ביואתנול. האם ניתן לעבור לדלק חדש?

ייצור ביואתנול

ביואתנול, כמו ביודיזל, מיוצר מחומרים צמחיים. לעתים קרובות יותר מאחרים, שני יבולים נלקחים לייצור ביואתנול: תירס וקנה סוכר. כך למשל, ייצור ביואתנול בארצות הברית מבוסס בעיקר על תירס, בברזיל - על קני סוכר. עם זאת, צמחים אחרים בעלי תכולה גבוהה של עמילן וסוכרים צמחיים יכולים לשמש גם כחומרי גלם: תפוחי אדמה, סלק סוכר, בטטה וכו'.

בעולם, ייצור הביואתנול הוא המפותח ביותר באמריקה. יכולות הייצור של ברזיל וארצות הברית ביחד מהוות יותר ממחצית (ליתר דיוק, למעלה מ-60%) מהייצור העולמי של דלק זה.

בבסיסו, ביואתנול הוא אלכוהול אתילי רגיל (או אתנול), המשמש לייצור משקאות אלכוהוליים עם הנוסחה הכימית הידועה C₂H₅אה. עם זאת, ביואתנול אינו מתאים לצריכת מזון בשל נוכחותם של תוספים מיוחדים, תוספי דלק. בנוסף ל-tert-butyl methyl ether (MTBE), המגביר את עמידות הפיצוץ של דלקים ביולוגיים, מפחית את קורוזיביות האלכוהול ומהווה נשא של חמצן נוסף המעורב בבעירה, כמויות קטנות של תוספים אחרים מתווספות לביואתנול.

ידועות מספר טכנולוגיות לייצור ביואתנול.

1. תסיסה של מוצרים אורגניים. ידוע מימי קדם והשיטה הקלה ביותר להשגת אלכוהול אתילי. במהלך תסיסת שמרים של תערובות המכילות סוכר מתקבלת תמיסה בעלת תכולת אתנול המסה של כ-15%. עם עלייה בריכוז, מתים חיידקי שמרים, מה שמוביל להפסקת ייצור אלכוהול אתילי. לאחר מכן, אלכוהול מופרד מהתמיסה על ידי זיקוק. נכון לעכשיו, שיטה זו אינה משמשת בייצור תעשייתי של ביואתנול.
2. ייצור באמצעות תרופות רקומביננטיות. חומר הגלם נמעך ומתסיס עם גלוקואמילאז ועמילוסוטילין. לאחר מכן, הזיקוק מתבצע בעמודות מואצות עם הפרדת אלכוהול. שיטה בשימוש נרחב לייצור תעשייתי של ביואתנול.
3. ייצור הידרוליזה. למעשה, מדובר בהפקת אלכוהול מחומרי גלם המכילים תאית שעברה הידרוליזה על ידי תסיסה תעשייתית. הוא משמש בעיקר ברוסיה ובמדינות פוסט-סובייטיות אחרות.

נכון להיום, הייצור העולמי של ביו-אתנול, על פי הערכות שונות, מעט נמוך ב-100 מיליון טון בשנה.

ביואתנול. מחיר לליטר

עלות ייצור ביואתנול לליטר אחד תלויה במספר גורמים.

1. העלות הראשונית של חומרי גלם שגדלו לעיבוד.
2. יעילות חומרי הגלם בהם נעשה שימוש (טכנולוגיית הייצור והיחס בין הביואתנול שנוצר לכמות חומרי הגלם המעורבים).
3. לוגיסטיקה של ייצור (ככל שמפעלי עיבוד קרובים יותר למטעים עם חומרי גלם, כך הייצור זול יותר, שכן עלויות ההובלה במקרה של סוג זה של דלק ממלאות תפקיד משמעותי יותר מאשר בייצור בנזין נפט).
4. עלות הייצור עצמו (יכולת ייצור של ציוד, תגמול עובדים, עלויות אנרגיה).

לכן, במדינות שונות, עלות ייצור 1 ליטר ביואתנול משתנה. להלן העלות של דלק זה לליטר בחלק ממדינות העולם:

• ארה"ב - $0,3;
• ברזיל – 0,2 דולר;
• באופן כללי עבור יצרנים אירופאים - כ $ 0,5;

לשם השוואה, העלות הממוצעת של ייצור בנזין היא כ-0,5 עד 0,8 דולר לליטר, אם לא לוקחים בחשבון מדינות מייצאות נפט גולמי כמו ערב הסעודית או ונצואלה, שבהן ליטר בנזין עולה פחות מליטר מים.

