Η αιθανόλη είναι ένα βιώσιμο, εγχώρια παραγόμενο καύσιμο με υψηλότερο αριθμό οκτανίων από τη βενζίνη , γεγονός που της επιτρέπει να έχει καλύτερες επιδόσεις από τη βενζίνη. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την παραγωγή και κατανάλωση αιθανόλης που έχουν ανακαλυφθεί και θα τις συζητήσουμε σε αυτό το άρθρο.
Η αιθανόλη είναι ένα βιο-οργανικό καύσιμο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα στις μεταφορές. Έχει μεγάλο δυναμικό να συμβάλει στην απαλλαγή των μεταφορών από τον άνθρακα και να βελτιώσει την περιβαλλοντική απόδοση.
Η τρέχουσα έρευνα μπορεί να επεκταθεί στο μέλλον σε κινητήρες SI υψηλής ταχύτητας για τη βελτίωση της απόδοσης και των χαρακτηριστικών καύσης με ντόπινγκ νανοσωματιδίων με βενζίνη. Η αριθμητική ανάλυση μπορεί να πραγματοποιηθεί σε κινητήρα SI που τροφοδοτείται από άλλη εναλλακτική πηγή ενέργειας για τη βελτίωση των χαρακτηριστικών απόδοσης.
Επιπλέον, αυτή η μελέτη μπορεί να βελτιωθεί με τη συμπερίληψη της ανακυκλοφορίας των καυσαερίων για τη μείωση των εκπομπών NOX και με την τροποποίηση της ώστε να λειτουργεί σε λειτουργία διπλού καυσίμου.
Η αιθανόλη είναι ένα σχετικά χαμηλού κόστους εναλλακτικό καύσιμο που μπορεί να υπερηφανεύεται για λιγότερη ρύπανση και μεγαλύτερη διαθεσιμότητα από την μη ανάμεικτη βενζίνη. Όμως, ενώ υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα της χρήσης αιθανόλης ως καυσίμου, υπάρχουν και ορισμένα μειονεκτήματα.
Τι είναι η αιθανόλη;
Η αιθανόλη είναι μια αλκοόλη δημητριακών που μπορεί να αναμειχθεί με βενζίνη και να χρησιμοποιηθεί σε μηχανοκίνητα οχήματα. Πολλά πρατήρια βενζίνης παρέχουν ένα μικτό καύσιμο, το οποίο είναι συνήθως 10 τοις εκατό αιθανόλη και 90 τοις εκατό βενζίνη.
Η αιθανόλη μπορεί να ζυμωθεί από πολλές πηγές αμύλου, συμπεριλαμβανομένου του καλαμποκιού, του σιταριού, του σόργου, του κριθαριού και των πατατών, καθώς και από καλλιέργειες ζάχαρης όπως το ζαχαροκάλαμο και το γλυκό σόργο.
Ένα υποπροϊόν της παραγωγής αιθανόλης είναι οι σπόροι απόσταξης, οι οποίοι μπορούν να τροφοδοτηθούν στα ζώα είτε υγρά είτε αποξηραμένα. Επειδή οι σπόροι υγρών αποστακτηρίων είναι ευπαθείς και βαρείς, γεγονός που αυξάνει το κόστος μεταφοράς, συνήθως χρησιμοποιούνται σε ακτίνα 100 μιλίων από ένα εργοστάσιο αιθανόλης.
Οι σπόροι του αποστακτήρα είναι πιο σταθεροί και ευκολότεροι στη μεταφορά τους όταν ένας παραγωγός αιθανόλης τους στεγνώνει, ωστόσο αυτό αυξάνει το ενεργειακό κόστος για τον παραγωγό αιθανόλης. Οι σπόροι απόσταξης διατηρούν πολλά από τα θρεπτικά συστατικά του καλαμποκιού, αφού μόνο το άμυλο έχει αφαιρεθεί.
