескоро, поскольку сам процесс изготовления весьма недешёвый и необходимо будет переформатировать многие автомобили для работы на спирту. Биоэтанол на данный момент эффективен только в качестве топлива для каминов. Источник - www.himzakaz.net
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей