Е85

Чтобы узнать о других значениях, см. E85 (значения) .

Дополнительная информация: Этаноловое топливо в США и биотопливо в США.

Логотип, используемый в США для топлива E85.

E85 — это аббревиатура, обычно обозначающая топливную смесь этанола , состоящую из 85% этанольного топлива и 15% бензина или другого углеводорода по объему .

В Соединенных Штатах точное соотношение топливного этанола и углеводородов может варьироваться в соответствии со стандартом ASTM 5798, который определяет допустимое содержание этанола в E85 в диапазоне от 51% до 83%. Это связано с более низкой теплотворной способностью чистого этанола , что затрудняет запуск двигателей в относительно холодном климате без предварительного подогрева воздухозаборника, более быстрого запуска двигателя или смешивания различных фракций бензина в зависимости от климата. Холодный запуск в холодном климате является основной причиной, по которой этанольное топливо смешивается с любой бензиновой фракцией.

В Бразилии этаноловое топливо поступает на заправочные станции в чистом виде, поэтому транспортные средства с гибким топливом (FFV), включая грузовики, тракторы, мотоциклы и мопеды, курсируют по E100. Фракция 85% обычно продается в заправках по всему миру (за пределами США), а когда она специально поставляется или продается как E85, это всегда 85%-ный этанол (в заправках или в бочках). Наличие гарантированной доли этанола устраняет необходимость в системе автомобиля рассчитывать оптимальную настройку двигателя для максимизации производительности и экономичности.

В таких странах, как Австралия, где E85 всегда 85% этанола (а топливо для насосов с различными фракциями называется «гибким топливом»), любители спортивных автомобилей и клубы / чемпионаты автоспорта широко используют E85 (без необходимости какой-либо сертификации FFV). . Использование спирта (этанола и метанола) в истории автоспорта аналогично изобретению автомобиля, которому отдавали предпочтение из-за присущих ему характеристик сгорания, таких как высокий тепловой КПД , высокое октановое число , повышенный крутящий момент, а в некоторых современных двигателях - лучший удельный расход топлива. В Соединенных Штатах государственные субсидии на этанол в целом и E85 в частности способствовали развитию инфраструктуры розничной продажи E85, особенно в штатах , где Среднего Запада выращивают кукурузу .

Экономия топлива

Удельный расход топлива

Сторонники E85 и Общество инженеров автомобильной промышленности утверждают, что производители автомобилей в настоящее время не могут сравнять расход топлива с бензином, потому что они не могут воспользоваться преимуществами характеристик, которые превосходят топливные смеси на основе этанола. Они утверждают, что некоторые двигатели на этаноле уже проехали на 22% больше миль на галлон, чем идентичные бензиновые двигатели.

Сторонники этанола также заявляют, что ошибочно основывать конструкцию двигателя на этаноле на конструкции бензинового двигателя и что вместо этого двигатели на этаноле должны основываться на параметрах конструкции дизельного двигателя. Используя этот подход, Агентство по охране окружающей среды создало двигатель, работающий только на этаноле, который обеспечивает гораздо более высокий уровень термического КПД тормозов, чем бензиновые двигатели. Пробег зависит от состава смеси этанола и бензина, трансмиссии, состояния двигателя (в первую очередь топливно-воздушной смеси , угла опережения зажигания и степени сжатия). В Соединенных Штатах, чтобы компенсировать эту разницу в расходе топлива транспортными средствами, не оптимизированными для использования этанола, был принят закон о субсидировании его стоимости.

Энергетическая ценность

Напротив, критики этанола оспаривайте преимущества E85, сосредоточив внимание на том факте, что у E85 теплота сгорания на 33% ниже по сравнению с более высокой теплотой сгорания бензина. Однако сравнение энергии, выраженной в виде тепла, не отражает общую работу цикла Отто. . Поскольку содержание энергии не учитывает определенные значения скрытой или удельной теплоты. , ни давление сгорания, рассмотрение только тепла в уравнении сгорания не определяет эффективность или работу в соответствии с законами термодинамики .

Октановое число и производительность

ТРК Е85 на обычной заправке

Использование в транспортных средствах с гибким топливом.

