Bioetanoli tai agroéthanol on biopolttoainetta käytetään joissakin moottoreissa ja bensiiniä . Termi bioetanoli on amalgaami Kreikan bios , vie, vivant etuliitteen bio ja etanoli-termin välillä. Etuliite bio osoittaa, että etanolia tuotetaan orgaanisesta aineesta ( biomassa ), eikä sillä ole yhteyttä termiin "bio", jota yleensä käytetään luomuviljelyyn . Tämän vuoksi etuliite "bio" on kiistanalainen tietyissä ranskankielisissä maissa. Se on maataloudesta peräisin oleva energiavektori tai metsäteollisuuden jäte, joka kuuluu uusiutuvien energialähteiden perheeseen .
Tämä kasvipohjainen etanoli ei ole muuta kuin etyylialkoholi, sama kuin kaikissa alkoholijuomissa .
Vuosina 1902 ja 1904 Ranskan maatalousministeriö järjesti "Circuit automobile du Nord" -aloitteen, jonka tarkoituksena oli edistää alkoholin käyttöä polttoaineena polttomoottoreissa. Aiheesta järjestettiin myös alkoholikongressi vuonna 1903.
Society joukkoliikenteen Pariisin alueella (STCRP) kokee alkoholia sisältävää polttoainetta 1500 Schneider linja Type H alkaen 1. s Kesäkuu 1906 kyseiseen päivämäärään marraskuuhun 1907 ne kuluttavat 22 000 hehtolitraa carburized alkoholia (tai bentseenin), matkustaa 5670600 kilometriä.
Vuosien 1899 ja 1908 välisenä aikana Ranskassa järjestettiin neljä erityistä alkoholikriittikilpailua , insinööri Hubert Le Blon keräsi tutkimuksensa hedelmiä kolmannen painoksen aikana, hänen suljinpallomoottorinsa perinteisten pisteiden sijaan. Bardon-autoilla vuonna 1901.
28. helmikuuta 1923 Edouard Barthen pyrkimykset edistää kansallista alkoholipohjaista polttoainetta vahvistettiin lailla.
Sisältävien kasvien sakkaroosia ( sokerijuurikkaan , sokeriruo'on , jne.) Tai tärkkelys ( vehnä , maissi, jne.) Voidaan muuntaa, jolloin saadaan bioetanolia, joka on saatu fermentoimalla , että uutetun sokerin sokeri kasvi tai tärkkelyksen entsymaattista hydrolyysiä. Sisältyvät viljojen . Puhumme yleensä "sokeri" -alasta tämän "bioetanolin" tuotantosektorin nimeämiseksi.
Verrattuna "öljy" -alaan, joka sallii raaka kasviöljyn ja biodieselin (kasviöljyetyyliesteri tai EEHV) tuotannon, "sokeri" -ala on ylivoimaisesti kehittynein maailmassa, lähinnä Brasiliassa , jossa sokeriruo'on bioetanoli kattaa 22 % kansallisesta polttoainetarpeesta Ruotsissa, jossa superetanolin myynnin lisäksi bensiini sisältää 5% bioetanolia (valmistettu sokeriruo'osta). Vuonna Yhdysvalloissa , yli 10% bensiiniä sisältää bioetanolia (lähinnä maissi) jopa 10%.
Se voidaan sekoittaa bensiinin kanssa suhteissa 5-85%. On olemassa useita etanolia sisältäviä polttoaineita, joista suurin osa on bensiinin ja etanolin seoksia eri suhteissa. Ne on merkitty kirjaimella E, jota seuraa etanolin prosenttiosuus seoksessa: esimerkiksi E85 edustaa polttoainetta, joka sisältää 85% etanolia ja 15% bensiiniä. Tässä nimikkeistössä E100 tarkoittaa puhdasta etanolia. Täten löydämme E5, E7, E10 , E15, E20, E70, E85, E95, E100 riippuen maastamme, jossa olemme ja siitä, mihin sitä haluamme tehdä. Ranskassa, kaupallistamista E85 yksilöille laillisesti nimitetty Super etanoli on virallista lähtien 1 kpl tammikuuta 2007 lähtien hyvin usein löytää sp95E10 ja SP95 mahtuu 5% etanolia ilman huomautuksia.
