В последнее время в мировой прессе все чаще появляются сообщения об опасности и даже вреде массового перевода автомобилей на биоэтанол. Одно авторитетное мнение быстро оспаривается не менее авторитетным. Критика настолько яростна, что вызывает недоумение. Как возможно, что ведущие страны принимают энергетические стратегии, которые, если верить скептикам, совершенно бездумны и являются кратчайшим путем к масштабным экологическим и экономическим катастрофам? Где правда? Давайте попробуем это выяснить.
Противники сжигания этанола в двигателях внутреннего сгорания приводят убедительные аргументы. Они не опровергают тот факт, что этанол делает выхлопы автомобилей намного чище. Это правда. Основная проблема заключается в самом производстве этого топлива, когда в атмосферу выбрасывается огромное количество углекислого газа. Таким образом, вся экологическая эффективность использования спиртовых смесей сходит на нет. Смелые лозунги о борьбе с глобальным потеплением и изменением климата не просто проигрышны, они откровенно нелепы.
Вообще говоря, этанол можно получить из любого растения, если оно содержит достаточное количество сахара и крахмала. Подходят картофель, ячмень, пшеница и свекла. Но самый лучший вариант — это сахарный тростник. Различные отходы, такие как опилки, также могут быть переработаны, но пока это экономически нецелесообразно. А потенциально экономически эффективные методы находятся в стадии разработки.
Реальные отзывы о биоэтаноле от экспертов
Они правы? И да, и нет. Производство этанола действительно насыщает атмосферу парниковыми газами (также известными как GHG — от greenhouse gas) в количествах, сравнимых с теми, которые выбрасывают бензиновые двигатели внутреннего сгорания. Но у каждой монеты есть и другая сторона. Дело в том, что при производстве и сжигании 1 литра этанола из растений в атмосферу выбрасывается такое же количество CO2, как и до его поглощения теми же растениями в процессе фотосинтеза. По сути, производство этанола — это «фотосинтез наоборот», только в одном случае требуется солнечный свет, а в другом выделяется тепло.
Когда биоэтанол распространится по всему миру — а он распространится, — тогда «канистра чистого спирта» позволит не только навестить друзей, но и помочь тем несчастным на дороге, у которых абсолютно пустые баки. Если вас отпугивает цвет, имейте в виду, что, в отличие от пищевого спирта, топливный спирт обрабатывается не очень тщательно.
Как выяснилось, биоэтанол абсолютно нейтрален как источник парниковых газов. Это означает, что он не улучшит ситуацию, но и не ухудшит ее, в отличие от нефтепродуктов. У этанола есть еще одно преимущество: он имеет положительный энергетический баланс. В зависимости от качества продукта энергетический баланс может составлять от 1,24 до 8. Количество энергии, выделяемой при сжигании этанола, в несколько раз превышает энергию, затраченную на его производство. В этом смысле «скандальное топливо» явно превосходит бензин или дизельное топливо. Только представьте себе затраты на разведку, добычу, транспортировку и переработку, и вы поймете, что топливный баланс нефтепродуктов гораздо меньше единицы.
Процесс заправки машины биоэтанолом
Сам процесс заправки этанолом не представляет собой ничего особенного — он точно такой же, как и для бензина. Однако сеть таких АЗС продолжает расти. В США, например, в настоящее время насчитывается около полутора тысяч сайтов, продающих E85.
C2H5OH, с другой стороны, не имеет недостатков. Сжигание 1 литра этанола дает на 34% меньше энергии, чем сжигание такого же объема бензина. Оказывается, если заправлять автомобиль этанолом (например, широко разрекламированной бензиновой смесью E85), расход топлива неизбежно вырастет до 34% сам по себе — все зависит от концентрации этанола в каждом конкретном случае. Но с этой печальной картиной могут столкнуться только владельцы автомобилей с двигателями, изначально рассчитанными на обычный бензин, а затем адаптированными под это новомодное топливо.
Из примерно 1 000 этаноловых заправочных станций в Европе почти 800 расположены в Швеции. Эта страна планирует полностью отказаться от нефти в течение 20 лет. Скандинавы возлагают большие надежды на гибриды, использующие этанол. На снимке: сотрудники Scania демонстрируют новейший городской автобус.