Этанол E85 используется в двигателях, модифицированных для работы с более высокими концентрациями этанола. В США такие FFV предназначены для работы на любой смеси бензина или этанола с содержанием этанола до 85%, тогда как в таких странах, как Бразилия, где климат обычно более теплый, FFV работают на чистом спирте. Есть несколько основных различий между FFV и не-FFV. Одним из них является исключение голых деталей из магния , алюминия и резины в топливной системе. Системы управления впрыском топлива имеют более широкий диапазон ширины импульса, что позволяет впрыскивать до 34% больше топлива (что, в свою очередь, производит больше мощности). топливопроводы из нержавеющей стали , иногда облицованные пластиком, и топливные баки из нержавеющей стали вместо топливных баков из терне ( жести Использовались ). В некоторых случаях в FFV используется специальное моторное масло, нейтрализующее кислотность. Для транспортных средств с топливными насосами, установленными в баке, иногда используются меры предосторожности для предотвращения искрения , а также пламегасители, расположенные в заливной трубке бака.

Октановое число

Чем больше усилий прилагается к тому, чтобы максимально эффективно использовать преимущества более высокого октанового числа E85, тем больше преимуществ в мощности получают двигатели. Одним из автомобилей, который имеет более высокую мощность на этаноле, является Koenigsegg CCXR , который на этаноле является пятым по мощности серийным автомобилем, с мощностью на E85 на 20% больше, чем на бензине. По словам производителя, это связано с охлаждающими свойствами этанола. E85 имеет октановое число выше, чем у обычного бензина 87 или у бензина премиум-класса 91–93. Это позволяет использовать его в двигателях с более высокой степенью сжатия, которые, как правило, производят больше мощности на единицу рабочего объема, чем их бензиновые аналоги. Примеры ошибочного указания октанового числа можно найти в Ассоциации возобновляемых источников топлива Айовы под названием «Факты о E85». в котором указан диапазон 100-105, а также документ Управления энергосбережения штата Техас под названием «Этанол», который цитирует рейтинг 113.

Некоторые автомобили можно переоборудовать для использования E85, даже если они не были созданы специально для этого. Из-за более низкой теплотворной способности E85 имеет более холодный впускной коллектор, который в сочетании с его высоким уровнем стабильности благодаря высокому октановому числу также используется в качестве «добавителя мощности» в автомобилях с турбонаддувом. Эти модификации не только привели к снижению выбросов парниковых газов, но обычно приводили к увеличению мощности и крутящего момента на колесах на 10–12%. Там, где ранее детонация двигателя ограничивалась бензином, повышение мощности достигает 40%.

Из-за его низкой цены и высокой доступности в определенных регионах люди начали использовать его вместо высококачественного гоночного топлива, которое обычно стоит более 10 долларов США за галлон.

Выбросы

Ученые изучают четыре основных типа загрязнителей. Эти выбросы представляют собой углеводороды (HC), оксиды азота (NO _x ), окись углерода (CO) и двуокись углерода (CO ₂ ). Поскольку E85 состоит преимущественно из этанола, выбросы выхлопных газов сильно отличаются от выбросов обычного бензина. Многочисленные исследования сравнивали и противопоставляли различные выбросы и влияние, которое эти выбросы оказывают на окружающую среду, но тесты оказались безрезультатными. Тесты показали очень низкую согласованность, если вообще какую-либо, поскольку в ней задействовано слишком много переменных. Марка и модель автомобиля, способ производства этанола и общая топливная экономичность автомобиля — все это играет большую роль в общем результате каждого исследования. Чтобы решить проблему неточностей, инженеры Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии объединили данные всех применимых исследований выбросов и объединили их в один набор данных. Этот скомпилированный набор данных показал, что в среднем все выбросы, регулируемые на федеральном уровне, показали снижение или отсутствие статистически значимой разницы между E85 и бензином.

Строгие стандарты выбросов транспортных средств уровня II EPA требуют, чтобы FFV достигали одинаково низкого уровня выбросов независимо от того, используется ли E85 или бензин. Однако E85 может еще больше снизить выбросы некоторых загрязняющих веществ по сравнению с обычным бензином или смесями этанола с меньшим объемом. Например, E85 менее летуч, чем бензин или смеси этанола с небольшим объемом, что приводит к меньшему количеству выбросов в результате испарения. Использование E85 также снижает выбросы угарного газа и обеспечивает значительное сокращение выбросов многих вредных токсичных веществ, включая бензол, известный канцероген для человека. Однако E85 в определенных условиях эксплуатации двигателя может увеличивать выбросы ацетальдегида . Агентство по охране окружающей среды проводит дополнительный анализ, чтобы расширить наше понимание воздействия выбросов E85.

