В последнее время мировые СМИ пестрят сообщениями о риске и даже вреде широкого перехода автомобилей на биоэтанол. Авторитетное мнение часто быстро опровергается другим, не менее достоверным, причем критика достаточно интенсивна, чтобы вызвать недоумение. Как такое может быть? Ведущие страны реализуют энергетические стратегии, которые, по мнению недоброжелателей, совершенно бездумны и приведут к огромным экологическим и экономическим катастрофам? Какова же реальность? Давайте попробуем разобраться.
Аргументы против сжигания этанола
Сжигание этанола в двигателях внутреннего сгорания имеет своих противников. Они отрицают не то, что использование этанола приводит к очистке выхлопных газов, а то, что само топливо производится таким образом, что в атмосферу выбрасывается огромное количество углекислого газа. Таким образом, экологические преимущества использования смесей на основе этанола сводятся на нет, а разговоры о борьбе с глобальным потеплением и изменением климата выглядят просто смешными.
Спирт, полученный из растений
Для получения этилового спирта из любого растения необходимы сахара и крахмал. Можно перерабатывать клубнеплоды, зерно, свеклу, но наиболее подходящим является сахарный тростник. Хотя можно перерабатывать такие отходы, как опилки, это нерентабельно. Ведутся поиски экономически выгодных методов.
Производство этанола — это хорошо или плохо?
Когда речь заходит о производстве этанола, ответ на этот вопрос двоякий: и да, и нет. Производство этанола действительно приводит к выделению парниковых газов, аналогичных тем, которые выделяют бензиновые двигатели внутреннего сгорания.
Однако при производстве и сжигании 1 л этанола из растительного сырья в атмосферу выбрасывается столько же CO2, сколько было поглощено теми же растениями в процессе фотосинтеза. В этом смысле производство этанола противоположно фотосинтезу, с той лишь разницей, что вместо солнечного света выделяется тепло.
Биоэтанол: Экологически чистое топливо
Биоэтанол может стать топливом, распространенным во всем мире, и это отличная новость для тех, кто ищет более экологичный вариант. Кроме того, его легко распознать, поскольку он не подвергается такой тщательной обработке, как пищевой спирт. Кроме того, он является нейтральным источником парниковых газов, а значит, не ухудшает состояние окружающей среды.
Более того, он обладает впечатляющим энергетическим балансом. В зависимости от вида сырья энергетический баланс биоэтанола может составлять от 1,24 до 8, то есть при его сгорании выделяется во много раз больше энергии, чем расходуется при его производстве. По этому показателю он значительно превосходит бензин и дизельное топливо, так как их энергетический баланс значительно меньше единицы из-за затрат на разведку, добычу, транспортировку и переработку.
Процесс заправки этанолом
Процесс заправки этанолом ничем не отличается от заправки бензином — процедура та же самая. Однако инфраструктура этаноловых станций продолжает развиваться. В США насчитывается около 1500 станций, где можно заправляться E85. Но у этанола есть и свои минусы. Каждый литр этилового спирта при сгорании дает на 34% меньше энергии, чем бензин. Таким образом, если заправлять автомобиль этанол-бензиновой смесью (например, Е85), то расход топлива увеличится на 34% в зависимости от концентрации спирта в топливе. Эта проблема в основном касается владельцев автомобилей с двигателями, изначально рассчитанными на стандартный бензин, а затем адаптированными к новому топливу.
Заправочные станции с этанолом в Европе
Из примерно тысячи этаноловых заправок в Европе около 800 находятся в Швеции. Эта страна намерена полностью отказаться от нефти в течение двух десятилетий. Жители Скандинавии в основном ездят на гибридах, использующих этанол. На этой фотографии представители компании Scania демонстрируют самый современный городской автобус. Важно отметить, что октановое число этанола составляет 105. Это означает, что его можно сжигать в двигателях с гораздо более высокой степенью сжатия. Таким образом, двигатели, созданные с расчетом на использование другого источника энергии, не должны быть хуже современных бензиновых или дизельных аналогов. Это справедливо с точки зрения эксплуатационных характеристик и мощности. Более того, экологические преимущества огромны — выбросы углекислого газа снижаются примерно на 80%, а выбросы СО2 — на 30%. Заправлять такие автомобили бензином нельзя — взрыв моментально разрушит двигатель.
Транспортировка этанола
Наиболее экономичным способом транспортировки жидкого топлива является его перекачка по трубопроводам, однако в случае с этанолом этот способ затруднен. Этанол гигроскопичен, то есть поглощает влагу из воздуха, что усиливает его коррозионные свойства. Поэтому в настоящее время этанол необходимо транспортировать по автомобильным или железным дорогам.
Забавный парадокс
Забавный парадокс: если автомобиль Flexifuel работает на бензине, то при переходе на E85 (смесь 85% этанола и 15% бензина) все становится не так хорошо, да и топлива расходуется больше. Возможно, вы рассчитываете сэкономить много денег, перейдя на биоэтанол, но это не всегда так. В итоге вы можете даже потерять деньги. В зависимости от того, как вы водите автомобиль, вы не всегда сможете воспользоваться преимуществами этой так называемой «зеленой» технологии. Поэтому правительствам приходится вмешиваться и принимать законы, поощряющие использование этих видов топлива, как, например, в США и Бразилии.
