Bioetanolo. È possibile passare a un nuovo carburante?

Produzione di bioetanolo

Il bioetanolo, come il biodiesel, è prodotto da materiali vegetali. Più spesso di altri, per la produzione di bioetanolo vengono prelevati due raccolti: il mais e la canna da zucchero. Ad esempio, la produzione di bioetanolo negli Stati Uniti si basa principalmente sul mais, in Brasile - sulla canna da zucchero. Tuttavia, come materie prime possono essere utilizzate anche altre piante ad alto contenuto di amido e zuccheri vegetali: patate, barbabietola da zucchero, patata dolce, ecc.

Nel mondo, la produzione di bioetanolo è più sviluppata in America. Le capacità di produzione del Brasile e degli Stati Uniti insieme rappresentano più della metà (più precisamente, oltre il 60%) della produzione mondiale di questo combustibile.

Al centro, il bioetanolo è il normale alcol etilico (o etanolo), che viene utilizzato nella produzione di bevande alcoliche con la nota formula chimica C₂H₅ooh Tuttavia, il bioetanolo non è adatto al consumo alimentare a causa della presenza di additivi speciali, additivi per carburanti. Oltre al terz-butil metil etere (MTBE), che aumenta la resistenza alla detonazione dei biocarburanti, riduce la corrosività degli alcoli ed è un vettore di ossigeno aggiuntivo coinvolto nella combustione, al bioetanolo vengono aggiunte piccole quantità di altri additivi.

Sono note diverse tecnologie per la produzione di bioetanolo.

1. Fermentazione di prodotti biologici. Conosciuto fin dall'antichità e il metodo più semplice per ottenere l'alcol etilico. Durante la fermentazione del lievito di miscele contenenti zucchero si ottiene una soluzione con un contenuto in massa di etanolo di circa il 15%. Con un aumento della concentrazione, i batteri del lievito muoiono, il che porta all'interruzione della produzione di alcol etilico. Successivamente, l'alcol viene separato dalla soluzione per distillazione. Attualmente, questo metodo non è utilizzato nella produzione industriale di bioetanolo.
2. Produzione mediante farmaci ricombinanti. La materia prima viene frantumata e fatta fermentare con glucoamilasi e amilosubtilina. Successivamente si procede alla distillazione in colonne acceleranti con separazione dell'alcool. Un metodo ampiamente utilizzato per la produzione industriale di bioetanolo.
3. produzione di idrolisi. Si tratta infatti della produzione di alcol da materie prime contenenti cellulosa preidrolizzata mediante fermentazione industriale. È utilizzato principalmente in Russia e in altri paesi post-sovietici.

Attualmente, la produzione mondiale di bioetanolo, secondo varie stime, è leggermente inferiore a 100 milioni di tonnellate all'anno.

Bioetanolo. Prezzo al litro

Il costo della produzione di bioetanolo per 1 litro dipende da diversi fattori.

1. Il costo iniziale delle materie prime coltivate per la lavorazione.
2. L'efficienza delle materie prime utilizzate (tecnologia di produzione e rapporto tra il bioetanolo risultante e la quantità di materie prime coinvolte).
3. Logistica della produzione (più vicine alle piantagioni con materie prime sono le imprese di trasformazione, più economica è la produzione, poiché i costi di trasporto nel caso di questo tipo di carburante svolgono un ruolo più significativo rispetto alla produzione di benzina di petrolio).
4. Il costo di produzione stesso (fabbricabilità delle apparecchiature, remunerazione dei lavoratori, costi energetici).

Pertanto, nei diversi paesi, il costo di produzione di 1 litro di bioetanolo varia. Ecco il costo di questo carburante al litro in alcuni paesi del mondo:

• USA - $ 0,3;
• Brasile - $ 0,2;
• in generale per i produttori europei - circa $ 0,5;

Per fare un confronto, il costo medio di produzione della benzina è di circa $ 0,5 a $ 0,8 al litro, se non si considerano i paesi esportatori di petrolio greggio come l'Arabia Saudita o il Venezuela, dove un litro di benzina costa meno di un litro d'acqua.