Октановое число биоэтанола
Не следует забывать, что этанол имеет октановое число 105. Это означает, что его можно сжигать в двигателях с гораздо более высокой степенью сжатия. В принципе, поэтому двигатели, разработанные исключительно для нового источника энергии, не должны ни в чем уступать своим нынешним бензиновым или дизельным аналогам. Как по экономической эффективности, так и по мощностным характеристикам. Про экологию и говорить нечего! Выбросы углекислого газа сокращаются примерно на 80 %, в частности, выбросы CO2 сокращаются на 30 %. Но заправлять такой двигатель бензином категорически запрещено — детонация мгновенно убьет технологический двигатель.
Вот как выглядит типичный завод по производству биоэтанола. От классических винокурен он отличается только масштабами производства и количеством ректификационных колонн. «Зеленое» топливо получают, как говорится, прямо в поле, не выходя из пашни. Это связано с тем, что транспортировка сырья серьезно увеличивает производственные затраты.
Перспективы развития биоэтанольных двигателей
В этом смысле перспективы так называемых многотопливных (в основном биотопливных) автомобилей выглядят весьма пессимистично. Они могут называться Flex Fuel, Flexifuel, BioFlex, Tri-Flex или как-то еще — все зависит от фантазии производственных компаний. Мы уже не раз и не два писали о таком развитии событий. Более того, некоторые из них имеют статус концептов, а другие являются вполне серийными автомобилями. Однако у всех этих автомобилей есть один неприятный недостаток — этанол там сжигается неэффективно, потому что вы не можете изменить степень сжатия простым нажатием кнопки на панели.
Не секрет, что самый дешевый способ транспортировки жидкого топлива — закачать его в трубопровод. Однако существует проблема с этанолом. Он гигроскопичен, что означает, что он поглощает воду из атмосферы и поэтому является очень коррозийным. Поэтому пока что топливный спирт перевозится автомобильным или железнодорожным транспортом.
Забавная ситуация: машина хорошо работает на бензине Flexifuel, а на E85 (если кто забыл, это коктейль из 85% этанола и 15% бензина) она, во-первых, работает плохо, а во-вторых, «ест» гораздо больше. Да, биоэтанол дешевле бензина, но не намного. Не стоит думать, что с помощью этого топлива вы сэкономите сколько-нибудь значительную сумму денег. Это может даже оказаться пустой тратой времени. Это зависит от того, как вы водите — на одной только «зеленой» ориентации далеко не уедешь. Поэтому не удивляйтесь, что внедрение, казалось бы, перспективной идеи сопровождается принятием нормативных актов, например, в США и Бразилии.
Не стоит думать, что автомобиль откажется ездить, как его водородные собратья, если он работает на биоэтаноле. Действительно, энергетическая ценность E85 ниже, чем у бензина, но для процесса сгорания ему требуется меньше кислорода, поэтому в цилиндры можно впрыснуть больше топлива. В результате мощность падает, но не настолько, чтобы водители пришли в ярость.
Внедрение биоэтанола в автомобиль
Стоит замедлиться и поговорить подробнее, потому что в этих странах внедрение биоэтанола зашло очень далеко. Бразильцы не любят топливные кризисы с 1973 года. И они стараются всячески препятствовать им. Например, с 1975 года в стране ведется широкомасштабная кампания за биотопливо. Неудивительно, что 4,5% территории Бразилии занимают плантации сахарного тростника, а большинство автомобилей там можно с чистой совестью причислить к сильно пьющим наркоманам. Один миллион бразильских рабочих производит более двадцати миллиардов (!) литров этанола в год.
В Бразилии существует целая индустрия производства сахарного тростника, со своими традициями и правилами. В производстве широко используется дешевый ручной труд, приносящий безумные прибыли местным «сахарным королям». Иностранцы мечтают поучаствовать в этаноловом буме, но местные бизнесмены категорически отказываются продавать свои предприятия. А если они и соглашаются, то назначают поистине космические цены. Стоит отметить, что правительство полностью поддерживает их.
