Bioetanol
Bioetanol er etanol fremstilt fra biobaserte kilder snarere enn fossilt brensel som anvendes som drivstoff i kjøretøy. Kjemisk er bioetanol identisk med etanol, men det er ansett som mer miljøvennlig på grunn av produksjonsmetoden. Det produseres ved fermentering av biomasse som sukker, stivelse eller cellulose. Eksempelvis fremstilles bioetanol i Brasil fra sukkerrør eller sukkerproduksjonsavfall. Den miljømessige fordelen med bioetanol ligger i at biomassen som brukes i produksjonen, som sukkerrør, absorberer CO2 fra atmosfæren under veksten. Dette bidrar til en syklus hvor CO2-utslipp fra bioetanolens forbrenning delvis balanseres av CO2-opptaket under plantenes vekst, noe som potensielt reduserer det totale karbonavtrykket sammenlignet med fossilt etanol produsert fra etylen.
Bioetanol har en kapasitet til å lagre mer energi i et gitt volum sammenlignet med de kjemiske komponentene brukt i litiumbatterier.[1] Denne overlegne energitettheten gjør det mulig å lagre samme energimengder i et mer kompakt rom. Dette er en betydelig fordel, spesielt i applikasjoner som bærbar strømgenerering og transport, hvor det å være lettvekt og kompakt er nøkkelfaktorer.
Selv om bioetanol har en lavere energitetthet enn bensin som resulterer i en kortere kjøredistanse per liter, tilbyr unike fordeler takket være sitt høyere oktantall. Dette høyere oktantallet forbedrer drivstoffets evne til å motstå motorbank, noe som er spesielt gunstig i motorer med høyere kompresjonsforhold. I tilfeller der bioetanol brukes i turbo-motorer, gjør det høyere oktantallet det mulig å øke boost trykket uten risiko for motorbank. Dette økte trykket fører til at mer luft presses inn i motoren, og forbedrer dermed dens effektivitet og ytelse. Selv om bioetanol kan føre til høyere forbruk per kilometer, kan dens egenskaper, spesielt i kombinasjon med turbo-teknologi, kompensere for den lavere energitettheten og tilby forbedret motor-ytelse.[2]
Drivstoffet blandes ofte med bensin for lettere å kunne benyttes i motorer med mindre modifikasjoner. Blandingene benevnes EXX, hvor XX representerer prosentandelen etanol. Den vanligste blandingen med mer enn noen få prosent etanol er E85, det vil si 85 % etanol og 15 % bensin.
De fleste biler med innsprøytingsmotor kan tilpasses for å bruke bioetanol E85. Dette gjelder spesielt for nyere bilmotorer, som ofte er designet for å være fleksible når det gjelder drivstofftype, og kan bruke høyere blandinger av etanol uten behov for omfattende modifikasjoner. For eldre biler, kan tilpasningen innebære forsterkning eller bytte av slanger og pakninger for å håndtere de ulike kjemiske egenskapene til etanol sammenlignet med tradisjonell bensin. Disse endringene sikrer at motoren kan håndtere den høyere konsentrasjonen av etanol i E85-blandingen på en effektiv og sikker måte.[3]
Den første E85-pumpen i Norge ble åpnet 30. mai 2006 på Statoil-stasjonen på Storo i Oslo.[trenger referanse]
Direkte etanol brenselceller (DEFC)
[rediger | rediger kilde]Direkte Etanol Brenselceller (DEFC) representerer en betydelig innovasjon i anvendelsen av bioetanol og tilbyr flere fordeler sammenlignet med konvensjonelle forbrenningsmotorer. I motsetning til forbrenningsmotorer, som er mindre effektive og produserer høyere utslipp, bruker DEFC-teknologien bioetanol direkte i en brenselcelle med protonutvekslingsmembran (PEM). Denne membranen muliggjør en effektiv utveksling av protoner og skaper en separasjon av ladinger som genererer elektrisitet. Dette resulterer ikke bare i mer effektiv energiutnyttelse sammenlignet med tradisjonelle forbrenningsmotorer, men reduserer også utslipp av skadelige gasser.
Elektrisiteten som genereres av DEFC kan brukes til å drive elektriske motorer, noe som muliggjør en sømløs integrasjon i eksisterende elektrisk kjøretøyinfrastruktur. Denne teknologien representerer dermed en viktig bro mellom fornybar energi og elektrisk mobilitet. Sammenlignet med metanol, har etanol en høyere spesifikk energi (8.0 kWh/kg mot metanolens 6.1 kWh/kg) og en etablert forsyningskjede. Når man ser på hydrogen som drivstoff, tilbyr etanol færre utfordringer knyttet til lagring og transport. Hydrogen krever massive høytrykksbeholdere og har en høyere eksplosjonsrisiko, mens etanol kan lagres i mindre krevende beholdere uten disse risikoene.
