4.Bioetanol. Indici de calitate

4.1.Bioetanolul hidratat şi anhidru

Bioetanolul în amestec cu benzina. Biocarburanţii conduc la creşterea securitǎţii

energetice prin oferirea unei alternative viabile la combustibilii fosili. Bioetanolul reduce

emisiile de CO2 cu 10-90% la sutǎ , în comparaţie cu combustibilii fosili (functie de materia

prima din care este obtinut).

Biocombustibilii sunt frecvent utilizaţi în întreaga lume. Cea mai comunǎ utilizare a

biocombustibililor o reprezintǎ transportul auto (combustibil E10). În esenţǎ pentru

producerea biocombustibilor existǎ o mare varietate de resurse şi, prin urmare, mai multe

tipuri de biocombustibili. În prezent câştigul net utilizând biocombustibili este mai mic decât

cel din alte forme de energie regenerabilǎ, din cauza utilizǎrii semnificative a combustibililor

fosili în procesul de producţie. [12]

Etanolul (C2H5OH), astfel cunoscut sub numele de alcool etilic , alcool , sau spirt. Este

un compus incolor , inflamabil, oxigenat , cu un punct de fierbere de 78.5˚C în stare anhidră.

În transport, etanolul poate fi folosit drept combustibil în stare purǎ (E100), amestecat cu

benzinǎ(E85), sau ca potenţator de benzinǎ pentru ai creşte cifra octanicǎ (concentraţie 10%).

În Anexa 2 Sunt prezentate proprietăţile fizice ale etanolului pentru Statele Unite ale Americii, Brazilia şi Uniunea Europeană

4.1.1. Proprietăţile bioetanolului

Tabel 4.1.Parametrii bioetanolului în comparaţie cu benzina [11]

Etanolul are multe proprietǎţi favorabile. De exemplu, cifra octanicǎ a etanolului este

mai mare decât cifra octanicǎ a benzinei convenţionale. Cifra octanicǎ influenţeazǎ

proprietatea ‘antiknocking’ a combustibilului. Cifra octanicǎ şi CO/R a etanolului pur este de

116 şi respectiv 129, comparativ cu benzina obişnuitǎ cu cifra octanică 86/87 şi CO/R 91/92.1

1 Cifra octanica =(CO/R + CO/M)/2

16

Pe de altǎ parte, producţia de energie din etanol este cu aproximativ o treime mai micǎ

decât producţia de energie din benzinǎ. Un litru de etanol este înlocuitorul a doar aproximativ

0.65 litri de benzinǎ. Acest lucru se datoreazǎ volorilor calorice diferite ale benzinei şi

etanolului. Conţinutul de energie al benzinei este de 32.5MJ/l şi 21.2MJ/l de etanol.

O altǎ proprietate a etanolului este presiunea de vapori scăzută. Când este stocat ca un

combustibil pur (sau chiar ca un amestec E-85), acesta are o presiune a vaporilor mai scǎzutǎ

decât benzina, şi astfel va avea mai puţine emisii prin evaporare. În zonele de climǎ mai rece,

presiunea scǎzutǎ a vaporilor de etanol pur poate cauza probleme de pornire la rece. Prin

urmare , în zonele climatice reci etanolul este amestecat cu benzinǎ (E85). Când etanolul este

amestecat pânǎ la circa 40% , cu benzinǎ, cei doi combustibili combinaţi au emisii mai mari

decât prin evaporare.

Acest exemplu aratǎ cǎ diferite amestecuri de etanol şi benzinǎ au proprietǎţi diferite.

În funcţie de situaţie şi de combustibilul dorit, etanolul este amestecat cu benzina în orice

raport. Amestecurile comune de etanol sunt: E5, E10, E15, E20, E25, E70, E85, E95 şi E100

care conţin 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 70%, 85%, 95% şi respectiv 100% etanol. De

asemenea alte cantitǎţi diferite sunt posibile. În Uniunea Europeanǎ , aşa-numitele vehicule cu

motor flexibil (FFV) intrǎ în prezent pe piaţǎ. Acestea pot rula cu un procent de etanol din

orice amestec de pânǎ la 85%.

Etanolul este de asemenea tot mai mult utilizat ca un aditiv oxigenat pentru benzina

standard şi ca înlocuitor pentru metil terţbutil eter (MTBE). MTBE este de obicei amestecat

cu benzina pentru ai creşte cifra octanicǎ. Din cauza faptului ca MTBE are proprietǎţi toxice,

fiind responsabil pentru contaminarea apelor subterane şi a solului, din acest motiv este tot

mai mult înlocuit cu ETBE ( etil terţ butil eter). [12]

4.1.2. Bioetanolul : anhidru (E5, E10, E15, E20-E85)

Când etanolul este obtinut prin fermentatie din zaharuri, acesta conţine apǎ. Alcoolul

anhidru este liber de apǎ şi cu o concentratie de cel putin 99%. Etanolul cu apǎ este numit

etanol hidratat sau ,,ud”. ,,Clasa de combustibili” etanol utilizaţi în Uniunea Europeanǎ nu are

practic nici o urmǎ de apǎ (mai putin de 1%). Etanolul fǎrǎ apǎ este numit etanol anhidru.