Euroopassa öljy-yhtiöt muuttavat etanolin mieluummin ETBE: ksi (etyylitereo-butyylieetteriksi), jota voidaan lisätä bensiiniin jopa 15%. ETBE: n etuna olisi se, että se soveltuu paremmin moottoreihin. Etanolin suora sisällyttäminen bensiiniin aiheuttaa todellakin tiettyjä teknisiä vaikeuksia: bensiini / etanoliseoksella on korkeampi höyrynpaine eikä se siedä vesijäämiä. Nämä vaikeudet voidaan voittaa muokkaamalla bensiiniemäkset ja poistamalla vesijäämät säiliöistä. ETBE on kuitenkin vähemmän hyveellinen ympäristölle, joten Ranska (ja monet muut maat) valitsivat E85: n.
E-Diesel-biopolttoaine on seos, joka koostuu dieselmoottorista 85-95% ja vedettömästä etanolista (ilman vettä) ja lisäainepakkauksesta, joka on valmistettu erityisesti seoksen stabiilisuuden takaamiseksi ja bioetanolin joidenkin haittojen, kuten sen, poistamiseksi. matala setaaniluku (8), sen alhaisempi voiteluvoima… jotta dieselpolttoaineiden standardi EN590 täyttyisi mahdollisimman tarkasti. Lisäainepitoisuus voi vaihdella seoksessa välillä 0,6 - 1 tilavuusprosenttia. E-dieselin tärkein etu on, että sitä voidaan käyttää kaikissa dieselmoottorilla varustetuissa ajoneuvoissa ilman muutoksia.
Perinteisen dieselöljyn sekoittaminen etanolin ja lisäaineen kanssa parantaa palamistehoa ja lisää polttoaineen haihtuvuutta. Tärkein tulos on säänneltyjen pilaavien kaasujen, kuten hiukkaspäästöjen (PM 10 ) ja savupäästöjen, vähentäminen . Tämä väheneminen johtuu biopolttoaineen happipitoisuudesta, joka rajoittaa hiukkasten muodostumista polttoaineen palamisen aikana. Bioetanolin sekoittamisella dieselin kanssa on myös tärkein seuraus ja haitta leimahduspisteen ( 13 ° C ) pienentämisessä , mikä tekee siitä syttyvämmän.
Nykyiset etanolimoottorit ovat hieman muunnettuja bensiinimoottoreita. Ajoneuvot on varustettu joko näillä erityisesti etanolille suunnitelluilla moottoreilla , ns. Flex-polttoainemoottoreilla tai jopa "Flex" -vaihteistoilla bensiiniauton muuntamiseksi kaksipolttoaineautoksi. Nykyaikaisten ei-joustavien autojen bensiinimoottorit kestävät valmistajasta riippuen 15-50% etanolia ilman muutoksia. Lisäksi Euroopassa 2000-luvulta lähtien kaikki markkinoidut ajoneuvot, jotka on varustettu bensiinimoottorilla, on suunniteltu hyväksymään vähintään 10% etanolia polttoaineessa ja paljon muuta Amerikassa.
Joustava polttoaine (tai VCM, modulaarinen polttoaine-ajoneuvo) on nimi ajoneuvoille, jotka on erityisesti suunniteltu toimimaan joko Super etanolilla E85 ja / tai klassisella Super lyijyttömällä. Tarkemmin sanottuna Flex-polttoainekäyttöiset ajoneuvot pystyvät mukauttamaan toimintansa automaattisesti mihin tahansa bensiinin ja puhtaan etanolin seokseen suhteessa 0-85 tilavuusprosenttia etanolia, joten sana "Flex". Käytännössä nämä ovat ajoneuvoja, joissa on bensiinimoottorit, joissa on ruiskutuslaitteet ja erityiset elektroniset anturit. Etanolin kulutus on noin 25% suurempi kuin bensiinin; kuitenkin puristussuhde voi olla korkeampi, joka mahdollistaa enemmän tehoa voidaan hyödyntää. Yleensä etanolimoottorit on suunniteltu tuottamaan samanlainen teho ja vääntömomentti kuin bensiinimoottoreilla. Jotkut ”joustavan polttoaineen” moottorit, jotka käyvät joko super 95: llä tai E85: n etanolilla , tarjoavat korkeamman hyötysuhteen (yli 10%), kun ne toimivat E85: n alla. Netto CO 2 -päästöjä vähennetään noin 40%.