Πώς παράγεται η αιθανόλη;
Η αιθανόλη παράγεται με φυτά που είναι γνωστά ως φυτά «dry grind», οι κόκκοι του καλαμποκιού αλέθονται σε μικρά σωματίδια. Στη συνέχεια, προστίθεται νερό στο αλεσμένο καλαμπόκι μαζί με ένζυμα για τη μετατροπή του αμύλου για ζύμωση. Το μείγμα, γνωστό και ως πολτός, μαγειρεύεται για να σπάσει περαιτέρω το άμυλο.
Ο πολτός αφαιρείται από τις κουζίνες και αφήνεται να κρυώσει πριν προστεθεί ένα δεύτερο ένζυμο (γλυκοαλύση) στον πολτό. Αυτό το ένζυμο βοηθά στη μετατροπή του υγρού αμύλου σε σάκχαρα.
Η μαγιά προστίθεται στον πολτό και η ζύμωση δημιουργεί αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα. Μετά από περίπου δύο ημέρες, η διαδικασία ζύμωσης ολοκληρώνεται και ο πολτός θερμαίνεται ξανά.
Κατά τη διαδικασία θέρμανσης, η αιθανόλη εξατμίζεται σε ατμό που συλλέγεται, ενώ τα υπόλοιπα στερεά καλαμποκιού και μαγιάς παραμένουν.
Ο ατμός της αιθανόλης ψύχεται και συμπυκνώνεται σε υγρό. Αυτό το υγρό αφυδατώνεται για να αφαιρεθεί η περίσσεια νερού από την αιθανόλη, καθιστώντας την «άνυδρη» αιθανόλη κατάλληλη για ανάμειξη με βενζίνη.
Η αιθανόλη μπορεί επίσης να παραχθεί με μια διαδικασία υγρής άλεσης που διαχωρίζει το καλαμπόκι σε πολλά διαφορετικά συστατικά και παρέχει πολλές επιλογές για τελικά προϊόντα, συμπεριλαμβανομένης της αιθανόλης. Αυτή η διαδικασία μπορεί να είναι πολύ πιο περίπλοκη και υπερβολική.
Η αιθανόλη είναι ένα καλό καύσιμο για χρήση σε κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετο για ντίζελ (βιοντίζελ). Η αιθανόλη είναι επίσης μια σημαντική πρώτη ύλη για τη χημική βιομηχανία.
Ωστόσο, παρά τις χρήσεις της, υπάρχουν ορισμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις που σχετίζονται με την αιθανόλη, τη διαδικασία παραγωγής της και τη διαδικασία της κατανάλωσής της. Εδώ είναι οι επιπτώσεις της αιθανόλης στο περιβάλλον.
10 Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις του Αιθάνουl
- Μόλυνση του αέρα
- Καταλαμβάνει πολύ περιβαλλοντικό χώρο
- Ανθρώπινος αντίκτυπος
- Επιπτώσεις στη γεωργία και την παραγωγή τροφίμων
- Επιπτώσεις στο έδαφος
- Παγκόσμια υπερθέρμανση
- Επίδραση στο νερό
- Μεθάνιο (CH4) Γενιά
- Επιπτώσεις στη θαλάσσια ζωή.
- Έκρηξη πυρκαγιάς
1. Ατμοσφαιρική Ρύπανση
Η μεταφορά με φορτηγά και σιδηροδρομικές μεταφορές είναι οι κύριοι τρόποι μεταφοράς αιθανόλης στους τερματικούς σταθμούς ανάμειξης, όπου η αιθανόλη αναμιγνύεται με τη βενζίνη για να σχηματίσει τα μείγματα Ε-10 ή Ε-85 για χρήση κινητήρων καταναλωτών.
Η χρήση των πιο ακριβών φορτηγών, σιδηροδρομικών και φορτηγίδων μεταφοράς αυξάνει τον ρυθμό απελευθέρωσης αέριων ρύπων στον αέρα, μολύνοντας έτσι την ατμόσφαιρα.
