Etanol je trajnostno, doma proizvedeno gorivo z višjim oktanskim številom kot bencin , zaradi česar deluje bolje. Vendar pa so bili odkriti nekateri vplivi proizvodnje in porabe etanola na okolje, o katerih bomo razpravljali v tem članku.
Etanol je bioorgansko gorivo, ki se lahko uporablja za nadomestitev fosilnih goriv v prometu. Ima velik potencial za prispevanje k razogljičenju prometa in izboljšanju okoljske učinkovitosti.
Sedanje raziskave se lahko v prihodnosti razširijo na visokohitrostne SI motorje, da bi izboljšali zmogljivost in značilnosti zgorevanja z dopiranjem nanodelcev z bencinom. Numerična analiza se lahko izvede na motorju SI, ki ga poganja drug alternativni vir energije, da se izboljšajo značilnosti delovanja.
Poleg tega je mogoče to študijo izboljšati z vključitvijo recirkulacije izpušnih plinov, da bi zmanjšali emisije NOX, in s spremembo za delovanje v načinu dvojnega goriva.
Etanol je razmeroma poceni alternativno gorivo, ki se ponaša z manj onesnaževanja in večjo razpoložljivostjo kot nemešani bencin. Čeprav ima uporaba etanola kot goriva številne prednosti, ima tudi nekaj pomanjkljivosti.
Kaj je etanol?
Etanol je žitni alkohol, ki se lahko zmeša z bencinom in uporablja v motornih vozilih. Številne bencinske črpalke ponujajo mešano gorivo, ki je običajno 10 odstotkov etanola in 90 odstotkov bencina.
Etanol je mogoče fermentirati iz številnih virov škroba, vključno s koruzo, pšenico, sirekom v zrnju, ječmenom in krompirjem, ter iz sladkornih rastlin, kot sta sladkorni trs in sladki sirek.
Stranski produkt pri proizvodnji etanola so zrna za žganjekuho, ki jih lahko mokro ali posušeno krmimo za živino. Ker so zrna za mokro destilacijo pokvarljiva in težka, kar povečuje stroške prevoza, se običajno uporabljajo v radiju 100 milj od tovarne etanola.
Zrna za destilacijo so bolj stabilna in lažja za transport, ko jih proizvajalec etanola posuši, vendar to poveča stroške energije za proizvajalca etanola. Zrna za destilacijo ohranijo veliko hranilnih snovi iz koruze, saj je bil odstranjen samo škrob.
Kako se proizvaja etanol?
Etanol se proizvaja z rastlinami, znanimi kot rastline za "suho mletje", koruzna zrna se fino zmeljejo v majhne delce. Nato se zmleti koruzi doda voda skupaj z encimi za pretvorbo škroba za fermentacijo. Mešanica, znana tudi kot kaša, se kuha, da se škrob še bolj razgradi.
Drozgo odstranimo iz kuhalnikov in pustimo, da se ohladi, preden ji dodamo drugi encim (glukoamalizo). Ta encim pomaga spremeniti tekoči škrob v sladkorje.
Drozgi dodamo kvas in med fermentacijo nastaneta etanol in ogljikov dioksid. Po približno dveh dneh je proces fermentacije končan in drozgo ponovno segrejemo.
Med postopkom segrevanja etanol izhlapi v hlape, ki se zberejo, medtem ko preostale trdne snovi koruze in kvasa ostanejo.
Hlapi etanola se ohladijo in kondenzirajo v tekočino. Ta tekočina je dehidrirana, da se odstrani odvečna voda iz etanola, zaradi česar je "brezvodni" etanol primeren za mešanje z bencinom.
Etanol je mogoče proizvesti tudi s postopkom mokrega mletja, ki loči koruzo na več različnih komponent in nudi številne možnosti za končne izdelke, vključno z etanolom. Ta proces je lahko veliko bolj zapleten in pretiran.
Etanol je dobro gorivo za uporabo v motorjih na prisilni vžig. Lahko se uporablja kot dodatek dizelskemu gorivu (biodizel). Etanol je tudi pomembna surovina za kemično industrijo.
Vendar pa je kljub njegovi uporabi nekaj vplivov na okolje, povezanih z etanolom, njegovim proizvodnim procesom in procesom njegove porabe. Tu so vplivi etanola na okolje.