Nyt on olemassa Flex-sarjat, elektroninen laatikko, joka säätää ruiskutusaikoja ja antaa monipiste- tai yksipisteruiskutusautoille mahdollisuuden ajaa vapaasti superetanolilla. Paketti on ollut käytössä Brasiliassa, Yhdysvalloissa, Ruotsissa jo vuosia. Paketteja "Flex", Euroflex, ful.flex, flextek on useita. Ranskassa on tällä hetkellä hyväksytty kolme yritystä automalleihin (FlexFuel Energy Development, Biomotors ja ARM Engineering). Paketit (laatikko-asennus-takuu jne.) Vaihtelevat 790 eurosta 1790 euroon (moottorityypistä riippuen) automaattisten tai kaksoispolttoainelaatikkomallien kanssa. Yli 30000 autoa ajetaan Brasiliassa joustavilla sarjoilla, 90% autoista on yhteensopivia.
2000-luvulta lähtien yhä useammat tavanomaisilla bensiinimoottoreilla varustetut autot kuluttavat E85: tä, vaikka mitään tutkimusta tämän polttoaineen vaikutuksen määrittämiseksi tavanomaisissa bensiinimoottoreissa ei ole tehty, autonvalmistajat ovat rajoittuneet suosittelemaan hyväksyttyjen polttoaineiden käyttöä ajoneuvojensa hyväksyntätesteissä. autot.
Kaikissa teollisuusmaissa on toimintaa, jossa bioetanolia käytetään polttoaineena. Tämä antaa suuren merkityksen kannattavalle bioetanolin tuotannolle. Bioetanolin tuotannon nykyaikaiset tekniikat mahdollistavat saannon lisäämisen hydrolyysin ja käymisen aikana . Dekantti kuivaa vielä tislauksen jälkeen jäännöksen ja erottaa kiinteät aineet hienosta asetelmasta . Hieno vinasse on väkevöity siirappiin. Sitten se sekoitetaan laskeutumissäiliöstä tuleviin kiinteisiin aineisiin. Tarvittaessa kiinteät aineet kuivataan lämpösiirapilla niiden muuttamiseksi DDGS: ksi (Distiller Dried Grains & Solubles) tai niitä käytetään kuivattamattomina proteiinilisäaineina karjan rehussa.
Tätä agropolttoainetta esitellään vihreänä polttoaineena , mutta sen nimi "bioetanoli" on kiistanalainen useista syistä:
Vuonna 2007 paljastettiin, että etanolin tuotanto ja kulutus Brasiliassa , joka on yksi maapallon suurimmista etanolintuottajista, nosti huomattavasti maan hintaa ja maissin, maidon, sokerin ja lihan tuotantokustannuksia. Archer Daniels Midlandin kaltaiset etanolintuottajat ovat herättäneet kritiikkiä tutkijoilta, jotka pelkäävät mahdollista nälänhätää elintarvikkeiden hintojen todennäköisen nousun ja maaperän monokulttuurin vuoksi , pakottaen tuottajat tuomaan välttämättömiä elintarvikkeita.
Vuonna 2008 Brasilia tuotti 22,3 miljardia litraa etanolia eli 1/3 maailman tuotannosta. Puolet Brasilian sokeriruo'on kentistä on tarkoitettu etanolin tuotantoon, josta 85% kulutetaan kotimarkkinoilla ja vain 15% viedään vientiin. Brasiliassa etanolia käytetään biopolttoaineena : sokeriruo'osta saatu bioetanoli kattaa 22% kansallisesta polttoainetarpeesta.
Yhdysvalloissa ja Brasiliassa yksistään tuottavat 70% maailman etanolin.
Vuonna 2018 bioetanolin maailmanlaajuinen tuotanto oli 108 miljardia litraa, josta 5,4 miljardia litraa Euroopan unionissa .
| Maa | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 |
|---|---|---|---|---|---|
| Yhdysvallat | 54,181 | 56.051 | 58,345 | 60.324 | 60,780 |
| Brasilia | 25,590 | 27,255 | 25,590 | 25.968 | 29.980 |
|
Euroopan unioni * Ranska * Saksa * Yhdistynyt kuningaskunta |
5,470 1,018 0,920 0,329 |
5,250 1,039 0,937 0,538 |
5,213 0,987 0,935 0,660 |
5300 1000 0,850 0,685 |
5,413 1 000 0,910 0,760 |
| Kiina | 2.404 | 3.078 | 3.199 | 3,255 | 3.975 |
| Kanada | 1,930 | 1,650 | 1,650 | 1,779 | 1.817 |
| Thaimaa | 1.173 | 1,264 | 1.219 | 1 400 | 1,476 |
| Intia | 0,322 | 0,738 | 1.041 | 0,795 | 1.514 |
| Argentiina | 0,605 | 0,799 | 0,999 | 1,098 | 1,098 |
| Muu | 3,274 | 1,480 | 1,567 | 1,855 | 2.078 |
| Kaikki yhteensä | 94,949 | 97,565 | 99,110 | 101,487 | 108,149 |
Yhdysvalloissa on, vuonna 2019, on maailman johtavia bioetanolia. Niiden tuotanto oli 6,21 miljoonaa kuutiometriä vuonna 2001 ja 10,2 miljoonaa kuutiometriä vuonna 2003.