Экономические факторы
Экономику страны никак нельзя назвать зависимой от нефти. Они выращивают и перерабатывают сахарный тростник, и Бразилия обеспечивает себя топливом и электроэнергией. Все это хорошие новости, но даже у вездесущего дегтя есть свое место в бочке с алкоголем. Бразильцы расчищают леса Амазонки под новые плантации. Вы можете назвать это странной и недальновидной политикой, но, говоря прямо, это чистый идиотизм. Как жить без «легких планеты»?
Сахарный тростник выращивается на тысячах частных ферм в Бразилии. И это вызывает некоторые проблемы. В конце концов, сахарный тростник также используется для производства сахара. Поэтому, когда в 1980-х годах цены на сахар резко выросли, производство этанола упало настолько, что людям нечем было заправлять свои автомобили. Сейчас правительство регулирует ситуацию и даже инвестировало 25 миллионов долларов в новую технологию в 2007 году. В США эта сумма равна 385 миллионам долларов.
Аналогичная ситуация сложилась и в США. Президент Буш запустил программу «20 за 10», целью которой является снижение потребления бензина на 20% к 2017 году. За счет чего? Разумеется, за счет этанола. Власти намерены увеличить производство этанола до более чем 30 миллиардов литров к указанному сроку. В последние годы инвестиции только в научные исследования превысили 12 миллиардов долларов. И это только начало.
Хотя Америка производит много этанола, она все же производит его немного меньше, чем Бразилия. Однако делают его не из сахарного тростника (он не хочет расти в США), а из кукурузы. Этот вариант менее эффективен, что означает, что себестоимость производства американского стандарта выше, чем бразильского. Тем не менее, программа активно продвигается властями многих штатов, и губернатор «кукурузного» Иллинойса, кандидат в президенты Барак Обама не является исключением. Принимаются новые требования к бензину, содержащему 10% этанола (эта пропорция безопасна для обычных двигателей).
Прошивка двигателя под биоэтанол
Для того чтобы автомобиль мог заправляться более чем 10% этанола, потребуются некоторые модификации. «Мозг» двигателя должен научиться определять концентрацию алкоголя и соответствующим образом корректировать режим работы. Поскольку спирт содержит воду, топливопровод также необходимо модернизировать. Кроме того, если автомобиль эксплуатируется в холодных условиях, перед запуском необходимо прогреть топливо.
Достигнут ли американцы своих целей? Каково будущее всего этого биоэтанола? Пока что это только ропот. Одно можно сказать точно — надеяться на полный переход на спиртовые двигатели нереально. Если исходить из 100-процентной эффективности конверсии, то для перехода только в США с нефти на этанол необходимо засеять соответствующими культурами 75% сельскохозяйственных земель планеты. Грубо говоря, даже если бы вся луна была засажена тростником, этого было бы недостаточно.
Массовое выращивание культур для производства этанола неизбежно окажет значительное влияние на сельское хозяйство. Фермеры не дураки — если спрос на кукурузу растет, они будут сажать ее везде, где только можно. Но кто подумает о миллионах голодных людей в мире? Вот почему многие исследователи возмущены и говорят, что «выращивание» биотоплива в условиях, когда людям нечего есть, — это базар, подлость и вообще аморально.
Вопрос этанола неизбежно связан с большой политикой. На фотографии справа мы видим президента США Джорджа Буша и президента Бразилии Луиса Инасио Лулу да Силву, радующихся завершению очередного раунда трудных переговоров. Поэтому не удивляйтесь, если в будущем мы столкнемся со всевозможными противоречивыми PR-кампаниями.
Однако к любой критике следует относиться со здоровой долей скептицизма. Программы по производству биотоплива вполне разумны и могут принести ощутимую пользу при правильной реализации. Стоит только помнить, что повсеместное внедрение этанола окажет значительное влияние на мировую экономику. И, конечно, найдутся те, чьи интересы будут затронуты. В качестве примера можно привести так называемый саммит «табачных королей» в 1988 году, на котором главы крупных компаний обсуждали, как нейтрализовать политику ВОЗ по борьбе с курением. И есть ли гарантия, что аналогичные действия сейчас не предпринимают все те, кто почувствовал угрозу со стороны нефтяного бизнеса? В конце концов, внедрение биотоплива — это не столько научный или экономический вопрос. Именно здесь начинается большая политика.
Источник: drive.ru
