اتانول به عنوان سوخت

در وضعیت امروزی جهان که گازهای گلخانه ای به سرعت در حال وارد شدن به جو هستند و مشکلات دستیابی به بنزین ، این سوال پیش می آید که برای پاکیزگی محیط زیست و مصرف کامل بنزین در موتور راهی وجود دارد یا خیر؟

بعضی سوخت هیدروژن را پیشنهاد می کنند که بسیار پاکیزه و عالی است اما بدلیل خاصیت انفجاری هیدروژن مشکلات ایمنی استفاده از این سوخت وجود دارد ، و نیرومحرکه های دیگر انرژی باد و خورشید است ، اما یکی از سوخت های تجدید شدنی اتانول است .

اما برای پاسخ به این که آیا این سوخت قابلیت استفاده در ماشین بصورت عمده را دارد یا نه باید بدانیم که اتانول چیست و از کجا بدست می آید.

اتانول نوعی الکل است که در آمریکا از غلات (معمولا ذرت ) بدست می آید و در برزیل از نیشکر بدست می آید همچنین می توان آن را از بقیه غلات مثل گندم جو و یا حتی سیب زمینی بدست آورد. 2 راه برای تولید اتانول از غلات وجود دارد یکی از آنها آسیاب کردن آن بصورت خشک است .

** ابتدا دانه های غلات را خرد کرده تا بصورت پودر در بیاید .

** یک مخلوط بصورت نرم از آب و نوعی آنزیم و پودر بدست آمده درست می کنیم این آنزیم باعث تجزیه آن پودر می شود .

** آنزیم دیگری به آن اضافه می کنیم که نشاسته داخل آن را به قند تبدیل کند و طی عملیات تخمیر آن قند به الکل تبدیل می شود .

** مایه تخمیر به مخلوط اضافه می شود تا فرآیند تخمیر رخ دهد و قند به الکل و دی اکسید کربن تبدیل شود .

** مخمر عرق کرده و اتانول از ماده جامد جدا می شود .

** فرآیند دی هیدروژن یا خشک کردن باعث خارج شدن آب از اتانول می شود .

** مقداری بنزین به آن اضافه می کنند تا غیر قابل خوردن شود .

برخی از کشورها حتی از اتانول یک یا دو درصد مخلوط با بنزین نیز به عنوان مکمل سوخت خودرو استفاده می‌کنند؛ گفتنی است، استفاده از اتانول به عنوان مکمل سوخت خودرو مصرف بنزین را به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد. همان طور که گفتیم اتانول به عنوان ماده اضافه شده به سوخت ماشین استفاده می شود ( 1 واحد اتانول و 9 واحد بنزین ) در این صورت coو نیتروژن اکسید کمتری وارد جو میشود چون اتانول دارای اکسیژن بیشتری در ساختار خود است بنابراین بهتر می سوزد همچنین بنزین کمتری مصرف خواهد شد .

اما ماشین های بسیار کمی به این صورت تجهیز شده اند بنابر گفته ی آزمایشگاه بین المللی Argonneبر اثر استفاده از اتانول تنها در سال 2004 تقریبا 7 تن گاز گلخانه ای از جو کم شده است .

( این استفاده در واقع اضافه کردن اتانول به بنزین برای بهتر سوختن است)

اتانول کاربردهای متنوعی در صنایع داروسازی، لاستیک‌سازی، رنگ‌سازی، حلال‌ها و مکمل سوخت خودرو دارد .اتانول برخلاف نفت از جمله مواد تجدیدپذیر محسوب می‌شود که مشکلات زیست محیطی و آلودگی نیز ایجاد نمی‌کند.

هم‌اکنون برزیل بزرگترین تولیدکننده اتانول در جهان است. این کشور اتانول تولیدی خود را از طریق لوله به بنادر صادراتی حمل کرده و از آن‌جا به کشورهای مختلف مانند آمریکا که دومین تولیدکننده بزرگ اتانول در جهان است، صادر می‌کند.

در حال حاضر سه راه برای استفاده از اتانول به عنوان سوخت وجود دارد:

** اتانول به صورت مخلوط با بنزین

** تولید اتانول به عنوان افزایش دهنده عدد اكتان

** اتانول به صورت خالص به عنوان سوخت

بنزین حاوی اتانول Gashol نامیده می‌شود. خود اتانول می‌تواند به عنوان افزایش‌دهنده عدد اكتان به كار رود. اتانول را می‌توان از منابع سلولزی، قندی و نشاسته‌ای به دست آورد و سپس به صورت مخلوط یا خالص به عنوان سوخت به كار برد.