Влияние биоэтанола на эксплуатационные характеристики автомобилей
Не стоит думать, что в отличие от водородных топлив биоэтанол приведет к остановке автомобиля. Несмотря на то, что энергетическая ценность E85 ниже, чем у бензина, для его сгорания требуется меньше кислорода, что позволяет увеличить количество топлива в цилиндрах. Как следствие, мощность снизится, но не настолько, чтобы водитель был разочарован.
Бразильская кампания по производству биотоплива
Бразильцы не приемлют топливных кризисов с 1973 года, поэтому широкомасштабная кампания по внедрению биотоплива ведется в стране с 1975 года. Это дало очевидные результаты: сейчас 4,5% площади Бразилии занимают плантации сахарного тростника, а большинство автомобилей работают на этаноле. Ежегодно миллион рабочих производят 20 млрд. литров этанола, а это значит, что замедлиться и вникнуть в детали, безусловно, стоит.
Бразильская сахарная промышленность: Прибыльное дело
Бразильская сахарная промышленность — это процветающий бизнес со своими обычаями и правилами. В производстве часто используется дешевый ручной труд, приносящий значительные прибыли местным «сахарным королям». Иностранцы стремятся присоединиться к этаноловому буму, но местные владельцы бизнеса категорически против продажи своих предприятий. А если и соглашаются, то берут за это непомерную плату. Правительство оказывает этим предприятиям всестороннюю поддержку.
Нерациональная политика
Очевидно, что Бразилия ни в коей мере не зависит от нефти. Выращивая сахарный тростник, она полностью обеспечивает себя энергией и электричеством. Хотя это, может быть, и хорошая новость, но в бочках со спиртом все еще сохраняется смола. Для создания новых плантаций бразильцы начали вырубать леса Амазонии. Это можно назвать странной и дезинформированной политикой, но если говорить откровенно, то это просто глупость. Как люди могут жить без «легких» планеты?
Бразильское хозяйство по выращиванию сахарного тростника
Тысячи частных ферм в Бразилии занимаются производством сахарного тростника, что привело к некоторым проблемам. Так как сахар производится из этой культуры, резкий рост цен в 1980-х годах привел к значительному сокращению производства этанола, в результате чего люди не могли заправлять свои автомобили топливом. Для решения этой проблемы правительство приняло соответствующие меры и инвестировало в 2007 году 25 млн. долл.
Сопоставимая проблема в США
Президент Буш предложил свой план «20 на 10», цель которого — сократить потребление топлива на 20% к 2017 году. Для достижения этой цели правительство увеличит производство этанола до более чем 30 млрд. литров. За последние годы инвестиции в исследования превысили 12 млрд. долл.
Производство этанола в Америке и Бразилии
В США объем производства этанола хоть и значителен, но все же ниже, чем в Бразилии. Однако он не производится из тростника, поскольку он плохо растет в США. Вместо него используется кукуруза, что менее эффективно и приводит к тому, что американский стандарт дороже бразильского.
Несмотря на это, многие штаты продвигают эту программу, и Иллинойс, «кукурузный штат», не является исключением. Сторонником программы является и кандидат в президенты США Барак Обама. В результате новые нормы требуют, чтобы бензин содержал 10% этанола, что безопасно для традиционных двигателей.
Изменения в двигателе
Для того чтобы автомобиль мог работать на топливе, содержащем более 10% этанола, необходимо внести некоторые изменения. Блок управления двигателем должен быть перенастроен на определение концентрации алкоголя и выбор правильного режима работы. Поскольку этанол содержит воду, необходимо также модернизировать топливопровод. Кроме того, если автомобиль эксплуатируется при низких температурах, то перед запуском необходимо подогреть топливо.
Реализуют ли американцы свои цели?
Будущее биоэтанола пока остается загадкой. Одно можно сказать точно: переход исключительно на спиртовое топливо маловероятен. Если предположить, что процесс переработки нефти будет эффективным, то для перевода только США на этанол потребуется 75% мировых сельскохозяйственных угодий. Грубо говоря, даже если бы вся Луна была покрыта тростником, этого было бы недостаточно.
Выращивание сельскохозяйственных культур для производства этанола: Аморальное занятие?
Массовое производство сельскохозяйственных культур для получения этанола имеет значительные последствия для сельского хозяйства. Нетрудно догадаться, что фермеры, пользуясь растущим спросом на кукурузу, будут сеять ее на всех доступных площадях. Это, конечно, не может не беспокоить миллионы людей, которые до сих пор голодают. Поэтому многие ученые высказывают свое неприятие такой практики, считая ее «низкой, подлой и вообще аморальной».
Политика и этанол
Политическая связь с этанолом неоспорима. На фотографии справа изображены президент США Джордж Буш и президент Бразилии Луис Инасио Лула да Силва. Президент США Джордж Буш и президент Бразилии Луис Инасио Лула да Силва празднуют после напряженных переговоров. Ожидайте, что в будущем вы столкнетесь с разными PR-акциями, которые будут напрямую противоречить друг другу.
Скептицизм необходим
Несмотря на разумность и перспективность биотопливных проектов, критику в их адрес необходимо воспринимать с долей соли. Широкое распространение этанола может оказать серьезное влияние на мировую экономику, поэтому оно требует осмысления.