Etanolul anhidru este folosit în amestec E5, E10, E15 la E20. Etanolul anhidru folosit în

cantitǎţi mici în amestec cu benzina este ceva mai scump, având nevoie de un proces

suplimentar, şi anume distilare, deshidratând etanolul pânǎ când conţine mai puţin de 1% apǎ.

17

Etanolul anhidru este de obicei amestecat în procente mici cu benzina, dupǎ cum se

amestecǎ mai bine decât etanolul hidratat. Existǎ de asemenea mai multe niveluri de

amestecare a etanolului cu benzina (cunoscut sub numele de E5, E10 sau E20). E5 conţine 5%

etanol şi 95% benzinǎ. E10 conţine 10% etanol şi 90% benzinǎ şi aşa mai departe.

Cele mai multe maşini moderne nu au nici o problemǎ cu amestecurile de etanol pânǎ

la 22%. Existǎ o mulţime de rapoarte de cercetare şi testare cu privire la acest subiect, toate

acestea fiind concludente. În scopul de a proteja toate tipurile de motoare auto actuale, UE a

emis o directivǎ obligatorie, afirmând cǎ procentul maxim de bioetanol permis pentru

maşinile cu motor flexibil este de 20% etanol (şi 80% benzinǎ). Amestecurile benzinǎ-etanol

de pânǎ la 22% etanol poate fi utilizat în motoarele cu aprindere prin scânteie fǎrǎ nici un

material sau probleme operaţionale. [12]

4.1.3. Bioetanol: hidratat (E85, E90, E95-E100)

Etanolul hidratat (aproximativ 95-96% etanol şi 4-5% apǎ) poate fi utilizate drept

combustibil pentru maşinile cu motor flexibil. În Brazilia , etanolul hidratat (ud) este folosit

ca un substituent 100% al benzinei în motoare dedicate. În Europa, etanolul hidratat este

cunoscut ca E85 (85% etanol, 15% benzinǎ). E85 este un combustibil format din 85 % etanol

şi 15% benzinǎ şi un agent dedenaturare fiind utilizat pe scarǎ largǎ în Suedia , Brazilia şi

devine din ce în ce mai frecvent utilizat în Germania , Franţa şi Statele Unite .

E85 este destinat pentru autoturisme aşa-numite cu combustibil flexibil, care ruleazǎ

pe E85, benzinǎ purǎ sau un amestec al celor douǎ. În timpul lunilor de iarnǎ existǎ un

conţinut de benzinǎ mai mare (25%) pentru a facilita pornirea la temperaturi scǎzute. O

maşinǎ care utilizeazǎ combustibil flexibil care ruleazǎ pe E85 emite doar jumǎtate din

dioxidul de azot emis de acelaşi vehicul condus cu benzinǎ. Eliberarea de hidrocarburi este

comparabilǎ, indiferent de tipul de combustibil folosit. Cea mai semnificativǎ diferenţǎ este cǎ

E85 reduce emisiile de dioxid de carbon cu aproximativ 80% faţǎ de combustibilii fosili.

Acest lucru îi permite sǎ fie utilizat în motoarele de compresie mai mare, care tind sǎ producǎ

mai multǎ putere pe unitatea de deplasare decât omologii cu benzinǎ:

Beneficiile etanolului hidratat versus etanolul anhidru

-mai ieftin cu10-20%, în comparaţie cu etanolul anhidru. Economisind pânǎ la

0,05€ pe litru.

18

-mai uşor de produs , instalaţii de scarǎ mai micǎ, fǎrǎ unitate de uscare(unitate de

distilare);

-mai uşor de manevrat ;

-cu pânǎ la 45% mai durabil în comparaţie cu etanolul anhidru ;

Amestecul etanol-benzinǎ E85 este folosit la autovehiculele cu motoare modificate

pentru a putea accepta concentraţii mai ridicate de etanol. Astfel de vehicule pentru

combustibili- flexibili (FFV) sunt concepute pentru a rula pe orice amestec de benzinǎ etanol

cu procente de etanol de pânǎ la 85% din volum. Existǎ câteva diferenţe majore între FFV şi

non-FFV. Una din ele o reprezintǎ eliminarea pieselor din magneziu, aluminiu cauciuc din

sistemul de alimentare cu combustibil.[12]

Comisia pentru bioetanol (ETF) de experţi a realizată în cadrul CEN TC19/WG 21

pentru a dezvolta o specificaţie EN pentru etanol anhidru ca o componentă în amestec cu

benzina. Această activitate a fost realizată ca un răspuns la un mandat al CEN din partea

Comisiei Europene în sprijinul politicii sale de promovare a combustibililor regenerabili.

Trebuie remarcat faptul că standardul a fost dezvoltat pentru un volum de 5% etanol în

benzină, precum şi valorile limită ale proprietăţiilor au fost alese pentru acest procent.

Proiectul de standard EN 15376 a fost acceptat de către toate organismele şi va fi oficial

publicat la începutul anului 2008.

În ianuarie 2007, Comisia Europeană a exprimat intenţia de a crea un grad de benzină

cu conţinut de 10% volum maxim de etanol EN228. Acest lucru va necesita o modificare a

noului standard de etanol. ETF a început deja să examineze EN 15376, în vederea adaptării

lor la acest grad de combustibil nou, în aşteptarea unui mandat din partea Comisiei la CEN.

Abordarea a ETF este de a defini un grad unic de etanol care poate fi utilizat în condiţii de

siguranţă ca o componentă la toate amestecurile.[13]

19