Vuonna 2006 10% maissintuotannosta muutettiin biopolttoaineiksi Yhdysvalloissa.
Ensimmäinen vihreän öljyn tai bioetanolin viejä Brasilia on alan edelläkävijä: tämä sokeriruo'on alkoholi kehitettiin ensimmäisen öljyshokin jälkeen vuonna 1973 sotilaallisen diktatuurin aloitteesta. Se käynnistettiin uudelleen vuonna 2003 markkinoimalla ”flex-fuel” -autoa, joka hyväksyi välinpitämättömästi bensiiniä, etanolia tai näiden kahden seosta. Vuonna 2006 75% Brasiliassa myydyistä autoista oli joustavia. Kansallinen moottoriajoneuvovalmistajien liitto (Anfavea) arvioi, että 4 vuoden kuluttua ne edustavat 85 prosenttia tiellä olevista autoista. Brasilia, joka tuottaa 17 miljardia litraa etanolia vuodessa, kilpailee Yhdysvaltojen kanssa ensimmäisen tuottajan sijasta. Villitys ei ole ilman haittoja: elintarvikkeena pysyvän sokerin maailmanmarkkinahinta nousee ja etanolin hinta nousee. "Ja sokeriruokoviljelmien pidennyksen työntämät pienet talonpojat virtaavat takaisin Amazoniin , missä he raivaavat maan tämän istuttamiseksi", varoittaa Les Amis de la Terren yhdistys . Näille pienviljelijöille hallitus kannustaa tuottamaan toista biopolttoainetta, biodieseliä , joka sekoittuu dieseliin ja on valmistettu öljysiemenistä, joita on helppo kasvattaa pienillä tontilla.
Brasiliassa öljy-yhtiöiden on markkinoitava polttoaineensa seoksena 20-25% etanolia. Lisäksi nopeuttaakseen bensiini- ja etanolikäyttöisten Flex-Fuel-ajoneuvojen käyttöönottoa hallitus myöntää huomattavan alennuksen näiden ajoneuvojen ostoverosta. Nämä ajoneuvot edustavat jo 37% Brasilian autokannasta. Nämä ajoneuvot käyttävät yksinomaan puhdasta etanolia 80% ajasta.
Ranska on johtava bioetanolin tuottaja Euroopassa. Vuonna 2011 Euroopassa tuotetuista 43,4 miljoonasta hehtolitrasta (MhL) 12 MhL tuotettiin Ranskan alueella. Bioetanolista 58% tuotettiin siellä viljasta, 38% punajuuresta ja 4% viinietanolista.
Vuonna 2018 SP95-E10: n , joka sisältää jopa 10% juurikkaansokerista tai viljatärkkelyksestä tuotettua bioetanolia , myynti kasvoi 15% ja saavutti 47% bensiinimarkkinoista, mikä on kuitenkin vain 21% Ranskan polttoainemarkkinoista, kaukana dieselöljyn takana. Superethanol-E85, joka sisältää jopa 85% etanolia, etenee vielä nopeammin: + 55% vuonna 2018; sen markkinaosuus kasvoi 1,3 prosentista 2,3 prosenttiin vuoden aikana.
Vuonna Belgiassa , kolme bioetanolilaitosta toimintakuntoon 2015. Wanze ( Huy ) kasvi, BioWanze , vihittiin vuonna 2008 on suurin tuotantokapasiteetti on 300000 m 3 / vuosi . Gentin satamassa sijaitsevan ja vuonna 2008 käyttöönotetun Alco Bio -polttoainetehtaan maksimikapasiteetti on 150 000 m 3 / vuosi , kun taas Aalstissa sijaitseva Tereos Syral -tehdas voi tuottaa jopa 60 000 m 3 / vuosi .
Biodieselin veron puuttuminen lisäsi polttoaineen tuotantoa 60 prosenttia vuosina 2004–2005 .
