Этанол - это просто другое название алкоголя - жидкость, полученная в результате сбраживания сахара дрожжами. Этанол также называется этиловый спирт или зерно алкоголь и сокращенно EtOH. В контексте альтернативных видов топлива этот термин относится к топливу на основе спирта, которое смешано с бензин для производства топлива с более высоким октановым числом и меньшим количеством вредных выбросов, чем не смешанный бензин. Химическая формула для этанола CH3CH2OH. По сути, этанол представляет собой этан с молекулой водорода, замененной гидроксильный радикал, - ОН - который связан с атом углерода.
Этанол производится из зерна или других растений
Независимо от того, для чего он используется, этанол производится путем переработки зерна, такого как кукуруза, ячмень и пшеница. Зерно сначала измельчают, а затем сбраживают дрожжами, чтобы превратить крахмалы зерна в спирт. Процесс дистилляции затем увеличивает концентрацию этанола, например, когда ликероводочный завод очищает виски или джин посредством процесса дистилляции. При этом производится зерно отходов, которое обычно продается в качестве корма для скота. Другой побочный продукт, полученный диоксид углерода, может быть использован в других промышленных применениях. Другая форма этанола, иногда называемая биоэтанолом, может быть получена из многих типов деревьев и трав, хотя процесс ферментации и дистилляции является более сложным.
Соединенные Штаты производят около 15 миллиардов галлонов этанола в год, в основном в штатах, близких к крупным центрам выращивания кукурузы. Ведущими производящими штатами являются Айова, Небраска, Иллинойс, Миннесота, Индиана, Южная Дакота, Канзас, Висконсин, Огайо и Северная Дакота. Айова на сегодняшний день является крупнейшим производителем этанола, производящим более 4 миллиардов галлонов в год.
Проводятся эксперименты по возможности использования сладкого сургума в качестве источника топливного этанола, который можно выращивать только с примерно 22% поливной воды, необходимой для кукурузы. Это может сделать сургум жизнеспособным выбором для регионов с нехваткой воды.
Смешивание этанола с бензином
Смеси по крайней мере 85 процентов этанола считаются альтернативные виды топлива в соответствии с Законом об энергетической политике 1992 года. E85, смесь из 85 процентов этанола и 15 процентов бензина, используется в автомобилях с гибким топливом (FlexFuel), которые в настоящее время предлагаются большинством крупных производителей автомобилей. Автомобили на гибком топливе могут работать на бензине, E85 или любой их комбинации.
Смеси с большим количеством этанола, такие как E95, также являются альтернативными видами топлива премиум-класса. Смеси с более низкими концентрациями этанола, такие как E10 (10 процентов этанола и 90 процентов бензина), иногда используются для повышения октанового числа и улучшения качества выбросов, но не считаются альтернативными топлива. Хороший процент от всех продаваемых в настоящее время бензинов - это Е10, содержащий 10 процентов этанола.
Воздействие на окружающую среду
Смешанное топливо, такое как E85, производит меньше углекислого газа, единственного наиболее важного парникового газа, ответственного за изменение климата. Кроме того, E85 выделяет меньше летучих органических соединений. Этанол не без экологических рисков, однако, потому что при сжигании во внутреннем сгорании двигатели, он производит значительно больше формальдегида и других соединений, которые могут повысить уровень грунта озон.
Экономические преимущества и недостатки
Производство этанола поддерживает фермеров, предлагая субсидии для выращивания кукурузы на этанол, тем самым создавая рабочие места в стране. А поскольку этанол производится внутри страны из местных культур, он снижает зависимость США от иностранной нефти и повышает энергетическую независимость страны.
С другой стороны, выращивание кукурузы и других растений для производства этанола требует много сельскохозяйственных угодий, монополизировать плодородную почву, которая вместо этого может быть использована для выращивания продуктов питания, которые могут накормить мир голодный. Производство кукурузы особенно необходимо с точки зрения синтетических удобрений и гербицидов, и оно часто приводит к загрязнению питательными веществами и отложениями. По мнению некоторых экспертов, производство этанола на основе кукурузы в качестве альтернативного топлива может потребовать больше энергии, которую может генерировать топливо, особенно при подсчете высоких энергетических затрат на синтетические удобрения производство.
Кукурузная отрасль является мощным лобби в США, и критики утверждают, что субсидии по выращиванию кукурузы больше не помогает мелким семейным фермерским хозяйствам, но теперь в основном приносит пользу корпоративному фермерству промышленность. Они утверждают, что эти субсидии изжили свою полезность и, возможно, должны быть потрачены на усилия, которые более непосредственно влияют на общественное благосостояние.
Но в мире истощающихся запасов ископаемого топлива этанол является важной возобновляемой альтернативой, которая, по мнению большинства экспертов, обладает достоинствами, которые перевешивают его недостатки.