Ethanol

Was ist Ethanol?

Ethanol ist ein flüssiger Alkohol aus Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff, der aus der Fermentation von Zucker oder umgewandelter Stärke gewonnen wird, die in Getreide und anderen landwirtschaftlichen oder forstwirtschaftlichen Rohstoffen enthalten ist. In Kanada wird Ethanol derzeit hauptsächlich aus Mais und Weizen hergestellt. Ethanol kann für verschiedene Anwendungen hergestellt werden, beispielsweise Industrieethanol oder Kraftstoffethanol. Die Forschung an Technologien zur Herstellung von Ethanol aus Non-Food-Quellen schreitet rasch voran und steht kurz vor der Kommerzialisierung.

Kraftstoff Ethanol, das manchmal als „Gasohol“ bezeichnet wird, wurde destilliert und dehydriert, um einen wasserfreien Alkohol mit hoher Oktanzahl zu erzeugen. Das gesamte Wasser muss entfernt werden, da sich ein Wasser-Alkohol-Gemisch nicht in Benzin lösen kann. Kraftstoffethanol wird durch Zugabe einer kleinen Menge einer schädlichen Substanz wie Benzin trinkuntauglich gemacht.

Ethanol wird mit Benzin gemischt, um einen Kraftstoff herzustellen, der im Vergleich zu Benzin Umweltvorteile bietet und in benzinbetriebenen Fahrzeugen verwendet werden kann, die seit den 1980er Jahren hergestellt werden. Die meisten benzinbetriebenen Fahrzeuge können mit einer Mischung aus Benzin und bis zu 10 Prozent Ethanol betrieben werden, die an einigen regulären Tankstellen in ganz Kanada erhältlich ist.

Einige Fahrzeuge werden speziell für den Betrieb mit einer Ethanolmischung hergestellt, die bis zu 85 Prozent Ethanol und mindestens 15 Prozent Benzin enthält. (Das 15-prozentige Benzin wird benötigt, um den Motorstart zu unterstützen, da reines Ethanol bei kaltem Wetter schwer zu entzünden ist.) Diese E-85-Mischung kann nicht in Standard-Benzinfahrzeugen verwendet werden, jedoch können Fahrzeuge, die für den Betrieb mit einer Mischung mit hohem Ethanolgehalt ausgelegt sind, bei Bedarf auch mit Benzin betrieben werden. E-85 wird derzeit von einigen Organisationen mit großen Fahrzeugflotten verwendet, und es gibt einige kommerzielle Stationen, die E85 an ihren Pumpen anbieten.

Vorteile

Umwelt

Ethanol ist ein erneuerbarer Kraftstoff, da es aus Biomasse hergestellt wird. Ethanol verbrennt auch sauberer und vollständiger als Benzin oder Dieselkraftstoff.

Ethanol reduziert die Treibhausgasemissionen, da das Getreide oder andere Biomasse, die zur Herstellung des Ethanols verwendet wird, Kohlendioxid absorbiert, während es wächst. Obwohl die Umwandlung der Biomasse in Ethanol und die Verbrennung des Ethanols Emissionen erzeugen, kann der Nettoeffekt eine große Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen wie Benzin sein. Die Reduktion hängt vom Ausgangsmaterial und den Produktionsprozessen zur Herstellung von Ethanol ab.

Low-Blend-Ethanol aus Mais produziert etwa 3 bis 4 Prozent weniger Treibhausgasemissionen als Benzin. Low-Blend aus Holz oder landwirtschaftlichen Zellulosematerialien würde im Vergleich zu Benzin 6 bis 8 Prozent weniger Emissionen verursachen.

Gesellschaftlich und wirtschaftlich

Ethanol trägt insbesondere in ländlichen Gemeinden zum regionalen Wirtschaftswachstum und zur Schaffung von Arbeitsplätzen bei. Es besteht ein großes Potenzial, Ethanol zu nutzen, da Kanada über die Waldressourcen und Anbauflächen verfügt, die zur Unterstützung der Produktion von Ethanol-Rohstoffen benötigt werden. Die Entwicklung einer bedeutenden Ethanolindustrie würde möglicherweise neue Märkte für kanadische Biomasse, Land- und Forstwirtschaft bedeuten. Es würde Bau- und Betriebsarbeitsplätze in Ethanolproduktionsanlagen schaffen und zur Stärkung und Diversifizierung der ländlichen Wirtschaft beitragen.

Kanadische Landwirte werden sich dieser neuen Marktchance zunehmend bewusst. Einige haben Genossenschaften gegründet, um Pflanzen anzubauen, die speziell als Ausgangsmaterial für die Ethanolproduktion bestimmt sind. Eine Ethanolproduktionsanlage auf Weizenbasis mit 100 Millionen Litern pro Jahr benötigt rund 300.000 Tonnen Futtergetreide pro Jahr und schätzungsweise 250.000 Hektar, um das Ausgangsmaterial herzustellen. Eine Anlage dieser Größe würde etwa 700 Hektar im Wert von Produktion pro Tag verbrauchen.

