В чём плюсы и минусы биоэтанола
Мировые СМИ то и дело пестрят заголовками об опасности и даже вредности массового перехода автомобилей на биоэтанол. Эксперты вечно спорят. Столь резкая критика ожидаемо вводит в замешательство. Как такое возможно: ведущие мировые державы используют энергетические стратегии, которые, если верить скептикам, совершенно бессмысленны и ведут к колоссальным экологическим и экономическим потрясениям? Где же истина? Давайте попробуем выяснить.
Те, кто выступают против сжигания этанола в двигателях внутреннего сгорания, выдвигают весомые аргументы. Они не отрицают, что выхлопные газы автомобилей становятся гораздо чище при использовании этанола. Ведь так и есть. Основная проблема заключается в производстве этого вида топлива, когда в атмосферу выпускают огромное количество углекислого газа. Это означает, что вся экологическая эффективность сводится к нулю. А дерзкие лозунги о борьбе с глобальным потеплением, об изменении климата не только теряют свою актуальность, но и кажутся смехотворными.
Они правы? Ответ не так уж прост. Производство этанола и правда насыщает атмосферу парниковыми газами в количествах, соразмерных выбросам бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Но есть еще и оборотная сторона медали. При производстве и сжигании 1 литра этанола из растительного сырья в атмосферу выделяется тот же объем CO2, который ранее был поглощен теми же растениями в результате реакции фотосинтеза. На самом деле производство этанола это по сути “обратный фотосинтез”, но при этом в одном случае необходим солнечный свет, а в другом происходит выработка тепла.
Оказывается, что биоэтанол абсолютно нейтрален как источник парниковых газов. Это означает, что от него не будет не лучше, не хуже, в отличие от нефтепродуктов. У этанола есть и еще один плюс: положительный энергетический баланс. Его значение может варьироваться от 1,24 до 8 при использовании разных видов сырья. Таким образом, при сжигании этанола высвобождается гораздо больше энергии, чем затрачивается на его производство. По этому параметру “топливо, наделавшее столько шума”, на голову выше конкурентов. Просто представьте себе затраты на разведывательную деятельность, добычу, перевозку и переработку нефти, и вы поймете, что топливный баланс нефтепродуктов намного меньше единицы.
Но у C2H5OH есть и свои недостатки. При сжигании 1 литра этанола высвобождается на 34% меньше энергии, чем при сжигании аналогичного объема бензина. Получается, что если заправить автомобиль топливом, содержащим этанол (например, разрекламированной смесью Е85 с бензином), то расход топлива неизбежно подскочит до этих самых 34% — все зависит от содержания спирта в каждом конкретном случае. Однако только владельцам автомобилей с двигателями, изначально разработанными для традиционного бензинового топлива и только затем адаптированными под сверхмодное топливо, придется иметь дело с новыми изменениями.
Не стоит забывать, что октановое число этанола равно 105. Это означает, что его можно сжигать в двигателях с гораздо более высокой степенью сжатия. Таким образом, двигатели, которые заточены только под новый источник энергии, должны быть не хуже нынешних бензиновых или дизельных аналогов как с точки зрения эффективности, так и энергетических характеристик. А уж о пользе для экологии и говорить не надо! Выбросы углеродных соединений сокращаются примерно на 80%, и, в частности, CO2 сокращается на 30%. Но заправлять такие автомобили бензином ни в коем случае нельзя — детонация мгновенно убьет технологический двигатель.
В этом смысле перспективы так называемых многотопливных (чаще всего двухтопливных) автомобилей выглядят весьма пессимистично. Фантазия производителей в их именовании не знает границ — и Flex Fuel, и Flexifuel, и BioFlex, и даже Tri-Flex. Более того, если некоторые из этих разработок имеют статус концептов, то другие являются обычными серийными автомобилями. Но у всех у них есть один весомый недостаток — этанол в них сжигается неэффективно, потому что степень сжатия нельзя изменить простым нажатием кнопки на панели.
