Bioethanol. Ist es möglich, auf einen neuen Kraftstoff umzusteigen?

Bioethanol-Produktion

Bioethanol wird wie Biodiesel aus pflanzlichen Materialien hergestellt. Für die Herstellung von Bioethanol werden vor allem zwei Kulturen angebaut: Mais und Zuckerrohr. Beispielsweise basiert die Produktion von Bioethanol in den Vereinigten Staaten hauptsächlich auf Mais, in Brasilien auf Zuckerrohr. Aber auch andere Pflanzen mit einem hohen Gehalt an Stärke und Pflanzenzucker können als Rohstoffe verwendet werden: Kartoffeln, Zuckerrüben, Süßkartoffeln etc.

Weltweit ist die Produktion von Bioethanol in Amerika am weitesten entwickelt. Die Produktionskapazitäten Brasiliens und der Vereinigten Staaten machen zusammen mehr als die Hälfte (genauer gesagt über 60 %) der weltweiten Produktion dieses Kraftstoffs aus.

Bioethanol ist im Kern gewöhnlicher Ethylalkohol (oder Ethanol), der zur Herstellung von alkoholischen Getränken mit der bekannten chemischen Formel C verwendet wird₂H₅OH Bioethanol ist jedoch aufgrund des Vorhandenseins spezieller Zusatzstoffe, Kraftstoffzusätze, nicht für den Lebensmittelverzehr geeignet. Neben tert-Butylmethylether (MTBE), der die Klopffestigkeit von Biokraftstoffen erhöht, die Korrosivität von Alkoholen verringert und Träger von zusätzlichem Sauerstoff bei der Verbrennung ist, werden Bioethanol in geringen Mengen weitere Zusatzstoffe zugesetzt.

Es sind mehrere Technologien zur Herstellung von Bioethanol bekannt.

1. Fermentation von Bio-Produkten. Seit der Antike bekannt und die einfachste Methode zur Gewinnung von Ethylalkohol. Bei der Hefefermentation von zuckerhaltigen Mischungen wird eine Lösung mit einem Massengehalt an Ethanol von etwa 15 % erhalten. Mit zunehmender Konzentration sterben Hefebakterien ab, was zu einem Stopp der Produktion von Ethylalkohol führt. Anschließend wird Alkohol destillativ aus der Lösung abgetrennt. Derzeit wird dieses Verfahren nicht in der industriellen Produktion von Bioethanol eingesetzt.
2. Produktion mit rekombinanten Arzneimitteln. Das Rohmaterial wird zerkleinert und mit Glucoamylase und Amylossubtilin fermentiert. Danach erfolgt die Destillation in Beschleunigerkolonnen mit Abtrennung von Alkohol. Ein weit verbreitetes Verfahren zur industriellen Herstellung von Bioethanol.
3. Hydrolyse-Produktion. Tatsächlich handelt es sich dabei um die Herstellung von Alkohol aus vorhydrolysierten zellulosehaltigen Rohstoffen durch industrielle Fermentation. Es wird hauptsächlich in Russland und anderen postsowjetischen Ländern verwendet.

Derzeit liegt die weltweite Produktion von Bioethanol nach verschiedenen Schätzungen bei knapp 100 Millionen Tonnen pro Jahr.

Bioethanol. Preis pro Liter

Die Kosten der Bioethanolproduktion pro 1 Liter hängen von mehreren Faktoren ab.

1. Die Anschaffungskosten der für die Verarbeitung angebauten Rohstoffe.
2. Die Effizienz der eingesetzten Rohstoffe (Produktionstechnologie und das Verhältnis des anfallenden Bioethanols zur eingesetzten Rohstoffmenge).
3. Logistik der Produktion (je näher an den Plantagen mit Rohstoffen Verarbeitungsbetriebe liegen, desto günstiger die Produktion, da die Transportkosten bei dieser Art von Kraftstoff eine größere Rolle spielen als bei der Produktion von Erdölbenzin).
4. Die Produktionskosten selbst (Herstellbarkeit der Ausrüstung, Entlohnung der Arbeiter, Energiekosten).

Daher variieren die Kosten für die Herstellung von 1 Liter Bioethanol in verschiedenen Ländern. Hier sind die Kosten für diesen Kraftstoff pro Liter in einigen Ländern der Welt:

• USA - 0,3 $;
• Brasilien - 0,2 $;
• im Allgemeinen für europäische Hersteller - etwa 0,5 USD;

Zum Vergleich: Die durchschnittlichen Kosten für die Herstellung von Benzin betragen etwa 0,5 bis 0,8 US-Dollar pro Liter, wenn man rohölexportierende Länder wie Saudi-Arabien oder Venezuela nicht berücksichtigt, in denen ein Liter Benzin weniger kostet als ein Liter Wasser.