Die Ethanolproduktion bietet auch Möglichkeiten zur Erweiterung des Viehfutterlosbetriebs. Große Mengen Destillierkorn, ein proteinreicher Futterbestandteil, werden als Nebenprodukt der Ethanolproduktion erzeugt.

Da die Verfahren zur Herstellung von Ethanol aus forstwirtschaftlichen Rohstoffen wie Holzabfällen weiterentwickelt werden, wird die Ethanolproduktion auch neue Einnahmequellen für die kanadische Forstindustrie schaffen.

Anwendungen

Ethanol in kleinen Motoren und Außenbordmotoren

Bevor Sie Ethanol oder Benzin in kleinen Motoren verwenden, wenden Sie sich an den Hersteller und Ihre Garantie. Um Korrosion und Leistungsproblemen vorzubeugen, sollten sie vor dem Betanken mit Ethanol-gemischtem Benzin auf Wasser überprüft und gegebenenfalls abgelassen werden.

Sicherheit und Leistung

Sicherheit

Ethanol stellt kein größeres Risiko dar als Benzin oder Dieselkraftstoff.

Leistung

Die Verwendung einer 10-prozentigen Ethanolmischung hat keinen wesentlichen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch oder die Leistung eines Fahrzeugs. Obwohl 10 Prozent Ethanol-gemischtes Benzin nur 97 Prozent der Energie von reinem Benzin enthält, wird dies teilweise durch die verbesserte Verbrennungseffizienz der Ethanol-Benzin-Mischung kompensiert, die das zugesetzte Ethanol liefert. Insgesamt erhöht der Einsatz von Low-Blend den Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu reinem Benzin um durchschnittlich 2 Prozent. Dies ist jedoch nur ein geringer Unterschied im Vergleich zu anderen Faktoren, die einen größeren Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch haben. Wenn Sie beispielsweise mit 120 km / h statt mit 100 km / h fahren, erhöht sich der Kraftstoffverbrauch um durchschnittlich 20 Prozent.

Bei Fahrzeugen, die eine 85-prozentige Ethanolmischung (High-Blend) verwenden, statten Autohersteller diese Fahrzeuge im Allgemeinen mit größeren Kraftstofftanks aus, um den niedrigeren Energiegehalt des Kraftstoffs auszugleichen. Auf diese Weise kann die Strecke, die ein Hochleistungsfahrzeug vor dem Betanken zurücklegen kann, der eines Fahrzeugs mit reinem Benzin ähneln.

Forschung

Die kanadische Regierung und einige Provinzregierungen haben die Entwicklung und Verwendung von Ethanolkraftstoff durch Forschungs- und Entwicklungsprogramme unterstützt. In der Vergangenheit wurden Probleme im Zusammenhang mit Fahrzeugkomponenten und dem Kraftstoffverteilungssystem angegangen.

Die aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Verbesserung der Nachhaltigkeit der Ethanolproduktion. Kanada ist weltweit führend in der Entwicklung von Prozessen zur Umwandlung von Rohstoffen auf Zellulosebasis wie land- und forstwirtschaftlichen Abfällen in Ethanol.

Bekannt als Zellulose-Ethanol, wird der Kraftstoff aus landwirtschaftlichen und Holzabfällen sowie schnell wachsenden Bäumen hergestellt. Mögliche Rohstoffe sind Weizenstroh, Mais Stover, Holzreste, Switchgrass und Pappel. Pflanzliche Co-Produkte können verwendet werden, um die Energie zu erzeugen, die Zellulose-Ethanol-Herstellungsprozesse läuft.

Mit Unterstützung der kanadischen Regierung hat die Iogen Corporation die weltweit erste und einzige Demonstrationsanlage zur Umwandlung von Biomassefasern in Ethanol mittels Enzymtechnologie errichtet. Die Anlage in Ottawa, Ontario, kann über 25 Tonnen Weizenstroh pro Woche mit Enzymen verarbeiten, die in einer angrenzenden Anlage hergestellt werden. Seit den frühen 1980er Jahren hat Iogen 30 Millionen US-Dollar an Bundesmitteln für die Entwicklung von Vorbehandlungs- und Zelluloseenzymen erhalten. Die kanadische Regierung stellte Ende der 1990er Jahre auch rückzahlbare Kredite in Höhe von 10 Millionen US-Dollar für den Bau der Demonstrationsanlage zur Verfügung.

Regierungsprogramme und Verordnungen

Renewable Fuels Regulation

Die Renewable Fuels Regulations, veröffentlicht am 1. September 2010 im Canada Gazette, Teil II, verlangen ab dem 15. Dezember 2010 einen durchschnittlichen Anteil erneuerbarer Kraftstoffe von fünf Prozent in Benzin.

Die Vorschriften enthalten Bestimmungen, die die Schaffung von Compliance-Einheiten regeln, den Handel dieser Einheiten unter den Teilnehmern ermöglichen und auch Aufzeichnungen und Berichte erfordern, um die Einhaltung der Vorschriften sicherzustellen.