Ωστόσο, σε μια προσπάθεια να αντιμετωπιστεί αυτό το ζήτημα, επί του παρόντος η αιθανόλη δεν μεταφέρεται με αγωγούς που έχουν σχεδιαστεί και χρησιμοποιούνται για προϊόντα με βάση το πετρέλαιο, αλλά μερικές εταιρείες δοκιμάζουν την αιθανόλη μεταφοράς με αυτόν τον τρόπο.
Επίσης, επιβλαβής οσμή μπορεί να παράγεται από την παραγωγή βουτυρικού μεταβολίτη βιοαποικοδόμησης αιθανόλης.
2. Καταλαμβάνει πολύ περιβαλλοντικό χώρο
Μία από τις βασικές επιπτώσεις της αιθανόλης στο περιβάλλον είναι ότι απαιτεί χώρο καλλιέργειας για να αναπτυχθεί.
Επειδή προέρχεται κυρίως από καλαμπόκι, μεγάλο μέρος της γης που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την καλλιέργεια τροφίμων ή ζώων χρησιμοποιείται αντ' αυτού για την καλλιέργεια ενός προϊόντος καυσίμου.
3. Αντίδραση στον άνθρωπο
Η οξεία κατάποση αιθανόλης μπορεί να προκαλέσει πονοκεφάλους, ναυτία, έμετο, υπνηλία, κόπωση, εξασθένηση της κρίσης, απώλεια των αισθήσεων, έλλειψη συντονισμού και κώμα.
Η εισπνοή μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό των ματιών και της ανώτερης αναπνευστικής οδού, κόπωση και πονοκεφάλους, ενώ η δερματική επαφή μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό του δέρματος, με την παρατεταμένη επαφή να οδηγεί σε ξηρό δέρμα, ξεφλούδισμα, κνησμό και σκάσιμο.
Εκτός από τη μεγάλη κατανάλωση αλκοόλ, ένα υποπροϊόν της αιθανόλης μπορεί να προκαλέσει εθισμό και να αυξήσει όλους τους τύπους τραυματισμών και τραυμάτων. Περιβαλλοντικοί και γενετικοί παράγοντες εμπλέκονται στην ευαισθησία στον αλκοολισμό.
Ωστόσο, η μέτρια κατανάλωση αιθανόλης μειώνει το στρες και αυξάνει τα συναισθήματα ευτυχίας και ευεξίας και μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο στεφανιαίας νόσου.
Επιπλέον, ο υποσιτισμός μπορεί να είναι αποτέλεσμα της αιθανόλης και μπορεί επίσης να ασκήσει άμεση τοξικολογική επίδραση λόγω της παρεμβολής της στον ηπατικό μεταβολισμό και στις ανοσολογικές λειτουργίες.
Έχει παρατηρηθεί μια αιτιώδης επίδραση μεταξύ του αλκοόλ και διαφόρων καρκίνων. Η διακοπή της κατανάλωσης αλκοόλ και η ισορροπημένη διατροφή συνιστώνται πρωταρχικά μη ειδικά θεραπευτικά μέτρα για τους αλκοολικούς.
Οι φαρμακευτικές θεραπείες για αλκοολικούς που υποφέρουν από ηπατικές βλάβες έχουν οδηγήσει σε ανάμεικτα αποτελέσματα. Σε ηπατική νόσο τελικού σταδίου, μπορεί να εξεταστεί το ενδεχόμενο μεταμόσχευσης ήπατος.
4. Επιπτώσεις στη γεωργία και την παραγωγή τροφίμων
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, τα βιοκαύσιμα με βάση το καλαμπόκι και τη σόγια αφορούν την ποσότητα γης που αφαιρούν από την παραγωγή τροφίμων. Η πρόκληση της καλλιέργειας αρκετών καλλιεργειών για την κάλυψη των απαιτήσεων της παραγωγής αιθανόλης και βιοντίζελ είναι σημαντική και, ορισμένοι λένε, ανυπέρβλητη.