Bioethanol E85

Vielleicht den Löwenanteil unter allen bioethanolhaltigen Kraftstoffarten nimmt die Marke E85 ein. Diese Art von Kraftstoff besteht zu 85 % aus Bioethanol und zu 15 % aus Normalbenzin.

Diese Kraftstoffe sind nur für speziell konstruierte Fahrzeuge geeignet, die mit Biokraftstoffen betrieben werden können. Sie werden normalerweise als Flex-Fuel-Autos bezeichnet.

Bioethanol E85 ist in Brasilien weit verbreitet und findet sich auch in den Vereinigten Staaten. In Europa und Asien sind eher E5-, E7- und E10-Qualitäten mit einem Bioethanolanteil von 5, 7 bzw. 10 Prozent verbreitet. Der Rest des Volumens in diesen Kraftstoffmischungen wird traditionell Normalbenzin zugeteilt. Auch E40-Kraftstoff mit 40 % Bioethanolanteil gewinnt neuerdings an Popularität.

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Vor- und Nachteile von Bioethanol

Schauen wir uns zuerst die Vorteile von Bioethanol an.

1. Relative Billigkeit der Produktion. Vorausgesetzt, der Landhersteller verfügt nicht über eigene, reichlich vorhandene Ölreserven und die Pflanzenindustrie ist entwickelt. Beispielsweise ist es in Brasilien, das landesweit über wenige eigene Ölreserven verfügt, aber eine entwickelte Landwirtschaft und ein günstiges Klima hat, viel rentabler, Kraftstoff auf der Basis von Bioethanol herzustellen.
2. Umweltfreundlichkeit des Auspuffs. Reines Bioethanol setzt bei der Verbrennung nur Wasser und Kohlendioxid frei. Beim Betrieb des Motors mit Bioethanol werden keine schweren Kohlenwasserstoffe, Rußpartikel, Kohlenmonoxid, schwefel- und phosphorhaltige Bestandteile in die Atmosphäre emittiert. Nach einer umfassenden Bewertung (unter Berücksichtigung aller nach der EURO-Norm bewerteten Parameter) stellte sich heraus, dass die Reinheit der Abgase bei Motoren, die mit Bioethanol betrieben wurden, 8-mal höher war.
3. Erneuerbarkeit. Wenn die Ölreserven endlich sind (heute bewiesen: Theorien über die regenerative Natur des Öls als Emissionen aus dem Erdinneren werden von der weltweiten Wissenschaftsgemeinschaft abgelehnt), dann hängt die Produktion von Bioethanol nur noch vom Ertrag der Plantagen ab.
4. Geringerer Kraftstoffverbrauch. Im Durchschnitt werden beim Fahren mit Bioethanol mit einem richtig konfigurierten Kraftstoffsystem bis zu 15 % Kraftstoff im Volumenverhältnis eingespart. Herkömmlich verbraucht ein Auto statt 10 Liter Benzin nur noch 100 Liter Bioethanol auf 8,5 Kilometer.

Die Nachteile dieses Kraftstofftyps, insbesondere in Bezug auf die bestehende Fahrzeugflotte, sind derzeit erheblich.

1. Übermäßiger Verbrauch von Bioethanol in einem Auto, in dem die ECU keine Einstellungen für die Arbeit mit Biokraftstoff hat. Und im Allgemeinen gibt es oft einen geringen Wirkungsgrad eines Motors, der nicht für pflanzlichen Kraftstoff ausgelegt ist. Tatsache ist, dass sich die Energiedichte und das erforderliche volumetrische Verhältnis von Luft und Kraftstoff in Bioethanol von Benzin unterscheiden. Dies führt zu einem instabilen Betrieb des Motors.
2. Zerstörung von Gummi- und Kunststoffdichtungen. Die nahezu neutralen Eigenschaften von Gummi und Kunststoff gegenüber Energieträgern aus Erdöl können Ethanol keine chemische Beständigkeit verleihen. Und die Dichtungen, die dem Benzin jahrzehntelang standhalten, werden durch den ständigen Kontakt mit Alkohol innerhalb weniger Monate zerstört.
3. Schneller Ausfall eines Motors, der nicht für den Betrieb mit Bioethanol ausgelegt ist. Als Folge der beiden vorherigen Punkte.

Aus dem Vorstehenden können wir schließen, dass Bioethanol eine ausgezeichnete Alternative zu herkömmlichem Benzin sein wird, wenn das Auto für diese Art von Kraftstoff ausgelegt ist.

BIOETHANOL IN IHREM AUTO: FREUND ODER FEIND?