V roce 2021 indická vláda uvedla, že se do roku 2025 přesune na 20% míchání ethanolu v benzínu s dvěma hroty snižování emisí uhlíku a snížení závislosti země na zahraniční ropě. Zatímco vozidla upravená tak, aby byla kompatibilní s novým složením, začala se začala rozšiřovat v dubnu 2025, vládní tlak na 20% benzín s ethanolem (E20) nechal majitele vozidel obávat se dopadu na jejich starší vozidla a o nárůstu nákladů na údržbu.
Ethanol nebo ethylalkohol je biopaliva: je vyroben z rostlinného odpadu zvaného biomasa. Pravidelný benzín je uhlovodík vyrobený z zkamenělých pozůstatků organické hmoty pohřbené po dobu milionů let.
Když se ethanol smíchá s fosilním palivem, jako je benzín, působí jako okysličení, který pomáhá benzínu lépe hořet.
Výroba ethanolu
V rámci indického programu propojení ethanolu vláda obstarává ethanol buď ze surovin na bázi cukrové třtiny, jako je C-heavy melasa, b-heavy melasy, šťáva z cukrové třtiny, cukru nebo sirup cukru, nebo poškozená potravinářský zrna, jako je zlomená rýže, kukuřice nebo celulózová a lignocelulózová materiály.
Melasa je vedlejším produktem produkce cukrové třtiny. Je to tlustý tmavý sirup asi 40% bohatých na cukry, které lze fermentovat, ale které nelze dále extrahovat.
C-heavy melasa je konečným vedlejším produktem procesu výroby cukru, s obsahem melasy kolem 28-32%. B-heavy melasa je zprostředkovatelským vedlejším produktem stejného procesu a má vyšší obsah melasy, přibližně 48-52%.
Ethanol je vyroben z melasy fermentací – používá kvasinkové enzymy k katalyzování rozpadu molekul cukru v přítomnosti vody. Každodenním příkladem fermentace je zázvorová soda. Pokud na několik dní vložíte zázvor, cukr a vodu do vzduchotěsné nádoby, stane se to šumivé. Je to proto, že mikroby v zázvoru se živí cukrem a uvolňují oxid uhličitý, který dělá kyselinu uhličitý s vodou.
V prvním kroku produkce ethanolu z melasy jsou molekuly sacharózy v sirupu zředěny vodou. Pak se rozpadnou na molekuly glukózy v přítomnosti invertázy.
Tyto glukózové molekuly dále reagují v přítomnosti zymázy za vzniku ethanolu a uvolňování oxidu uhličitého.
Produkce ethanolu z potravinových zrn a lignocelulózových materiálů také zahrnuje další procesy, které je nejprve rozdělují na fermentabilní cukry. Lignocelulosická biomasa je rostlinná hmota s vysokým obsahem uhlohydrátů a obvykle se skládá z částí, které se nepoužívají pro jídlo nebo krmivo. Tato biomasa je bohatá na celulózu, hemicelulózu a lignin.
Chemická povaha, energetická účinnost
Klíčem k pochopení energetické účinnosti ethanolu jsou dva faktory: kalorická hodnota a oktanové číslo.
Kalorická hodnota paliva označuje jeho výnos: vyšší kalorická hodnota znamená více energie. Kalorická hodnota ethanolu je výrazně nižší než hodnota benzínu, takže celková účinnost spalování paliva by měla teoreticky snižovat. Vláda však tvrdila, že pokles výkonnosti paliva není významný a že se řídí směsí dalších faktorů, včetně „řidičských návyků, údržbářských postupů, jako jsou změny oleje a čistota vzduchového filtru, tlak a vyrovnání pneumatik a dokonce i zatížení klimatizace“.
Oktanové číslo je měřítkem odporu paliva vůči klepání nebo předčasnému pálení motoru. Ethanol má vyšší oktanové číslo než benzín. Má tedy potenciál výrazně snížit odolnost proti klepání. Avšak vzhledem ke svému nižším obsahu energie může množství energie, kterou může motor extrahovat na litr směsicího paliva s rostoucím obsahem ethanolu.
To znamená, že pokles řidičů najetých kilometrů vznesl obavy o tom, že nebude významný, uvedl Sudheer Kumar Kuppili, výzkumný pracovník na London School of Hygiene a Tropical Medicine.
„Kompenzace za nižší energii by byla poměrně nízká, když se pohybujete z E10 na E20,“ řekl Kuppili. „Bylo by to významné pouze tehdy, když se přesuneme na 100% ethanol. Většina rozruchu v těchto dnech o snížení kilometrů vozidla je podporována mnoha faktory, které je obtížné posoudit.“
Odborníci ve skutečnosti uvedli, že se zde zaměřujeme na hygroskopickou povahu Ethanolu. To znamená, že ethanol má značnou tendenci přitahovat a připojit molekuly vody k sobě. To zase ovlivňuje komponenty vozidla a výkon paliva novými způsoby.
Nezávislý odborník Noble Varghese uvedl, že hlavním problémem je zvýšená možnost koroze.
„Ethanol ovlivňuje gumové komponenty palivového systému, kterým je hlavně potrubí, palivová nádrž, vstřikovače, filtry a spalovací komory. Spalovací komora a samotný blok motoru nejsou ovlivněny ethanolem, ale to, co je ovlivněno, je palivová nádrž, gumová potrubí a injektor,“ řekl Varghese.
„Ethanol má tendenci přitahovat vodu, takže pokud se vozidlo nepoužívá každý den, voda má tendenci shromažďovat v palivové nádrži, která je pro nádrž korozivní. To způsobuje další problém: částice rezavých se mísí s palivem a vstupují do palivového potrubí a ucpávají ji,“ dodal.
