Er ethanol virkelig mere miljøvenligt end gas?

  • Yurii Mongol
  • 0
  • 3702
  • 853
En medarbejder fra Enterprise-billeje gasser en Chevrolet med E85 flex-fuel i Washington, D.C. Mere miljøbevidste forbrugere kræver biler med højere gas kilometertal fra biludlejningsfirmaer. Se flere billeder af AFV'er. Chip Somodevilla / Getty Images

I energisektoren kan behovet for ændringer ikke længere diskuteres. Ud over faren for fuldstændig afhængighed af udenlandsk olie, når både global politik og gaspriser er mere ustabile end nogensinde, begynder miljøpåvirkningen af ​​at forbrænde millioner af gallon fossile brændstoffer hurtigere end vi kan sige "drivhusgasser" at synke ind i den generelle bevidsthed . Så hvad er svaret? Nogle siger, at det er brint, som er et strålende alternativ, men i sidste ende rejser nogle komplekse spørgsmål om sikkerhed. Andre peger på naturressourcer som sollys og vind. Dele af industrien med vedvarende energi er også temmelig ivrige efter ethanol - hvordan kan du argumentere med visdom om at drive vores biler med rigeligt majs?

Tilsyneladende kan du argumentere med det, og det er mange mennesker. Først en hurtig grunning om, hvad ethanol er, og hvordan det er lavet.

Ethanol er kornalkohol. I USA er det normalt lavet af majs. I Brasilien er det oftest lavet med sukkerrør. Hvede, byg og kartofler er også kilder til ethanol.

Der er et par måder at fremstille ethanol på brændstofkvalitet på, og en af ​​de mest almindelige er er tørfræsemetode, der går sådan i retning:

  • Majs (eller andet korn) passerer gennem et malende måltid. Det kommer ud som et pulver.
  • En blanding lavet af dette kornpulver, vand og et enzym kommer ind i en komfur med høj varme, hvor det er flydende. Enzymet hjælper med at nedbryde kornforbindelsen til hjælpemiddel i flydende processen.
  • Den flydende mos afkøles, og et andet enzym sættes til blandingen. Dette enzym omdanner stivelsen til sukkerarter, der kan fermenteres for at skabe alkohol.
  • Der tilsættes gær til sukkerblandingen for at begynde fermenteringsprocessen. Sukkererne nedbrydes til ethanol (en form for alkohol) og kuldioxid.
  • Den fermenterede blanding destilleres. Ethanolen adskiller sig fra de faste stoffer.
  • En dehydratiseringsproces fjerner vand fra den adskilte ethanol.
  • En lille mængde benzin sættes til ethanolen for at gøre det udrikkeligt. Al ethanol, der bruges som brændstof, skal gøres utilgængelig.

Byprodukter af denne proces, herunder -distiller korn og kuldioxid, er nyttige i landbruget og gårdene og kan sælges af ethanolfremstillingsanlægget til forskellige formål. Men ifølge mange eksperter inden for landbrug har alvorlige ulemper ved at gøre ethanol til en stor aktør i brændstofindustrien.

I denne artikel skal vi se på, hvad der gør ethanol til en potentielt god kilde til ren energi - og finde ud af, hvorfor nogle mennesker synes, at dette potentiale er begrænset.

Ethanolbrændstof er ikke en moderne opfindelse; nogle mennesker har brændstof med majs i årtier. DOE / JGI

I sin nuværende status som et lavt procentdel brændstofadditiv er fordelene ved ethanol åbenlyse. Da ethanol indeholder meget ilt i dets kemiske struktur, forbrænder det temmelig rent. Tilføjet i små mængder (typisk en del ethanol, ni dele benzin) til benzin, der brændstof til vores biler, reducerer det drivhusemissioner som kulilte og nitrogenoxider. Argonne National Laboratory rapporterer et cirka 10 ton (9,07 ton) fald i drivhusgasemissioner som følge af brugen af ​​ethanolbrændstof i 2007 alene [kilde: Biofuels Digest]. En undersøgelse fra 2006 i Wisconsin viste 16 procent færre dage med høj ozon siden introduktionen af ​​10-90 brændstof i 1994 [kilde: Ethanol].

Tilsætningen af ​​ethanol til brændstofblandingen reducerer også mængden af ​​benzin, vi forbruger, når vi kører, og enhver bil kan køre på denne 10-90 ethanolblanding (kaldet E10). 85-15 ethanolblandingen (kaldet E85), der kun brænder specielle fleksible brændstofbiler (FFV'er) brænder endnu mere rent, hvilket yderligere reducerer frigivelsen af ​​skadelige gasser i atmosfæren, der kan forårsage luft- og vandforurening, global opvarmning og smog. Men kun en relativ håndfuld køretøjer kan køre på denne blanding - en ud af 40 biler fra og med 2006 [kilde: Joyce]. Det er ikke almindeligt lagerført på tankstationer.

Problemet med at bruge ethanol som brændstof i stor skala kommer ned på to primære relaterede problemer:

  • Der er ikke næsten så meget energi i ethanol, som der er i benzin.
  • Oprettelse af betydelige mængder energi fra fødevareafgrøder vil udtømme den disponible mængde jord til at dyrke faktisk mad til folk at spise.

Mens de fleste eksperter er enige om disse to punkter, er de tilbøjelige til at variere med hensyn til grad.