Maissipohjaisen etanolisektorin vahva kehitys aiheuttaa maissin hintojen nousun Meksikossa. Meksikon pääruoka on Tortilla , maissijauhoista valmistettu ruoka .
ePure, eurooppalainen yhdistys, jonka pääkonttori on Brysselissä, perustettiin vuonna 2010 puolustamaan etanolin tuottajien etuja Euroopan unionin edustuselimissä. Kyseessä on Euroopan alkoholintuottajien liiton (UEPA) ja bioetanolin tuottajajärjestön eBion (Euroopan bioetanolipolttoainejärjestö) fuusio. Noin 40 yritystä on ePuren jäseniä. Yhdessä ne edustavat 43 tuotantoyksikköä 16 Euroopan maassa, eli 85% Euroopan bioetanolin tuotantokapasiteetista.
Uusia aloja bioetanolin tuotantoon biotekniikalla tai uusia menetelmiä, joiden pitäisi kilpailla vähemmän elintarviketuotannon kanssa, kehitetään:
BTL sektori (varten biomassa nesteeksi , Englanti) Sitä pidetään usein tulevaisuuden kaikkein uskottavimpana sektorina. Sen tarkoituksena on valmistaa bioetanolin tai biodieselin , kuten ” toisen sukupolven vihreä polttoaineita ”, mutta teollisissa prosesseissa käytetään erittäin erilaiset kuin perinteisen ”sokeri” ja ”öljy” aloilla ja vielä huonosti hallittava. BTL-yleissektori kattaa kaksi alasektoria, mikä mahdollistaa synteettisten polttoaineiden tuottamisen termokemiallisesti ( kaasutus ) tai biokemiallisesti (entsymaattinen hydrolyysi); Lämpökemiallinen reitti mahdollistaa biodieselin hankkimisen. Choren Industries , saksalainen Freibergissä (Sachsenissa, lähellä Dresdeniä) sijaitseva yritys, on johtava asema tällä alueella. Carbo-V-tekniikallaan se tuottaa SunDieseliä puusta tai minkä tahansa tyyppisestä biomassasta. Tämä lämpökemiallinen reitti muuntaa ensin biomassan synteesikaasuksi (vedyn ja hiilimonoksidin seokseksi), joka sitten muutetaan dieseliksi käyttäen menetelmiä, jotka Saksa on kehittänyt alun perin hiilen muuntamiseksi dieseliksi toisen maailmansodan aikana ja sitten Etelä-Afrikan asettaman kauppasaarton aikana. apartheidin torjumiseksi. Toinen lämpökemiallinen reitti tuottaa pyrolyysillä öljyn, jota jalostetaan sen jälkeen polttoaineiden ja kemikaalien uuttamiseksi, joilla on korkea lisäarvo; Biokemiallinen polku käyttää luonnossa esiintyviä entsyymejä. Esimerkiksi kanadalainen Iogen-yhtiö , joka perustuu Ottawa , on koelaitoksessa, joka muuntaa selluloosamateriaalien (vehnän olki, puu, jne.) Tulee EcoEthanol, käyttäen patentoitua entsyymejä . Choren ja Iogen hyötyvät molemmat englantilais-hollantilaisen jättiläisen Shellin taloudellisesta tuesta . Sekabin pilottitehdas Domsjössä, Ruotsissa tuottaa etanolia hakkeesta. Tuotantoprosessissa yhdistyvät happamat ja entsymaattiset hydrolyysit. Saadut tuotteet ovat ligniini, joka voidaan joko polttaa suoraan tai kuivata ja myydä käytettäväksi polttoaineena, talteen otettu hiilidioksidi ja etanoli, jota Sekabin tehdas käyttää tuottamaan biopolttoainetta E85, joka sisältää 75-85% etanolia ja 15-25% bensiiniä ; Biologinen polku Tavoitteena on tuottaa bioetanolia bakteereista, levistä ( algofuel ) tai syanofysioista tai entsyymeistä varastoimalla soluihin lipidejä (muunnettavissa biodieseliksi) tai tärkkelystä (muunnettavissa bioetanoliksi). Etelä-korealainen tutkija Jeon Byeong-hoon testasi levien soluseinät tuhoavan ultraäänen käytön , mikä antoi hänelle mahdollisuuden lisätä näiden levien etanolituotantoa kuusinkertaiseksi (0,8 grammasta etanolia litrassa 6 grammassa litrassa);Vielä kaukainen tapa olisi luoda keinotekoinen fotosynteesi ja synteesi etanolista, jotka jäljittelevät luonnollisia prosesseja, tai kytkemällä molekyylitasolla katalyytit ja valoherkistimet nanomoneissa tai supramolekyylisissä järjestelmissä .