10 Okoljski vplivi etanal
- Onesnaženje zraka
- Zavzame veliko okoljskega prostora
- Človeški vpliv
- Vpliv na kmetijstvo in proizvodnjo hrane
- Vpliv na tla
- Globalno segrevanje
- Vpliv na vodo
- Metan (CH4) Generacija
- Vpliv na morsko življenje.
- Požarna eksplozija
1. Onesnaženje zraka
Tovorni in železniški prevoz sta glavna načina premikanja etanola do mešalnih terminalov, kjer se etanol zmeša z bencinom, da se tvorijo mešanice E-10 ali E-85 za potrošniško uporabo motorjev.
Uporaba dražjih prevozov s tovornjaki, železnico in barkami povečuje stopnjo izpusta plinastih onesnaževal v zrak in s tem onesnažuje ozračje.
Da bi rešili to težavo, se etanol trenutno ne prenaša po cevovodih, ki so zasnovani in se uporabljajo za naftne derivate, vendar nekaj podjetij preizkuša pošiljanje etanola na ta način.
Tudi škodljiv vonj lahko nastane zaradi tvorbe butirata, metabolita biološke razgradnje etanola.
2. Zavzame veliko okoljskega prostora
Eden od osnovnih vplivov etanola na okolje je, da potrebuje prostor za obdelovanje, na katerem raste.
Ker se primarno pridobiva iz koruze, se veliko zemljišča, ki bi ga lahko uporabili za pridelavo hrane ali živine, namesto tega uporabi za gojenje goriva.
3. Človeški vpliv
Akutno zaužitje etanola lahko povzroči glavobole, slabost, bruhanje, zaspanost, utrujenost, motnje presoje, nezavest, pomanjkanje koordinacije in komo.
Vdihavanje lahko povzroči draženje oči in zgornjih dihalnih poti, utrujenost in glavobole, medtem ko lahko dermalni stik povzroči draženje kože, dolgotrajen stik pa povzroči suho kožo, luščenje, srbenje in razpoke.
Poleg velikega uživanja alkohola lahko stranski produkt etanola povzroči zasvojenost in poveča vse vrste poškodb in travm. Okoljski in genetski dejavniki so vpleteni v dovzetnost za alkoholizem.
Vendar pa zmerno uživanje etanola zmanjša stres in poveča občutek sreče in dobrega počutja ter lahko zmanjša tveganje za koronarno srčno bolezen.
Poleg tega je lahko podhranjenost posledica učinka etanola in ima lahko tudi neposreden toksikološki učinek zaradi motenj v presnovi jeter in imunoloških funkcijah.
Med alkoholom in različnimi vrstami raka so opazili vzročno zvezo. Prenehanje uživanja alkohola in uravnotežena prehrana sta priporočljiva primarna nespecifična terapevtska ukrepa za alkoholike.
Zdravljenje z zdravili za alkoholike, ki trpijo zaradi poškodb jeter, je dalo mešane rezultate. Pri končni fazi bolezni jeter pride v poštev presaditev jeter.
4. Vpliv na kmetijstvo in proizvodnjo hrane
Kot je navedeno zgoraj, biogoriva na osnovi koruze in soje zadevajo količino zemlje, ki jo odvzamejo proizvodnji hrane. Izziv pridelave dovolj pridelkov, da bi zadovoljili potrebe po proizvodnji etanola in biodizla, je velik in, kot pravijo nekateri, nepremostljiv.
Ta velik del zemljišč, namenjenih gojenju poljščin, ki proizvajajo etanol, je v veliki meri vplival le na proizvodnjo hrane, saj je bilo kmetijstvo največji udarec. To je privedlo do pomanjkanja preskrbe s hrano, saj se obdelovalna zemlja za nasad drugih poljščin uporablja za pridelke etanola.
Po mnenju nekaterih strokovnjakov bi proizvodnja dovolj biogoriv , da bi omogočila njihovo široko uporabo, lahko pomenila pretvorbo večine preostalih svetovnih gozdov in odprtih prostorov v kmetijska zemljišča, kar je žrtev, ki bi jo bilo le malo ljudi pripravljenih sprejeti.