Забавная ситуация: автомобиль хорошо едет на бензине Flexifuel, но на E85 (напомним, что это коктейль из 85% этанола и 15% бензина), едет, во-первых, плохо, а во-вторых, потребляет значительно больше. Да, биоэтанол дешевле бензина, но не сильно. Наивно полагать, что с этим топливом можно прилично сэкономить. Все может быть совсем наоборот. Не стоит удивляться, что внедрение, казалось бы, столь перспективной идеи требует законодательного регулирования, например, в США и Бразилии.
Давайте подробнее поговорим о последних, ведь применение биоэтанола в этих странах зашло очень далеко. Бразильцы терпеть не могут топливные кризисы с 1973 года. И они любым способом пытаются их избежать. С 1975 года в стране действует масштабная кампания по производству биотоплива. Поэтому неудивительно, что 4,5% площади Бразилии — это плантации сахарного тростника, а большинство местных автомобилей можно без зазрения совести зачислить в ряды закоренелых пьяниц. Миллион бразильских рабочих производят более двадцати миллиардов (!) литров этанола в год.
Эта страна явно не сидит на нефтяной игле. Бразилия полностью обеспечивает себя топливом и электроэнергией благодаря выращиванию и переработке сахарного тростника. Все это, не может не радовать, но внесем в эту бочку спирта ложку дегтя. Леса в Бразилии нещадно вырубают, чтобы освободить место под новые плантации. Это весьма близорукая и странная позиция, а по сути откровенный бред. Как жить без “легких планеты”?
Похожая ситуация складывается в Штатах. В последние годы инвестиции в исследования только по производству этанола превысили 12 миллиардов долларов. И это лишь цветочки.
Хотя в Америке производят много этанола, до Бразилии ей далеко. Здешний этанол производят не из тростника (в Америке он не вызревает), а из кукурузы. Этот вариант менее эффективен, а потому стоимость американского этанола выше, чем у бразильского. Тем не менее, власти активно продвигают эту программу. К бензиновому топливу предъявляют новые требования. Он должен содержать 10% этанола (данная пропорция безопасна для традиционных двигателей).
Добьются ли американцы своего? Есть ли будущее у всей этой истории с биоэтанолом? Пока перспективы довольно туманны. Одно лишь очевидно — рассчитывать на полный переход на спиртовые двигатели по меньшей мере глупо. Если вообразить стопроцентную эффективность процесса переработки, то для того, чтобы Соединенные Штаты смогли перейти с нефти на этанол, потребуется засеять 75% сельскохозяйственных угодий нашей планеты соответствующими культурами. Иными словами, если даже вся Луна будет засажена сахарным тростником, этого все равно будет недостаточно.
Массовое выращивание сельскохозяйственных культур для производства этанола неизбежно повлияет на сельское хозяйство в целом. Фермеры не дураки. Спрос на кукурузу все выше, значит они будут сеять ее повсюду, где только смогут. И кого при этом волнуют судьбы миллионов голодающих планеты? Поэтому многие исследователи возмущены тем, что вместо помощи голеющим мир занимается “выращивание” биотоплива. Все это подло и беспринципно.
Однако к любой критике следует относиться скептически. Программы по биотопливу сами по себе толковые и при правильной реализации могут принести пользу. Важно помнить, что широкое распространение этанола существенным образом скажется на мировой экономике. При этом обязательно найдутся и те, чьи интересы будут затронуты. Пример: так называемый саммит “табачных королей” 1988 года, на котором руководители влиятельнейших компаний обсуждали, как нейтрализовать политику ВОЗ по борьбе с курением. И есть ли хоть какая-то гарантия, что все те, кто заметил надвигающуюся угрозу для нефтяного бизнеса, и сейчас не предпринимают подобных действий? В конце концов, как бы то ни было, внедрение биотоплива — это не столько про науку и экономику, сколько про политику.
Оригинальная статья на сайте ДРАЙВ: https://www.drive.ru/technic/4efb331a00f11713001e3994.html