Bioetanolo E85

Forse la parte del leone tra tutti i tipi di combustibili contenenti bioetanolo è occupata dal marchio E85. Questo tipo di carburante è composto per l'85% da bioetanolo e per il 15% da normale benzina di petrolio.

Questi carburanti sono adatti solo per veicoli appositamente progettati in grado di funzionare con biocarburanti. Di solito sono etichettati come auto a carburante flessibile.

Il bioetanolo E85 è ampiamente distribuito in Brasile e si trova anche negli Stati Uniti. In Europa e in Asia, i gradi E5, E7 ed E10 sono più comuni con un contenuto di bioetanolo rispettivamente del 5, 7 e 10%. Il resto del volume in queste miscele di carburante è tradizionalmente assegnato alla benzina normale. Anche di recente, il carburante E40 con un contenuto di bioetanolo del 40% sta guadagnando popolarità.

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Vantaggi e svantaggi del bioetanolo

Diamo prima un'occhiata ai vantaggi del bioetanolo.

1. Economicità relativa di produzione. Ciò a condizione che il produttore di campagna non abbia le proprie abbondanti riserve di petrolio e che l'industria delle colture sia sviluppata. Ad esempio, il Brasile, che ha poche riserve petrolifere proprie a livello nazionale, ma ha sviluppato l'agricoltura e un clima favorevole, è molto più redditizio produrre carburante a base di bioetanolo.
2. Compatibilità ambientale dello scarico. Il bioetanolo puro emette solo acqua e anidride carbonica quando viene bruciato. Quando il motore funziona a bioetanolo, non vengono emessi nell'atmosfera idrocarburi pesanti, particelle di fuliggine, monossido di carbonio, componenti contenenti zolfo e fosforo. Secondo una valutazione approfondita (tenendo conto di tutti i parametri valutati secondo lo standard EURO), la purezza dei gas di scarico si è rivelata 8 volte superiore per i motori alimentati a bioetanolo.
3. Rinnovabilità. Se le riserve di petrolio sono limitate (un fatto oggi provato: le teorie sulla natura rigenerativa del petrolio come emissioni dalle viscere della Terra sono rifiutate dalla comunità scientifica mondiale), allora la produzione di bioetanolo dipende solo dalla resa delle piantagioni.
4. Minore consumo di carburante. In media, quando si guida a bioetanolo, con un sistema di alimentazione opportunamente configurato, si risparmia fino al 15% di carburante in un rapporto volumetrico. Convenzionalmente, invece di 10 litri di benzina, un'auto utilizzerà solo 100 litri di bioetanolo ogni 8,5 chilometri.

Gli svantaggi di questo tipo di carburante, soprattutto in relazione alla flotta esistente di veicoli, sono attualmente notevoli.

1. Consumo eccessivo di bioetanolo in un'auto in cui la centralina non ha le impostazioni per lavorare sui biocarburanti. E in generale, c'è spesso una bassa efficienza di un motore che non è progettato per combustibili vegetali. Il fatto è che la densità di energia e il rapporto volumetrico richiesto di aria e carburante nel bioetanolo differiscono dalla benzina. Ciò porta a un funzionamento instabile del motore.
2. Distruzione di guarnizioni in gomma e plastica. Le proprietà della gomma e della plastica che consentono a questi materiali di essere virtualmente neutri rispetto ai vettori energetici del petrolio non possono fornire resistenza chimica all'etanolo. E le guarnizioni, che possono resistere all'interazione con la benzina per decenni, vengono distrutte nel giro di pochi mesi dal costante contatto con l'alcol.
3. Guasto rapido di un motore che non è progettato per funzionare a bioetanolo. Come conseguenza dei due punti precedenti.

Sulla base di quanto sopra, possiamo concludere che il bioetanolo sarà un'ottima alternativa alla benzina convenzionale se l'auto è progettata per questo tipo di carburante.

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