Споры

Экономика

Исследование Университета Пердью показало, что экономическая выгода от E85 сильно зависит от цены на сырую нефть .

Еда против топлива

Основная статья: Еда против топлива

Критики E85 утверждают, что производство этанола из кукурузы (маиса) приводит к росту мировых цен на продовольствие , в результате чего кукуруза становится недоступной или даже недоступной. Сторонники E85 опровергают это беспокойство, указывая, что более 93% всей кукурузы, выращиваемой в Соединенных Штатах, никогда не скармливается непосредственно людям, а вместо этого используется в качестве корма для скота. . Кукуруза, используемая для производства этанола, содержит большое количество крахмала и плохо усваивается человеком, как и сладкая кукуруза . Американские фермеры выращивают больше кукурузы, чем люди покупают; в США ежегодный избыток кукурузы

Сторонники E85 говорят, что цены на кукурузу выросли из-за манипуляций на сырьевых рынках и потому, что американские компании по производству кукурузы продают все больше и больше кукурузы, выращенной в США, в Мексику и Китай , создавая большую конкуренцию для покупателей кукурузы и, следовательно, повышая ее цену. Критики E85 утверждают, что производители этанола не могут сократить выбросы углекислого газа из-за нефти и природного газа, используемых при выращивании кукурузы и ее переработке. Защитники E85 отвечают на это, указывая на производителей этанола, которые не делают этого, а вместо этого используют E85 или биодизельное топливо для транспортировки E85 и используют биомассу в качестве источника тепла для перегонки этанола вместо нефтепродуктов, таких как природный газ.

Некоторые говорят, что целлюлозный этанол, производимый из отходов или быстрорастущих непищевых культур, таких как просо, гораздо более выгоден, но пока экономически непрактичен в больших масштабах. Другие говорят, что мир может легко заменить все использование нефти, просто производя этанол из многих культур, которые дают больше этанола на акр, чем урожайность кукурузы, с помощью существующих технологий, а не технологий будущего. и что некоторые элементы в области целлюлозного этанола больше заинтересованы в патентных правах, чем в производстве наибольшего количества этанола по самой низкой цене.

Наличие и цена

См. Также: E85 в США и кукурузный этанол.

Открытие розничного насоса E85 в Мэриленде.

E85 становится все более распространенным в Соединенных Штатах , главным образом на Среднем Западе , где кукуруза является основной сельскохозяйственной культурой и основным исходным материалом для производства этанолового топлива. По состоянию на 1 июля 2014 года насчитывалось более 3300 АЗС, предлагающих топливо Е85. E85 в качестве топлива широко используется в Швеции ; однако большая часть его импортируется из Италии и Бразилии. E85 раньше можно было приобрести в сети Maxol в Ирландии , где он производился из сыворотки , побочного продукта производства сыра . Доступность прекратилась в 2011 году из-за резкого повышения акцизов, которое сделало его экономически нежизнеспособным. В Финляндии E85 доступен в 52 точках сети St1 и 71 точке сети ABC. E85, продаваемый St1, имеет маркировку RE85 и «Eko E85» на станциях ABC, что указывает на то, что он изготовлен из финских биологических отходов. Если сравнивать международные цены, то на Островах Кука, как и на многих островах Тихого океана, стоимость производства 100% этанола из кокосовой биомассы составляет часть стоимости получения ископаемого топлива . Во Франции около 30% заправочных станций снабжают E85, или около 2725 станций, а количество установленных комплектов гибкого топлива удвоилось в 2021 году до 30 000 комплектов по сравнению с предыдущим годом. E85 был запущен в Великобритании 14 марта 2006 года сетью супермаркетов Morrisons . Филиал Morrisons в Норидже был первой заправочной станцией, представившей E85. Однако продажи были очень низкими, и сейчас E85 доступен только в небольшом количестве торговых точек.