Ved bruk i DEFC-er blir etanol oksidert ved anoden, og skaper karbondioksid og vann som biprodukter. Utover dette, er utviklingen av nye elektrokatalysatorer basert på ikke-edle metaller, som jern, kobolt og nikkel, spesielt lovende for DEFC. Disse katalysatorene produserer høye strømtettheter ved lavere temperaturer, noe som er gunstig for fremtidige anvendelser.
DEFC-teknologiens praktiske anvendelser har blitt demonstrert, blant annet med presentasjonen av verdens første kjøretøy drevet av en DEFC i 2007. Dette markerer et viktig fremskritt mot mer bærekraftig transport. DEFC-teknologien fremstår som et attraktivt alternativ til både tradisjonelle forbrenningsmotorer og hydrogenbrenselceller, med potensial for å revolusjonere bruk av bioetanol i energisektoren.[4]
Kritikk
[rediger | rediger kilde]Selv om bioetanol er hyllet som et miljøvennlig alternativ til fossile brensler, er det også gjenstand for kritikk fra etiske, klima- og miljømessige perspektiver. En viktig bekymring er at produksjonen av bioetanol kan kreve avskoging av kyst- og regnskogsområder, særlig for dyrking av sukkerrør, noe som har betydelige miljøkonsekvenser. Videre kan areal som brukes til bioetanolproduksjon, potensielt ha blitt anvendt til matproduksjon, noe som reiser spørsmål om landbruksprioriteringer. En norsk politiker fra Venstre, Ivar Ruud Eide, har uttalt at bioetanol kanskje er «det verst tenkelige drivstoffet man kan bruke på en bil».[5] Til tross for disse bekymringene, er det forventninger om at neste generasjon bioetanol, som fokuserer på bruk av ikke-mat vekster og mer bærekraftige produksjonsmetoder, kan adressere noen av disse problemene.[6]
En annen innvending mot bruk av bioetanol er relatert til dens effektivitet og klimagassutslipp sammenlignet med bioelektrisitet. En studie viser at biomassen kan gi betydelig større effektivitet og mindre klimagassutslipp når den brukes til produksjon av bioelektrisitet fremfor bioetanol. Det påpekes at det samme dyrkningsarealet kan gi en gjennomsnittlig økning i kjørelengde på 81% og en reduksjon av klimagassutslippene med 54% dersom avlingen brukes til produksjon av elektrisk energi, i stedet for bioetanol.[7] Det er imidlertid viktig å understreke at denne kritikken hovedsakelig gjelder bruk av bioetanol i forbrenningsmotorer. Brenselceller, som omdanner bioetanol til elektrisitet for å drive en motor, kan potensielt være mer effektive og miljøvennlige enn tradisjonelle forbrenningsmotorer, og omfattes dermed ikke nødvendigvis av samme grad av kritikk.
Referanser
[rediger | rediger kilde]- ^ «Navigating Towards Cleaner Maritime Shipping» (PDF). OECD/International Transport Forum. 2020. Besøkt 8. desember 2023.
- ^ «The effect of bioethanol-varying gasoline blends on performance and emission of SI engine 150 CC». AIP Conference Proceedings. AIP Publishing.
- ^ «Kjør bioetanol (E85)». fuelcat.no. Besøkt 8. desember 2023.
- ^ Badwal, S.P.S.; Giddey, S.; Kulkarni, A.; Goel, J.; Basu, S. (mai 2015). «Direct ethanol fuel cells for transport and stationary applications – A comprehensive review». Applied Energy. 145: 80–103. doi:10.1016/j.apenergy.2015.02.002.
- ^ Svendsen, Elin (25. juli 2007). «Vil ha forbud mot å kalle biodrivstoff for». Østlandets Blad (på norsk). Besøkt 8. desember 2023.
- ^ Pettersen, Trond Erling (12. juli 2007). «Løsningen ligger i skogen». dagbladet.no (på norsk). Besøkt 8. desember 2023.
- ^ Campbell, J. E.; Lobell, D. B.; Field, C. B. (22. mai 2009). «Greater Transportation Energy and GHG Offsets from Bioelectricity Than Ethanol». Science. 5930 (på engelsk). 324: 1055–1057. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.1168885. Besøkt 8. desember 2023.
Eksterne lenker
[rediger | rediger kilde]- (en) Ethanol fuel – kategori av bilder, video eller lyd på Commons