Ifølge Cornell University professor i landbrug David Pimentel skaber produktion af ethanol faktisk et nettotab af energi. Ifølge hans beregninger kræver 131.000 BTU energi til produktion af majs og forarbejdning til 1 gallon (3,7 liter) ethanol; men 1 gallon ethanol indeholder kun 77.000 BTU'er [kilde: Sundhed og energi]. Og da landmænd bruger fossilt brændstofdrevet udstyr til at plante, vedligeholde og høste majs og bruger fossilbrændstofdrevne maskiner til at forarbejde det majs til ethanol og derefter i næsten alle tilfælde sende produktet til opsamlingssteder via med brændstofdrevet transport brænder ethanolindustrien faktisk store mængder benzin til at producere dette alternative brændstof. At ethanol kan ende med at indeholde mindre energi end den benzin, der blev brugt til at producere den.

Transportaspektet af processen kunne dog snart ændre sig med åbningen af ​​den allerførste amerikanske ethanolrørledning i december 2008. Den transporterer ethanol (136 kilometer) gennem Florida fra Tampa til Orlando. Rørføring af ethanol har altid været et problem, fordi brændstoffet henter urenheder på vej fra punkt A til punkt B. Disse urenheder er uacceptable i ethanol og kan skade traditionelt gasrørledningsmateriale. Men det Texas-selskab, der udviklede rørledningen, ser ud til at have overvundet udfordringerne [kilde: Galbraith].

Selvfølgelig er det kun en pipeline. Alligevel er ikke alle videnskabsmænd enige i Pimentels dyre analyse med hensyn til energieffektivitet. -De amerikanske nationale vedvarende energilaboratorium finder, at det kræver 1 BTU fossilt brændstof for at få 1,3 BTU'er ethanol på markedet [kilde: NREL]. Det ville betyde en nettovinst på 30 procent i energi, ikke et nettotab.

Bortset fra energieffektivitet ser de i Pimentels lejr faktisk ikke majs som en virkelig vedvarende energikilde. Pimentel estimerer, at en bil i et enkelt år ved hjælp af ethanol ville kræve 11 acres (44.515 kvadratmeter) majs, plads, der kan bruges til at fodre mindst syv mennesker [kilde: Sundhed og energi]. Da kornmarker i USA tager et stykke tid at genopfylde sig på grund af både jord erosion og irrigationsproblemer, ville disse acres i sidste ende være ude af drift i en længere periode, hvilket betyder, at der ikke er noget majs til ethanol og intet anvendeligt land til anden mad afgrøder. For at opretholde en ethanolbaseret brændstofindustri skulle flere og flere landbrugsarealer afsættes til majs alene. Det ultimative resultat kan være en mangel på hjemmelavet mad og højere priser i supermarkedet for alle slags produkter.

Et muligt svar på ethanolkontroversen er noget, der kaldes celluloseholdig ethanol. Cellulosethanol er fremstillet af ikke-fødevareprodukter såsom majsstængler, træflis og switchgrass. Hvis dette lille hjørne af ethanolindustrien udvikler sig til en stor nok producent, kan cellulosethanol vise sig at være et levedygtigt kompromis med lavere omkostninger i ethanol kontra benzin debatten.

For mere information om ethanol og andre muligheder for vedvarende energi, se over linkene på næste side.

Relaterede artikler

  • Græsolin: Kan vi brænde biler med græs??
  • Vil alternative brændstoffer udtømme den globale majsforsyning?
  • Sådan fungerer brintøkonomien
  • Sådan fungerer hybridbiler
  • Sådan fungerer elbiler
  • Sådan fungerer biodiesel
  • Sådan fungerer vindkraft
  • Sådan fungerer solceller

Flere gode links

  • Ethanol.org
  • Nationalt laboratorium for vedvarende energi
  • The New York Times: Springtime for Ethanol - 23. januar, 2007
  • Planet Green
  • TreeHugger.com

Kilder

  • "Argonne National Laboratory siger, at ethanol reducerede GGE'er med 10 millioner tons i 2007." Biobrændstoffer Digest. 22. april 2008. http://www.biofuelsdigest.com/blog2/2008/04/22/argonne-national-laboratory-says-ethanol-reduced-gges-by-10-million-tons-in-2007/
  • Barrionuevo, Alexei. "Springtime for Ethanol." The New York Times. 23. januar 2007. http://www.nytimes.com/2007/01/23/washington/23ethanol.html?_r=1&th&emc=th&oref=slogin
  • Ethanol.org http://www.ethanol.org/
  • Galbraith, Kate. "En ethanol-rørledning begynder service." The New York Times. 10. december 2008.http: //greeninc.blogs.nytimes.com/2008/12/10/an-ethanol-pipeline-begins-service/? Hp
  • Halperin, Alex. "Ethanol: Myter og virkeligheder." BusinessWeek Online. 19. maj 2006. http://www.businessweek.com/technology/content/may2006/ tc20060519_225336.htm
  • Joyce, Christopher. "Undersøgelse støtter ethanol som benzinerstatning." NPR.org. 26. januar 2006. http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=5173420
  • Segelkin, Roger. "Ethanolbrændstof fra majs defekt som 'uholdbart subsidieret madforbrænding'." HealthAndEnergy.com. http://healthandenergy.com/ethanol.htm

-




Endnu ingen kommentarer

De mest interessante artikler om hemmeligheder og opdagelser. Masser af nyttige oplysninger om alt
Artikler om videnskab, rum, teknologi, sundhed, miljø, kultur og historie. Forklare tusinder af emner, så du ved, hvordan alt fungerer