Регулирование цен в США

Закон о создании рабочих мест в Америке 2004 года создал акцизный налоговый кредит на объем этанола (VEETC) для субсидирования производственных затрат. Законопроект о сельском хозяйстве 2008 года сократил налоговую льготу VEETC в размере 51 цента до 45 центов. Другие меры, принятые Конгрессом для запуска производства этанола, включают законопроект VEETC 2004 года, который предусматривает налоговую льготу для мелких производителей этанола, которая предоставляет налоговые льготы мелким производителям этанола. Совсем недавно Закон о налоговых льготах, Закон о возобновлении страхования по безработице и Закон о создании рабочих мест 2010 года продлили снижение налогов, разрешенное VEETC, с конца 2010 года до конца 2012 года. В Соединенных Штатах, чтобы обеспечить эквивалентную экономию топлива на заправке с FFV, цена E85 должна быть намного ниже, чем бензина. Еще в 2011 году E85 был как минимум на 20% дешевле в большинстве регионов. В одном из испытаний в США Chevy Tahoe FFV 2007 года показал средний расход бензина 18,3 миль на галлон (галлонов США) и 13,5 миль на галлон для E85, что на 26,5% хуже, чем у бензина. Однако в Австралии, где с 2010 года Holden продал более 70 000 FFV, разница в совокупном расходе аналогичных вариантов V8 в семейном седане составляет от 10% до 20%. В 2010 году стоимость топлива в США составила в среднем 3,42 доллара США, а стоимость E85 составила в среднем 3,09 доллара США, или 90% стоимости бензина. Однако в другом тесте парк автомобилей Ford Taurus в среднем проезжал лишь примерно на 6% меньше миль на галлон автомобилей, работающих на этаноле, по сравнению с традиционными автомобилями Taurus, работающими на газе.

См. также

• Спиртовое топливо
• Атмосфера Земли
• Лямбда-зонд , также известный как кислородный датчик, используется для измерения условий сгорания бедной и богатой смеси.
• Метанол – древесный спирт, не путать с этанолом (зерновым спиртом).
• Хронология спиртового топлива

Дальнейшее чтение

• Руководство по обращению, хранению и отпуску E85 и других смесей этанола и бензина, сентябрь 2013 г., Министерство энергетики США.
• Приманка и переключение гибкого топлива . Посмотрите, сколько автомобилей с гибким топливом находится на дорогах и сколько станций предлагают E85. Центр американского прогресса
• Эрик Кваален, Филип К. Ванкат, Брюс А. Маккензи. Дистилляция этанола: основные принципы, оборудование, зависимость производительности и безопасность, Университет Пердью, апрель 1984 г.
• Мэтью Феникс. Ликер делает это быстрее. Популярная наука , июнь 2005 г.
• Результаты испытаний флота E85 в Огайо
• Свойства этанолового транспортного топлива - отчет Министерства энергетики США,
• Справочный материал по спиртовому топливу № 1, июль 1991 г. (особенно глава 7, посвященная коррозии и повышенному риску износа двигателя, связанному с загрязненным водой E85). Архивировано 4 июля 2008 г. в Wayback Machine.
• Отчет Мичиганского университета о выбросах E85
• Отчет Мичиганского университета по контролю выбросов E85
• Отчет Университета Небраски-Линкольн о переоборудовании пикапа Silverado E85
• LiveGreen GoYellow. Архивировано 14 сентября 2017 г. в Wayback Machine.
• Влияние топливного этанола на энергию и выбросы парниковых газов Аргоннская национальная лаборатория. Архивировано 4 февраля 2012 г. в Wayback Machine.

Внешние ссылки

• Французский производитель комплектов для переоборудования этанола E85.
• Американская коалиция этанола E10 - Исследование экономии топлива E30
• Центр данных по альтернативным видам топлива Министерства энергетики США – этанол
• Презентация EPA и технический документ, на котором он основан.
• Объявление Министерства сельского хозяйства США о снижении затрат на производство этанола : налоговые субсидии правительства США прекратятся в 2007 году
• Победа в нефтяном эндшпиле Топливная стратегия Института Роки Маунтин
• Думайте вне ствола. Архивировано 20 мая 2011 г. в Wayback Machine — видео выступления Винода Хослы на Google TechTalks.
• Приманка и подмена гибкого топлива . Посмотрите, сколько автомобилей с гибким топливом находится на дорогах и сколько заправочных станций предлагают E85.
• Производство биотоплива в США следует приостановить, заявили в ООН