Etanol je trvalo udržateľné palivo vyrábané doma s vyšším oktánovým číslom ako benzín, vďaka čomu má lepší výkon ako benzín. Existujú však určité environmentálne dopady výroby a spotreby etanolu, ktoré boli objavené, a budeme o nich diskutovať v tomto článku.
Etanol je bio-organické palivo, ktoré možno použiť ako náhradu fosílne palivá v doprave. Má veľký potenciál prispieť k dekarbonizácii dopravy a zlepšiť environmentálnu výkonnosť.
Súčasný výskum sa môže v budúcnosti rozšíriť na vysokorýchlostné SI motory s cieľom zlepšiť výkon a charakteristiky spaľovania dopovaním nanočastíc benzínom. Numerickú analýzu možno vykonať na zážihovom motore, ktorý je poháňaný iným alternatívnym zdrojom energie, aby sa zlepšili výkonové charakteristiky.
Okrem toho môže byť táto štúdia vylepšená zahrnutím recirkulácie výfukových plynov, ktorá pomôže znížiť emisie NOX, a úpravou tak, aby fungovala v dvojpalivovom režime.
Etanol je relatívne lacné alternatívne palivo, ktoré sa môže pochváliť menším znečistením a vyššou dostupnosťou ako nemiešaný benzín. Ale aj keď existuje veľa výhod používania etanolu ako paliva, existujú aj určité nevýhody.
Obsah
Čo je etanol?
Etanol je obilný alkohol, ktorý možno miešať s benzínom a používať v motorových vozidlách. Mnohé čerpacie stanice poskytujú zmiešané palivo, ktoré je zvyčajne 10 percent etanolu a 90 percent benzínu.
Etanol môže byť fermentovaný z mnohých zdrojov škrobu, vrátane kukurice, pšenice, ciroku, jačmeňa a zemiakov a z cukrových plodín, ako je cukrová trstina a sladký cirok.
Vedľajším produktom výroby etanolu sú zrná liehovaru, ktoré môžu byť kŕmené hospodárskymi zvieratami buď mokré alebo sušené. Pretože zrná z mokrých liehovarov podliehajú skaze a sú ťažké, čo zvyšuje náklady na dopravu, zvyčajne sa používajú v okruhu 100 míľ od závodu na výrobu etanolu.
Destilačné zrná sú stabilnejšie a ľahšie sa prepravujú, keď ich výrobca etanolu suší, čo však zvyšuje náklady na energiu pre výrobcu etanolu. Destilačné zrná si zachovávajú veľa živín z kukurice, pretože bol odstránený iba škrob.
Ako sa vyrába etanol?
Etanol sa vyrába v rastlinách známych ako „suché mletie“, kukuričné zrná sú jemne mleté na malé častice. Potom sa k mletej kukurici pridá voda spolu s enzýmami na premenu škrobu na fermentáciu. Zmes, známa aj ako kaša, sa varí, aby sa škrob ďalej rozložil.
Rmut sa vyberie z varičov a nechá sa vychladnúť predtým, ako sa do rmutu pridá druhý enzým (glukoamalýza). Tento enzým pomáha premieňať tekutý škrob na cukry.
Do rmutu sa pridávajú kvasnice a fermentáciou vzniká etanol a oxid uhličitý. Asi po dvoch dňoch je proces fermentácie ukončený a rmut sa opäť zahrieva.
Počas procesu zahrievania sa etanol odparuje na paru, ktorá sa zbiera, zatiaľ čo zostávajúca sušina kukurice a kvasníc zostáva.
Para etanolu sa ochladí a kondenzuje na kvapalinu. Táto kvapalina sa dehydratuje, aby sa z etanolu odstránila prebytočná voda, čím sa vytvorí „bezvodý“ etanol vhodný na zmiešanie s benzínom.
Etanol sa môže vyrábať aj procesom mokrého mletia, ktorý rozdeľuje kukuricu na niekoľko rôznych zložiek a poskytuje veľa možností pre konečné produkty vrátane etanolu. Tento proces môže byť oveľa zložitejší a prehnanejší.
Etanol je dobré palivo na použitie v zážihových motoroch. Môže sa použiť ako prísada do nafty (bionafty). Etanol je tiež dôležitou surovinou pre chemický priemysel.
Napriek jeho použitiu však existujú určité environmentálne dopady spojené s etanolom, jeho výrobným procesom a procesom jeho spotreby. Tu sú dopady etanolu na životné prostredie.
10 Vplyv Ethana na životné prostrediel
- Znečistenie vzduchu
- Zaberá veľa environmentálneho priestoru
- Vplyv na človeka
- Vplyv na poľnohospodárstvo a výrobu potravín
- Vplyv na pôdu
- Globálne otepľovanie
- Vplyv na vodu
- Metán (CH4) Generácia
- Vplyv na morský život.