Αυτό το μεγάλο μέρος της γης που χρησιμοποιείται για την καλλιέργεια φυτών που παράγουν αιθανόλη επηρέασε μόνο σε μεγάλο βαθμό την παραγωγή τροφίμων καθώς η γεωργία ήταν το σημαντικότερο πλήγμα. Αυτό οδήγησε σε έλλειψη προμήθειας τροφίμων καθώς η αρόσιμη γη για άλλες φυτείες καλλιεργειών χρησιμοποιείται για καλλιέργειες αιθανόλης.
Σύμφωνα με ορισμένες αρχές, η παραγωγή αρκετών βιοκαυσίμων ώστε να καταστεί δυνατή η ευρεία υιοθέτησή τους θα μπορούσε να σημαίνει τη μετατροπή των περισσότερων από τα εναπομείναντα δάση και ανοιχτούς χώρους του κόσμου σε γεωργικές εκτάσεις, κάτι που αποτελεί θυσία που λίγοι άνθρωποι θα ήταν πρόθυμοι να κάνουν.
5. Επιπτώσεις στο έδαφος
Γενικά, η παραγωγή καλαμποκιού είναι συχνή πηγή ρύπανσης από θρεπτικά συστατικά και ιζήματα. Αν και η αιθανόλη και άλλα βιοκαύσιμα συχνά προωθούνται ως καθαρές, χαμηλού κόστους εναλλακτικές λύσεις αντί της βενζίνης, η βιομηχανική καλλιέργεια καλαμποκιού και σόγιας εξακολουθεί να έχει επιβλαβείς επιπτώσεις στο περιβάλλον, απλώς με διαφορετικό τρόπο.
Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τους βιομηχανικούς αγρότες καλαμποκιού. Η καλλιέργεια καλαμποκιού για αιθανόλη περιλαμβάνει μεγάλες ποσότητες συνθετικών λιπασμάτων και ζιζανιοκτόνων.
Επιπλέον, η έρευνα που ασχολείται με την ενέργεια που απαιτείται για την καλλιέργεια των καλλιεργειών και τη μετατροπή τους σε βιοκαύσιμα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η παραγωγή αιθανόλης από καλαμπόκι απαιτούσε 29% περισσότερη ενέργεια από ό,τι η αιθανόλη μπορεί να παράγει.
6. Παγκόσμια υπερθέρμανση
Όταν αναμιγνύεται με βενζίνη για χρήση ως καύσιμο οχημάτων, η αιθανόλη μπορεί να προσφέρει ορισμένα οφέλη εκπομπών ανάλογα με τον τύπο του οχήματος, τη βαθμονόμηση του κινητήρα και το επίπεδο ανάμειξης.
Όπως και με τα συμβατικά καύσιμα, η χρήση και αποθήκευση μειγμάτων αιθανόλης μπορεί να οδηγήσει σε εκπομπές ρυθμιζόμενων ρύπων, τοξικών χημικών ουσιών και αερίων του θερμοκηπίου (GHGs), τα οποία αποτελούν την κύρια αιτία της υπερθέρμανσης του πλανήτη.
7. Επίδραση στο νερό
Οι πιο σημαντικές επιπτώσεις που σχετίζονται με τις διαρροές αιθανόλης ήταν στα επιφανειακά ύδατα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η πρόσκρουση των επιφανειακών υδάτων σκοτώνει την υδρόβια ζωή αρκετές ημέρες μετά τη διαρροή ως αποτέλεσμα της εξάντλησης του οξυγόνου.
Η πρόσκρουση μπορεί να συμβεί σε μεγάλη απόσταση από την αρχική τοποθεσία. Επίσης, διαρροές από αιθανόλη μπορεί να διεισδύσουν στο έδαφος, οδηγώντας έτσι σε πιθανή μόλυνση των υπόγειων υδάτων και απόρριψη στα επιφανειακά ύδατα, η οποία μπορεί να είναι μια κυκλική διαδικασία καθώς και η παραγωγή μεθανίου.
