|
Etanolin ominaisuudet
Kimmo Klemola Etanoli on biohajoava ja myrkytön aine. Etanolin korkea oktaaniluku (noin 110) nostaa bensiiniseoksen oktaanilukua. Näin bensiiniseoksen korkeaoktaanisia mutta toksisia yhdisteitä kuten aromaatteja voidaan vähentää. Etanoli on myös oksygenaatti eli se tuo bensiiniseokseen happea, joka edistää puhtaampaa palamista ja vähentää näin haitallisen hiilimonoksidin (CO) ja palamattomien hiilivetyjen (HC) päästöjä. Toisaalta se lisää toisten haitallisten aineiden kuten asetaldehydin päästöjä. Etanolilla on myös kylmäkäynnistysongelma. Etanolin ja bensiinin seoksen höyrynpaine pienillä etanolipitoisuuksilla on korkea (höyrynpaineen maksimi E10-seoksella) eli etanolin sekoittaminen bensiiniin edistää bensiinin haihtumista ja näin haitallisten hiilivetyjen joutumista ilmakehään. Tällaisia haitallisia hiilivetyjä ovat esimerkiksi helposti haihtuvat reaktiiviset hiilivedyt, jotka alailmakehässä muodostavat haitallista otsonia. Otsoni aiheuttaa mm. hengityselinsairauksia ja vaikuttaa haitallisesti kasveihin ja pienentää maanviljelyksessä satoja. Kohonneen höyrynpaineen vuoksi bensiiniä täytyy jalostaa pitemmälle etanolia lisättäessä, jotta haihtuvista bensiinikomponenteista päästäisiin eroon. Samalla tuotantokustannukset nousevat. Etanoli on hygroskooppista eli sillä on taipumus kerätä vettä, mikä saattaa aiheuttaa bensiini- ja alkoholifaasin eroamisen tankissa. Etanoli myös korrodoi putkistoja ja tankkeja. Optimoiduissa kipinäsytytysmoottoreissa etanolin hyötysuhteen on havaittu olevan noin 15 % bensiiniä suurempi. Vaikka etanoli sisältää tilavuutta kohti vain noin 65 % bensiinin energiasta, tankillisella etanolia pääsee siis matkan, joka on noin 75 % samansuuruisella bensiinitankillisella päästävästä matkasta. Etanolia voidaan sekoittaa myös dieseliin. Tällöin ongelmana on etanolin huono liukoisuus dieseliin alhaisissa lämpötiloissa. Jakelujärjestelmään on myös tehtävä pieniä muutoksia etanolin erilaisten fysikaalisten ominaisuuksien takia. Etanoli alentaa myös dieselin setaanilukua. [1] Etanolia voidaan käyttää sellaisenaan, 85-% seoksena (E85), 95-% seoksena (E95) modifioiduissa moottoreissa tai bensiinin lisäaineena pienempinä pitoisuuksina. Esimerkiksi USA:ssa ”gasohol” eli E10 sisältää 10 % etanolia. Periaatteessa etanolia voidaan käyttää myös polttokennojen voimanlähteenä. Euroopassa etanolista valmistetaan myös oktaaninkohottajaeetteriä ja oksygenaattia ETBE:tä, jota voi olla EU:n vuoden 1987 oksygenaattidirektiivin mukaan bensiinissä 15 %. Neste Oil on korvannut Kilpilahden jalostamollaan metanolista valmistettavan MTBE:n ETBE:llä, mutta verohelpotusten takia ETBE laivataan Saksaan. ETBE:llä on monia hyviä puolia. Sen höyrynpaine on esimerkiksi huomattavasti alhaisempi kuin etanolin ja MTBE:n. ETBE:n arvo bensiinikomponenttina onkin lähinnä alhaisesta höyrynpaineesta johtuen noin 5 % suurempi kuin MTBE:n [2]. ETBE on oktaaninkohottaja, joka sallii suuremman etanolimäärän lisäämisen bensiiniin. Etanolin osuus ETBE:stä on 42 %, joten 12 %:n ETBE-osuus bensiinissä vastaa 5 %:n etanoliosuutta. Ruotsin E85:n (85 til-% etanolia, 15 til-% bensiiniä) ongelma on se, että nykyautot eivät pysty sitä käyttämään ilman modifiointia. Tarvitaan myös rinnakkainen jakelujärjestelmä, joka tulee kalliiksi. Siinä mielessä etanolin sekoittaminen pieninä määrinä bensiiniin olisi järkevämpää. Pohjoismaisissa oloissa kylmäkäynnistys on ongelma, ja moottorin esilämmityksen tarve kasvaa.
Lähteet: 1. Gerdes K.R., Suppes G.J., Miscibility of ethanol in diesel fuels, Industrial and Engineering Chemistry Research, Vol. 40, No. 3, 2001. 2. Nyman Sverker, Mer biosprit i motorn, Kemivärlden med Kemisk Tidskrift, No. 12, 2004.
| |