- Požiarny výbuch
1. Znečistenie ovzdušia
Nákladná a železničná doprava sú hlavnými spôsobmi prepravy etanolu do zmiešavacích terminálov, kde sa etanol zmiešava s benzínom za vzniku zmesí E-10 alebo E-85 pre spotrebiteľské motory.
Použitie drahšej nákladnej dopravy, železničnej a člnovej dopravy zvyšuje rýchlosť uvoľňovania plynných znečisťujúcich látok do ovzdušia, čím znečisťuje atmosféru.
V snahe vyriešiť tento problém sa však v súčasnosti etanol neprepravuje potrubím, ktoré je navrhnuté a používané pre produkty na báze ropy, ale niekoľko spoločností testuje prepravu etanolu týmto spôsobom.
Vznikom butyrátu, metabolitu biodegradácie etanolu, môže vzniknúť aj škodlivý zápach.
2. Zaberá veľa environmentálneho priestoru
Jedným zo základných dopadov etanolu na životné prostredie je to, že vyžaduje priestor na pestovanie na ornej pôde.
Pretože sa primárne získava z kukurice, veľa pôdy, ktorá by sa mohla využiť na pestovanie potravín alebo dobytka, sa namiesto toho využíva na pestovanie palivového produktu.
3. Vplyv na človeka
Akútne požitie etanolu môže spôsobiť bolesti hlavy, nevoľnosť, vracanie, ospalosť, únavu, poruchy úsudku, bezvedomie, nedostatok koordinácie a kómu.
Vdýchnutie môže spôsobiť podráždenie očí a horných dýchacích ciest, únavu a bolesti hlavy, zatiaľ čo dermálny kontakt môže spôsobiť podráždenie pokožky, pričom dlhodobý kontakt vedie k suchej pokožke, olupovaniu, svrbeniu a praskaniu.
Okrem ťažkej konzumácie alkoholu môže vedľajší produkt etanolu spôsobiť závislosť a zvýšiť všetky typy zranení a traumy. Na náchylnosti k alkoholizmu sa podieľajú environmentálne a genetické faktory.
Mierna konzumácia etanolu však znižuje stres a zvyšuje pocity šťastia a pohody a môže znížiť riziko ischemickej choroby srdca.
Okrem toho, podvýživa môže byť následkom etanolu a môže mať aj priamy toxikologický účinok v dôsledku jeho interferencie s pečeňovým metabolizmom a imunologickými funkciami.
Medzi alkoholom a rôznymi druhmi rakoviny bol pozorovaný kauzálny účinok. Primárne nešpecifické terapeutické opatrenia pre alkoholikov sú odporúčané zastavenie konzumácie alkoholu a vyvážená výživa.
Medikamentózna terapia pre alkoholikov trpiacich poškodením pečene mala zmiešané výsledky. V konečnom štádiu ochorenia pečene možno zvážiť transplantáciu pečene.
4. Vplyv na poľnohospodárstvo a výrobu potravín
Ako bolo uvedené vyššie, biopalivá na báze kukurice a sóje sa týkajú množstva pôdy, ktorú odoberajú pri výrobe potravín. Výzva pestovania dostatočného množstva plodín na uspokojenie požiadaviek výroby etanolu a bionafty je významná a podľa niektorých aj neprekonateľná.
Táto veľká časť pôdy zabratej na pestovanie plodín produkujúcich etanol len do značnej miery ovplyvnila produkciu potravín, keďže poľnohospodárstvo bolo hlavným hitom. To viedlo k nedostatku dodávok potravín, pretože orná pôda pre iné plodiny sa využíva na pestovanie etanolu.
Podľa niektorých úradov produkuje dosť biopalivá umožniť ich široké prijatie by mohlo znamenať premenu väčšiny zostávajúcich svetových lesov a otvorených priestranstiev na poľnohospodársku pôdu, čo je obeť, ktorú by bol ochotný podstúpiť len málo ľudí.
5. Vplyv na pôdu
Vo všeobecnosti je produkcia kukurice častým zdrojom znečistenia živinami a sedimentmi. Hoci sa etanol a iné biopalivá často propagujú ako čisté, lacné alternatívy k benzínu, priemyselné pestovanie kukurice a sóje má stále škodlivý vplyv na životné prostredie, len iným spôsobom.
To platí najmä pre pestovateľov priemyselnej kukurice. Pestovanie kukurice na výrobu etanolu zahŕňa veľké množstvo syntetických hnojív a herbicídov.