8. Μεθάνιο (CH4) Γενιά
Η αναερόβια αποικοδόμηση της αιθανόλης στα υπόγεια ύδατα έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή αερίου μεθανίου. Η παρουσία μεθανίου στο ακόρεστο έδαφος πέρα από τα όρια έκρηξης μπορεί να δημιουργήσει κίνδυνο έκρηξης.
Το αέριο μεθάνιο μπορεί να παραχθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα και να παραμείνει στο αέριο του εδάφους για μεγάλο χρονικό διάστημα. Και όταν εκτίθεται στην ατμόσφαιρα, μπορεί να οδηγήσει σε θέρμανση της θερμοκρασίας της γης, καθώς το αέριο μεθάνιο (CH4) είναι γνωστό ότι είναι αέριο του θερμοκηπίου.
9. Επιπτώσεις στη θαλάσσια ζωή.
Οι διαρροές αιθανόλης στη θάλασσα αποτελούν απειλή τοξικότητας για τους οικολογικούς υποδοχείς που έρχονται σε άμεση επαφή με την έκλυση και θα μπορούσαν να επηρεάσουν το επιφανειακό υδάτινο οικοσύστημα.
Η εξάντληση του οξυγόνου είναι ένας σημαντικός τρόπος με τον οποίο η αιθανόλη επηρεάζει τη θαλάσσια ζωή, καθώς δεν θα υπάρχει αρκετό διαθέσιμο οξυγόνο για την πρόσληψη της θαλάσσιας ζωής, κάτι που με τον καιρό θα έχει ως αποτέλεσμα τη θανατηφόρο ζωή της υδρόβιας ζωής.
10. Έκρηξη πυρκαγιάς
Η ευφλεκτότητα είναι ο μεγαλύτερος κίνδυνος για την αιθανόλη, όπως και για τη βενζίνη. Ειδικά, όταν εκτίθεται στο ηλιακό φως αδιάλυτο. Η μελέτη δείχνει ότι η αιθανόλη έχει ένα ευρύ φάσμα ευφλεκτότητας (3.3 έως 19% ή 33,000 έως 190,000 ppm κατ' όγκο).
Δεδομένης αυτής της ανησυχίας για την ευφλεκτότητα, το περιβάλλον και οι ζωές και οι ιδιότητες των ανθρώπων μπορεί να τεθούν σε κίνδυνο εάν συμβεί οποιαδήποτε μορφή έκρηξης.
Επίσης, η ικανότητά του να μεταφέρει ηλεκτρισμό μπορεί να οδηγήσει σε ηλεκτροπληξία και πιθανώς ανάφλεξη πυρκαγιάς όταν δεν είναι σωστά γειωμένο και συνδεδεμένο κατά τη διάρκεια εργασιών μεταφοράς φόρτωσης.
Συμπέρασμα
Η αιθανόλη, η οποία είναι ένα από τα πιο πολλά υποσχόμενα βιοκαύσιμα, έχει προσελκύσει την προσοχή παγκοσμίως λόγω της επικείμενης πετρελαϊκής κρίσης που ξεκίνησε πριν από μια δεκαετία σε όλο τον κόσμο. Ωστόσο, για να είναι η αιθανόλη πιο ωφέλιμη για το περιβάλλον, υπάρχει ανάγκη για ένα καλά ρυθμισμένο σύστημα που περιλαμβάνει πολλούς τύπους αιθανόλης. Αυτό γίνεται για την προστασία και διατήρηση του περιβάλλοντος.
Συχνές ερωτήσεις – Περιβαλλοντικές επιπτώσεις της αιθανόλης
Η αιθανόλη καλαμποκιού δεν διαθέτει τα περιβαλλοντικά διαπιστευτήρια άλλων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως η κυτταρινική αιθανόλη, η αιολική και η ηλιακή ενέργεια. Καθώς η αιθανόλη καλαμποκιού έχει ανακαλυφθεί ότι είναι έως και 24% πιο εντάσεως άνθρακα από τη βενζίνη και έτσι έχει αποδειχθεί ως καύσιμο μη φιλικό προς το κλίμα