Przy jednakowych osiągach silnika etanol emituje 4,56/3,55 = 1,28 razy więcej CO2 niż benzyna, przy zapewnieniu tej samej pracy.
Innymi słowy: etanol emituje o 28% więcej CO2 niż benzyna.
I nie są wliczane do tych obliczeń dla etanolu:
- koszty produkcji CO2 w zbożu lub cukrowni
- koszty rafinacji rośliny na cukier
- koszty destylacji
- koszty energii fermentacji (tj. CO2 emitowane w celu podgrzania melasy)
Kilka przypomnień o chemii: cukier, fermentacja, alkohol i CO2...
Za podstawę wszelkich obliczeń przyjmiemy następujące masy atomowe: C=12 g/mol, O=16 g/mol, H=1 g/mol
a) Przypadek alkoholu powstałego w wyniku fermentacji cukru
Cukier używany do produkcji etanolu pochodzi z rodziny disacharydy (sacharoza lub maltoza) o wzorze: C12H22O11 (patrz http://fr.wikipedia.org/wiki/Sucre#Chimie ) ma masę molową 342 gramy, co po hydrolizie („zyskuje” cząsteczkę wody) daje 2 cząsteczki glukozy lub 2*C6H12O6 o masie molowej 180 gramów, co daje całkowitą masę 360 gramów.
Szczegóły glukozy: http://fr.wikipedia.org/wiki/Glucose
Mol glukozy będzie wówczas fermentował zgodnie z równaniem:
Kod: wybierać
C6H12O6 --> 2*C2H6O + 2*CO2Produkty: 2 mole alkoholu etylowego (C2H6O = 46g/mol) i dwa mole dwutlenku węgla (CO2 = 44g/mol).
Przed spaleniem i pominięciem jakiejkolwiek innej emisji CO2, każdy wyprodukowany gram alkoholu podczas swojego „tworzenia” uwolni zatem: 44/46 = 0.95 grama CO2.
I to PRZED jego spaleniem. Podczas spalania alkoholu:
Kod: wybierać
C2H6O + 7/2*O2 --> 2*CO2 + 3*H2O lub dla tych, którzy wolą okrągłe liczby:
Kod: wybierać
2*C2H6O + 7*O2 --> 4*CO2 + 6*H20Błąd wyważenia odczynników, korekta (która nie zmienia wyników dla CO2):
Kod: wybierać
C2H6O + 3*O2 --> 2*CO2 + 3*H2O Zatem w wyniku spalania ten mol 46 g alkoholu wytworzy się 88 g CO2 (2 mole).
Otrzymujemy zatem w sumie 3 mole CO2 wyemitowane na mol spalonego alkoholu: 1 podczas fermentacji i 2 podczas spalania. To w sumie 3x44 = 132 g CO2 na 46 gramów spalonego alkoholu.
Wniosek: każdy gram alkoholu emituje zatem podczas swojego rozwoju i spalania co najmniej 132/46 = 2,87 grama CO2.
Mówię przynajmniej dlatego, że wiele „elementów CO2” nie zostało wziętych pod uwagę: produkcja cukru i destylacja alkoholu są niewątpliwie najbardziej energochłonne.
Wartość 2,87 g CO2/g alkoholu jest zatem wartością bardzo niską!
b) Sprawa benzyny (którą alkohol ma zastąpić)
Wznawiam bez szczegółowego opisywania obliczeń tej strony: równania spalania i CO2
Emisje CO2 dla węglowodoru o wzorze C2H(2n+2) = 44n
Zastosowanie do benzyny (czysty oktan). n=8
[C8H18] = 8 12 * + = 18 1 114 * g / mol.
Masa wydzielonego CO2 na mol zużytego oktanu wynosi: 44*8 = 352 g.
Stosunek zużycia paliwa do emisji CO2 wynosi 352/114 = 3,09
Wniosek: każdy gram benzyny powoduje zatem emisję podczas spalania 3,09 grama CO2
Przy koszcie „rafinacji” wynoszącym w najgorszym przypadku 15% otrzymalibyśmy 3.55 g CO2 do rafinacji i spalania benzyny.
c) Porównanie energii etanolu i benzyny
Kod: wybierać
PCI ethanol = 26 900 kJ/kg
PCI essence = 42 700 kJ/kg
Zatem przy izoefektywności silnika potrzeba 42,7 / 26,9 = razy większej masy etanolu, aby dostarczyć tę samą energię, tj. 1,59 razy.
w izoenergii, dlatego do emisji CO1,59 etanolu należy dodać współczynnik 2: zatem 2,87 grama daje 4,56 grama. I pamiętajcie: te 2,87 g już znacznie obniżono, bo nie uwzględniono w nich uprawy cukru (ale sceptycy nie bez powodu powiedzą, że w przypadku benzyny nie wzięliśmy pod uwagę kosztów wydobycia i transportu ropy)
Wniosek ogólny
Aby zapewnić tę samą ilość energii spalania, emisje CO2 wynoszą odpowiednio:
- z benzyną: 3,55 grama CO2
- z etanolem: 4,56 grama CO2
Przy jednakowych osiągach silnika etanol emituje 4,56/3,55 = 1,28 razy więcej CO2 niż benzyna, przy zapewnieniu tej samej pracy.
Innymi słowy: etanol emituje o 28% więcej CO2 niż benzyna.
I nie są wliczane do tych obliczeń dla etanolu:
- koszty produkcji CO2 w zbożu lub cukrowni
- koszty rafinacji rośliny na cukier
- koszty destylacji
- koszty energii fermentacji (tj. CO2 emitowane w celu podgrzania melasy)
Nie ma zatem wątpliwości: zgodnie z tym rozumowaniem etanol pochodzenia rolniczego emituje znacznie więcej CO2 niż benzyna. Jak zatem agencje państwowe i uniwersytety mogą osiągnąć tak dodatni bilans CO2 w przypadku etanolu? Czy nie biorą pod uwagę fermentacji? Co pomijają? Albo gdzie jest błąd w naszym rozumowaniu?