ביואתנול E85

אולי חלק הארי של כל סוגי הדלק המכילים ביואתנול תופס על ידי המותג E85. סוג זה של דלק הוא 85% ביואתנול ו-15% בנזין רגיל.

דלקים אלו מתאימים רק לכלי רכב שתוכננו במיוחד המסוגלים לפעול על דלק ביולוגי. הם בדרך כלל מסומנים כמכוניות Flex-Fuel.

ביואתנול E85 מופץ באופן נרחב בברזיל, ונמצא גם בארצות הברית. באירופה ובאסיה, דרגות E5, E7 ו-E10 נפוצות יותר עם תכולת ביו-אתנול של 5, 7 ו-10 אחוזים, בהתאמה. שאר הנפח בתערובות דלק אלו מוקצה באופן מסורתי לבנזין רגיל. כמו כן, לאחרונה, דלק E40 עם תכולת ביו-אתנול של 40% צובר פופולריות.

//www.youtube.com/watch?v=NbHaM5IReEo

יתרונות וחסרונות של ביואתנול

בואו נסתכל תחילה על היתרונות של ביואתנול.

1. זולות יחסית בייצור. זאת בתנאי שליצרן הארץ אין עתודות נפט משלו, בשפע, ותעשיית הגידולים מפותחת. למשל, בברזיל, שיש לה מעט עתודות נפט משלו בפריסה ארצית, אך פיתחה חקלאות ואקלים נוח, הרבה יותר משתלם לייצר דלק המבוסס על ביואתנול.
2. ידידותיות לסביבה של פליטה. ביואתנול טהור פולט רק מים ופחמן דו חמצני בעת שריפה. לא נפלטים פחמימנים כבדים, חלקיקי פיח, פחמן חד חמצני, רכיבים המכילים גופרית וזרחן לאטמוספירה כאשר המנוע פועל על ביואתנול. על פי הערכה מקיפה (בהתחשב בכל הפרמטרים שהוערכו על פי תקן EURO), התברר כי טוהר גזי הפליטה גבוה פי 8 עבור מנועים הפועלים על ביואתנול.
3. התחדשות. אם עתודות הנפט הן סופיות (עובדה מוכחת כיום: תיאוריות על אופיו המתחדש של הנפט כפליטות מבטי כדור הארץ נדחות על ידי הקהילה המדעית העולמית), אזי הייצור של ביו-אתנול תלוי רק בתפוקת המטעים.
4. צריכת דלק נמוכה יותר. בממוצע, בנסיעה על ביואתנול, עם מערכת דלק מוגדרת כהלכה, עד 15% מהדלק נחסך ביחס נפח. באופן קונבנציונלי, במקום 10 ליטר בנזין, מכונית תשתמש רק ב-100 ליטר ביואתנול ל-8,5 ק"מ.

החסרונות של דלק מסוג זה, בעיקר ביחס לצי הרכב הקיים, משמעותיים כיום.

1. צריכה מופרזת של ביו-אתנול במכונית שבה ל-ECU אין הגדרות לעבודה על דלק ביולוגי. ובכלל, לרוב ישנה יעילות נמוכה של מנוע שאינו מיועד לדלק צמחי. העובדה היא שצפיפות האנרגיה והיחס הנפחי הנדרש של אוויר ודלק בביואתנול שונים מבנזין. זה מוביל לפעולה לא יציבה של המנוע.
2. הרס אטמי גומי ופלסטיק. המאפיינים של גומי ופלסטיק המאפשרים לחומרים אלה להיות כמעט ניטרליים ביחס לנושאי אנרגיה נפט אינם יכולים לספק עמידות כימית לאתנול. וכלבי הים, שיכולים לעמוד באינטראקציה עם בנזין במשך עשרות שנים, מושמדים תוך מספר חודשים על ידי מגע מתמיד עם אלכוהול.
3. כשל מהיר של מנוע שאינו מיועד לנהוג על ביואתנול. כתוצאה משתי הנקודות הקודמות.

בהתבסס על האמור לעיל, אנו יכולים להסיק שביואתנול יהווה אלטרנטיבה מצוינת לבנזין רגיל אם המכונית מיועדת לסוג זה של דלק.

ביואטנול במכונית שלך: חבר או אויב?