„To samo o sobě sníží počet najetých kilometrů. Není to především kvůli termodynamickým vlastnostem ethanolu, ale více kvůli složkám, které nejsou vhodné pro palivo E20.“
Vláda však tvrdila, že nahrazení starších gumových dílů a těsnění určených pro nebrugované palivo je „levné a lze jej snadno zvládnout během rutinního servisu“.
Prohlášení zveřejněné ministerstvem ropy a zemního plynu (MOPNG) 12. srpna rovněž uvedlo, že tato změna bude vyžadována pouze „jednou za životnost vozidla“ a na „jakékoli oprávněné dílně“.
Kuppili také řekl, že vlhkost nebude významným problémem.
„To by mohl být problém pro starší vozidla, která se již pravděpodobně opotřebovávají. To by neměl být problém pro vozidla BS-IV nebo BS-VI. Hygroskopická povaha paliva by však mohla mít znatelný účinek, když jste v chladnějších částech země. V těchto regionech se však obvykle mísí s aditivy,“ vysvětluje, „vysvětluje,“ vysvětluje, „vysvětluje,“ vysvětluje, „vysvětluje,“ vysvětluje se, „vysvětluje,“ vysvětluje, „vysvětluje,“ vysvětluje, „vysvětluje,“ vysvětluje, „vysvětluje,“ vysvětluje, „vysvětluje,“ vysvětluje, „vysvětluje,“ vysvětluje se.
„Také, když pravidelně používáte vozidlo, jakákoli vlhkost, která se hromadí, bude odpařena vysokými teplotami motoru (> 400 ° C),“ řekl.
Kuppili si přál objasnit, že na tomto konkrétním problému paliv nepracoval.
Srovnání s Brazílií
Porovnání indického příběhu o prominutí ethanolu s příběhem Brazílie nemusí být odůvodněné, protože jihoamerická země v současné době používá benzín E27 a tento upgrade po celá desetiletí.
Brazílie se poprvé rozhodla snížit svou závislost na dováženém benzínu v roce 1975 s programem ProálCool během ropné krize v 70. letech. Během několika příštích let se zaměřila na budování kapacity tím, že spolupracovala s vědci, rozšířila produkci ethanolu z cukrové třtiny se specifickým účelem jejího míchání s benzínem, poskytování dotací, pobídek a daňových úlev ke snížení výrobních nákladů a zvýšením konkurenceschopnosti ethanolu.
Země má také velký trh s vozidly vhodnými s motory s flex-palivem, které umožňují vozidlům snadno se přizpůsobit benzínu s různými ethanolovými frakcemi.
To není případ indických vozidel. Podle Varghese je elektronická řídicí jednotka v motoru hypersenzitivní na obsah paliva, který automaticky detekuje.
„Pokud vložíte více ethanolu do paliva, změní se jeho chemické vlastnosti, a proto musí být systém správy motoru schopen přizpůsobit se a starší vozy to nemusí být schopny,“ řekl.
Prostřednictvím řešení řekl, že mechanika může rychle připojit jednotku k počítači a aktualizovat nastavení složení paliva.
Řekl však jeden vedoucí pracovník Hindu Tato vozidla, která nemají elektronické ovládací jednotky a injektory, nelze být kompatibilní s E20 jako palivo. Výkonný výkon uvedl, že „asi 95%“ všech vozidel, dokud nebylo mechanicky karburátováno emisní standardy BS-VI (v dubnu 2020), což znamená, že k regulaci dodávání a úpravy paliva nevyužily žádné elektronické jednotky.
„Když dojde k míchání, mění to steichiometrický poměr, tj. Poměr vzduchu k palivu, což zase ovlivňuje rychlost spalování a uvolňování tepla,“ řekl Kuppili. „Moderní vozidla mají senzory nazývané elektronické ovládací jednotky, které monitorují obsah kyslíku a mění množství potřebného paliva a vzduchu.“
S benzínem s ethanolem dodal: „Budete potřebovat méně vzduchu než obvykle, protože ethanol má kyslíkový atom. Tato redukce tedy může ve skutečnosti snížit emise znečišťujících látek, jako jsou Nox, PM a spol.“
„Samotná politika ethanolu je vynikající. Byl úspěšný v jiných částech světa,“ řekl Varghese. „Myšlenky na energetickou bezpečnost a úsporu importní povinnosti jsou vynikající a pravdivé. Musí být jen lépe přeběhnout.“
Princip rekalibrace
Výkonný výkon uvedl, že hlavním účelem senzoru je řídit načasování jisker – což určuje vzorec uvolňování paliva a spalování uvnitř válce. Elektronická řídicí jednotka používá zapalovací svíčku k vytvoření jiskry, která zapálí směs palivového vzduchu ve spalovací komoře. Starší vozidla, tj. Ta, která postrádají jednotku, byla vyladěna na jiné palivo, a jsou tedy tvrdě kódovány pro jiné načasování jiskry.
Protože E20 přináší více kyslíku do směsi palivového vzduchu, exekutivně vysvětlil, motory možná budou muset být znovu kalibrovány mimo jiné tím, že prosazují tlak na spalování a jeho případné načasování o dva až tři stupně. Jinými slovy, motor se bude muset ujistit, že ke spalování dojde dříve, aby nedošlo k problémům se spuštěním vozidla a udržováním odpovídajícího poměru vzduchu ve všech podmínkách a rychlostech zatížení.
Toto přizpůsobení není možné u mechanicky karburátovaných vozidel.
Výkonný výkon rovněž potvrdil, že úprava by zvýšila náklady.
„Musíte platit inženýři kalibračního a vozidla,“ řekl. Ten „účtuje dobré peníze“.
(Se vstupy od Saptaparno Ghosh)