5. Vpliv na tla
Na splošno je pridelava koruze pogost vir onesnaženja s hranili in usedlinami. Čeprav se etanol in druga biogoriva pogosto promovirajo kot čista, poceni alternativa bencinu, industrijsko gojenje koruze in soje še vedno škodljivo vpliva na okolje, le na drugačen način.
To še posebej velja za pridelovalce industrijske koruze. Pridelovanje koruze za etanol vključuje velike količine sintetičnih gnojil in herbicidov.
Poleg tega je raziskava, ki obravnava energijo, potrebno za pridelavo pridelkov in njihovo pretvorbo v biogoriva, pokazala, da je za proizvodnjo etanola iz koruze potrebno 29 % več energije, kot je etanol lahko proizvede.
6. Globalno segrevanje
Če se etanol zmeša z bencinom za uporabo kot gorivo za vozila, lahko ponudi nekatere prednosti glede emisij, odvisno od tipa vozila, kalibracije motorja in ravni mešanice.
Tako kot pri običajnih gorivih lahko uporaba in skladiščenje mešanic etanola povzroči emisije reguliranih onesnaževal, strupenih kemikalij in toplogrednih plinov (TGP), ki so glavni vzrok za globalno segrevanje.
7. Vpliv na vodo
Najpomembnejši vplivi, povezani z razlitjem etanola, so bili na površinske vode. V nekaterih primerih vpliv površinske vode uniči vodno življenje nekaj dni po razlitju zaradi pomanjkanja kisika.
Vpliv se lahko pojavi na veliki razdalji od prvotnega mesta. Poleg tega lahko razlitja etanola pronicajo skozi tla, kar povzroči morebitno onesnaženje podtalnice in izpust v površinske vode, kar je lahko cikličen proces, pa tudi nastajanje metana.
8. Metan (CH4) Generacija
Posledica anaerobne razgradnje etanola v podzemni vodi je nastajanje plinastega metana. Prisotnost metana v nenasičenih tleh, ki presega meje eksplozivnosti, lahko predstavlja nevarnost eksplozije.
Plin metan se lahko proizvaja v daljšem časovnem obdobju in dolgo ostane v plinu v tleh. Ko je izpostavljen atmosferi, lahko povzroči segrevanje zemeljske temperature, saj je metan (CH4) plin toplogredni plin.
9. Vpliv na morsko življenje.
Razlitja etanola v morju predstavljajo nevarnost strupenosti za ekološke receptorje v neposrednem stiku z izpustom in bi lahko vplivala na površinski vodni ekosistem.
Pomanjkanje kisika je glavni način, na katerega etanol vpliva na morsko življenje, saj ne bo dovolj razpoložljivega kisika za morsko življenje, kar bo sčasoma povzročilo smrtnost vodnega življenja.
10. Požarna eksplozija
Vnetljivost je največja nevarnost za etanol, tako kot za bencin. Še posebej, če je izpostavljena sončni svetlobi nerazredčena. Študija kaže, da ima etanol širok razpon vnetljivosti (3.3 do 19 % ali 33,000 do 190,000 ppm po prostornini).
Glede na to skrb za vnetljivost so lahko okolje ter življenja in lastnina ljudi v nevarnosti, če pride do kakršne koli oblike eksplozije.
Poleg tega lahko njegova sposobnost prevajanja električnega toka privede do električnega udara in morebitnega vžiga požara, če med postopkom pretovarjanja ni pravilno ozemljen in povezan.
zaključek
Etanol, ki je eno najbolj obetavnih biogoriv, je pritegnil pozornost po vsem svetu zaradi grozeče naftne krize, ki se je začela pred več kot desetletjem po vsem svetu. Da pa bi bil etanol bolj koristen za okolje, obstaja potreba po dobro reguliranem sistemu, ki vključuje več vrst etanola. To je za zaščito in ohranjanje okolja.
Pogosta vprašanja – vplivi etanola na okolje
Koruzni etanol nima okoljskih lastnosti drugih obnovljivih virov energije, kot so celulozni etanol, vetrna in sončna energija. Ker je bilo ugotovljeno, da je koruzni etanol do 24 % bolj ogljično intenziven kot celo bencin in je zato dokazano podnebju neprijazno gorivo