燃料乙醇

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在瑞典市场,Saab 9-3型号SportCombi BioPower. 这是Saab推出的第二个E85灵活燃料的车型。


燃料乙醇(英语:Ethanol fuel),也称乙醇燃料,又稱生質酒精,是一种被广泛用于运输业的生物燃料[1]。它和酒精饮料中的乙醇是同一类型的醇类。燃料乙醇由富含糖类物质的农作物酿制产生,可作为添加剂加入汽油中制成混合燃料。燃料乙醇主要供汽车、摩托车等交通工具使用,汽油发动机无需做过多改动就可以直接使用燃料乙醇。当汽油价格较高时,燃料乙醇具有明显的成本优势。但是,大规模使用燃料乙醇导致玉米、甘蔗等农作物供不应求、价格上升。同时在生产燃料乙醇的过程中也会释放出二氧化碳或污染物,因而有损其清洁燃料的称号[2]


世界运输燃料乙醇生产在2000年和2007年间增长了三倍,从170亿到超过520亿公升。从2007年到2008年,乙醇在全球汽油型燃料的使用比例从3.7%上升至5.4%[3]。在2011年的全球燃料乙醇产量达到22.36 BG[4](846亿升),其中美国是最大的生产者,拥有13.9 BG(526亿升),占全球产量的62.2%,其次是巴西5.6 BG(211亿升)[5]。乙醇燃料具有“加仑汽油当量英语Gasoline gallon equivalent”(GGE)1.5美制加侖(5.7公升),这意味着1.5加仑乙醇产生一加仑汽油的能量[6]




目录





  • 1 化学


  • 2 生产

    • 2.1 液化


    • 2.2 糖化


    • 2.3 發酵



  • 3 各国经验


  • 4 參看


  • 5 参考文献




化学




乙醇分子的结构。所有的化学键都是单键。


在乙醇發酵期間,在玉米中的葡萄糖和其它醣類(或在甘蔗或其他作物中)被轉換成乙醇和二氧化碳。


C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 + 热

像任何發酵反應,發酵並非100%的選擇性,其他的副產物例如乙酸,乙二醇和許多其他產品在相當程度上形成,并且在乙醇的淨化過程中需要被除去。


乙醇在燃燒過程中與氧發生反應,產生二氧化碳,水和熱:


C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O + 热


生产




甘蔗丰收。




在南非的玉米田。




柳枝稷



液化


植物浆液被置于蒸汽加压锅中加热至100℃的过程被称为“液化”,在此步骤中,胚乳内的淀粉颗粒被分散开来,淀粉分子也被酶破坏。此后,浆液温度将被降至80-90℃,并被加入α-淀粉酶[7],然后仍需要继续反应至少30分钟。



糖化


在液化过程结束后,浆液将被冷却至大约30℃,并被加入葡萄糖淀粉酶以将淀粉水解为葡萄糖。这一步被称为“糖化”。糖化发生于浆液倒入发酵罐后并贯穿接下来的“发酵”这一步。



發酵



通過微生物發酵的糖產生乙醇。微生物發酵將目前僅僅直接作用于糖。植物的兩個主要組成部分,澱粉和纖維素,是由糖類组成,并且在原則上还可以發酵轉換成糖。目前,只有糖(如蔗糖)和澱粉(如玉米)的部分可以符合經濟效益的轉換。在纖維素乙醇领域有很多研究活動,把植物的一個組成部分纖維素分解為糖,并隨後轉化為乙醇。



各国经验






















































































燃料乙醇年产量前十的国家/地区
(2007–2011)[5][8][9][10]
(百万美制液体加仑每年)
世界
排名
国家/地区20112010200920082007
1
 美國
3.14159713,231.0010,938.009,235.006,485.00
2
 巴西
5,573.246,921.546,577.896,472.205,019.20
3
 歐盟
1,199.311,176.881,039.52733.60570.30
4
 中國
554.76541.55541.55501.90486.00
5
 泰國
435.2089.8079.20
6
 加拿大
462.30356.63290.59237.70211.30
7
 印度
91.6766.0052.80
8
 哥伦比亚
83.2179.3074.90
9
 澳大利亚
87.2066.0456.8026.4026.40
10其他247.27
世界总产量22,356.0922,946.8719,534.9917,335.2013,101.70


參看





  • 生物质(biomass)

  • 二甲醚


  • 纖維素乙醇 - 非糧作物生產的乙醇

  • 能源作物英语energy crop

  • 灵活燃料汽车英语flexible-fuel vehicle

  • 氢燃料英语hydrogen fuel

  • 甲醇燃料英语methanol fuel

  • 碳中性燃料英语carbon neutral fuel

  • 甲醇经济

  • 食物与燃料之争



参考文献




  1. ^ Mustafa Balat, Havva Balat. Recent trends in global production and utilization of bio-ethanolfuel. Applied Energy. 2009, 86 (11): 2273–82. doi:10.1016/j.apenergy.2009.03.015. 


  2. ^ 乙醇燃料是与非. 新华网. 2007-05-01. 


  3. ^ Towards Sustainable Production and Use of Resources: Assessing Biofuels (PDF). 联合国环境署. 2009-10-16. (原始内容 (PDF)存档于2009-11-22). 


  4. ^ BG=billion gallon=十亿美制液体加仑


  5. ^ 5.05.1 Acelerating Industry Innovation – 2012 Ethanol Industry Outlook (PDF). Renewable Fuels Association. 2012-03-06.  see pp. 3, 8, 10, 22 and 23


  6. ^ Gasoline Gallon Equivalent (GGE) Definition. energy.gov. [2011-10-12]. (原始内容存档于2011-10-07). 


  7. ^ New Enzyme for More Efficient Corn Ethanol Production. Green Car Congress. 2005-06-30 [2008-01-14]. 


  8. ^ F.O. Licht. Industry Statistics: 2010 World Fuel Ethanol Production. Renewable Fuels Association. [2011-04-30]. 


  9. ^ F.O. Lweb/20110718131036/http://www.ethanolrfa.org/page/-/objects/pdf/outlook/RFAoutlook2010_fin.pdf?nocdn=1. 2009 Global Ethanol Production (Million Gallons) (PDF). 


  10. ^ F.O. Licht. 2007 and 2008 World Fuel Ethanol Production. Renewable Fuels Association. (原始内容存档于2008-04-08). 


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