مزایای زیست محیطی استفاده از اتانول

كاهش انتشار دی‌اكسیدكربن : دی اكسید كربن حاصله از سوختن بنزین و یا هر سوخت دیگری وارد اتمسفر می‌شود و پدیده گلخانه‌ای را تشدید می‌كند؛ در حالی كه دی اكسید كربن  تولیدی در فرایند تخمیر توسط گیاهانی كه  برای تولید اتانول مورد استفاده قرار می گیرند جذب خواهد شد و این مزیت بزرگ استفاده از بیواتانول به عنوان سوخت است كه حتی در سوخت‌های تمیزی مانند گاز طبیعی نیز یافت نمی‌شود.

كاهش انتشار CO و CH : سوخت 10-E و 5-E و 7-E میزان CO را 4 تا 15 درصد و میزان CH را 2 تا 7 درصد كاهش می‌دهد.

كاهش انتشار VOC (تركیبات آلی فرار ): سوخت‌های حاوی اتانول در كاهش VOC نیز موثرند و در عین حال نسبت به سایر سوخت‌ها صدمه كمتری به ازن وارد می‌كنند.

كاهش انتشار ذرات معلق (PM10 ) : قطر اجزای معلق كمتر از 10 میلی‌متر است كه در كیسه‌های هوایی شش انسان تجمع می‌یابند و به سیستم تنفس آسیب می‌رسانند و سبب سرطان می‌شوند. در سوخت‌های حاوی اتانول انتشار ذرات معلق حدود 10 درصد كاهش خواهد یافت.

اكسیدهای سولفور (SOx ): اگر بیواتانول به عنوان سوخت به صورت خالص به كار رود، هیچ گونه سولفوری ندارد. در نتیجه اسیدی نداریم و در سوخت‌های حاوی اتانول نیز SOx   كمتری تولید می‌شود.

اكسیدهای نیتروژن (NOx ) : این عامل در سوخت‌های حاوی اتانول تا 10 درصد افزایش می‌یابد. البته با افزایش اتانول در بنزین میزان NOx كاهش می‌یابد و با تنظیم موتور و درجه حرارت احتراق می‌توان آن را در حد مطلوبی نگه داشت.

آروماتیك‌ها: اتانول فاقد هرگونه آروماتیك است؛ در حالی كه بنزین‌های بدون سرب 45 درصد آروماتیك دارند.

آلدئیدها: میزان استالدئید در سوخت‌های حاوی اتانول افزایش می‌یابد كه می‌توان با استفاده از تبدیل كننده كاتالیستی آن را حذف كرد.

افزایش عدد اكتان

كاهش ضربه زدن (Knocking ) در موتور

ایمنی الكل: اتانول از بنزین ایمن‌تر است و دیرتر آتش می‌گیرد و در برابر شعله آتش به آسانی می‌سوزد و دود كمتری در مقایسه با بنزین تولید می‌كند .

اما دو مشکل برای استفاده از اتانول به عنوان سوخت اصلی وجود دارد :

1- اترژی دریافتی از اتانول به اندازه بنزین نیست .

2- ساخت اتانول از مواد غذایی باعث از بین رفتن غذاهایی می شود که برای مصرف مردم ضروری است

اما طرفداران محیط زیست و سیاستمداران برای استفاده از این سوخت پاک این مشکلات را جدی نمی گیرند .

بنابر محاسبات آماری دکتر Pimentalتولید اتانول بیشتر از سوزاندن آن انرژی مصرف می کتد و این یعنی از دست دادن انرژی .

برای تولید مواد غذایی و حمل و نقل اتانول به سوخت فسیلی نیاز داریم چون اتانول را نمی شود با لوله منتقل کرد زیرا قسمتهای مختلف آن طی حرکت از هم جدا می شود بنابراین طبق این تحقیق این راه تولید اتانول (استفاده از غلات ) به صرفه نیست .

یک روش تولید دیگر روش سلولزی است که اتانول را از چوب و گیاهان بدست می آورند این طرز تولید اتانول می تواند با بازده نسبتا بالای خود باعث سازش بین اتانول و بنزین در سوخت ماشین ها شود.

منبع: niopdc- wikipedia – sames- ecasb