Okrem toho výskum zaoberajúci sa energiou potrebnou na pestovanie plodín a ich premenu na biopalivá dospel k záveru, že výroba etanolu z kukurice si vyžaduje o 29 % viac energie, než je etanol schopný vyrobiť.
6. Globálne otepľovanie
Keď sa etanol zmieša s benzínom na použitie ako palivo vozidla, môže ponúknuť určité výhody v oblasti emisií v závislosti od typu vozidla, kalibrácie motora a úrovne zmesi.
Rovnako ako v prípade konvenčných palív môže používanie a skladovanie zmesí etanolu viesť k emisiám regulovaných znečisťujúcich látok, toxických chemikálií a skleníkových plynov (GHG), ktoré sú hlavnou príčinou globálne otepľovanie.
7. Vplyv na vodu
Najvýznamnejšie dopady súvisiace s únikom etanolu boli na povrchové vody. V niektorých prípadoch vplyv povrchovej vody zabíja vodný život niekoľko dní po úniku v dôsledku vyčerpania kyslíka.
Náraz môže nastať vo veľkej vzdialenosti od pôvodného miesta. Tiež úniky z etanolu môžu presakovať cez pôdu, čo vedie k možnej kontaminácii podzemnej vody a vypúšťaniu do povrchovej vody, čo môže byť cyklický proces, ako aj tvorba metánu.
8. Metán (CH4) Generácia
Anaeróbna degradácia etanolu v podzemnej vode vedie k produkcii metánu. Prítomnosť metánu v nenasýtenej pôde nad limity výbušnosti môže predstavovať nebezpečenstvo výbuchu.
Metánový plyn môže byť produkovaný počas dlhého časového obdobia a pretrvávať v pôdnom plyne počas dlhého obdobia. A keď je vystavený atmosfére, môže to viesť k zvýšeniu teploty Zeme, pretože metán (CH4) je známy ako skleníkový plyn.
9. Vplyv na morský život.
Únik morského etanolu predstavuje hrozbu, že bude toxický pre ekologické receptory v priamom kontakte s únikom a mohol by ovplyvniť povrch vodný ekosystém.
Úbytok kyslíka je hlavným spôsobom, akým etanol ovplyvňuje morský život, pretože pre morský život nebude dostatok dostupného kyslíka, čo časom povedie k úmrtiu vodného života.
10. Požiarny výbuch
Horľavosť je najväčším nebezpečenstvom pre etanol, rovnako ako pre benzín. Najmä vtedy, keď je vystavený slnečnému žiareniu neriedený. Štúdia ukazuje, že etanol má široký rozsah horľavosti (3.3 až 19 % alebo 33,000 190,000 až XNUMX XNUMX ppm objemu).
Vzhľadom na túto obavu o horľavosť môže byť životné prostredie a životy a vlastnosti ľudí ohrozené, ak dôjde k akejkoľvek forme výbuchu.
Jeho schopnosť viesť elektrickú energiu môže tiež viesť k usmrteniu elektrickým prúdom a možnému vznieteniu požiaru, ak nie je správne uzemnený a spojený počas operácií prekladania.
Záver
Etanol, ktorý je jedným z najsľubnejších biopalív, pritiahol pozornosť na celom svete kvôli hroziacej ropnej kríze, ktorá sa na celom svete začala pred viac ako desiatimi rokmi. Avšak na to, aby bol etanol prospešnejší pre životné prostredie, je potrebný dobre regulovaný systém, ktorý zahŕňa viacero druhov etanolu. Ide o ochranu a zachovanie životného prostredia.
Často kladené otázky – Vplyvy etanolu na životné prostredie
Prečo je kukuričný etanol škodlivý pre životné prostredie?
Kukuričný etanol nemá environmentálne vlastnosti iných obnoviteľných zdrojov energie, ako je celulózový etanol, veterná a slnečná energia. Zistilo sa, že kukuričný etanol je až o 24 % uhlíkovo náročnejší ako dokonca benzín, a preto sa osvedčil ako palivo nešetrné ku klíme.
Odporúčanie
- 8 Environmentálne dopady ekoturizmu
. - 10 Negatívne vplyvy elektrární na životné prostredie
. - 10 Vplyvy ťažby medi na životné prostredie
. - 10 Vplyv elektronického odpadu na životné prostredie
. - 6 Vplyvy potravinového odpadu na životné prostredie
Ahamefula Ascension je konzultant v oblasti nehnuteľností, analytik údajov a autor obsahu. Je zakladateľom Hope Ablaze Foundation a absolventom environmentálneho manažmentu na jednej z prestížnych vysokých škôl v krajine. Je posadnutý čítaním, výskumom a písaním.