FUELING THE FUTURE

FUELING THE FUTURE

The world’s 750 million motor vehicles emit well over 900 million metric tonnes of carbon dioxide each year. Traffic-related air pollution has been responsible for 6% of deaths per year and is associated with certain forms of leukaemia, inflammatory lung diseases, increased cardio-vascular disease, low birth-weight babies and male infertility. It stands to reason that tackling traffic- related air pollution should be high on any government’s list of priorities. Thus, in an attempt to minimise this situation many governments around the world have been looking at ways to implement alternative fuel sources. The most widely accepted way of doing this is to replace the crude oil that our vehicles currently run on with renewable, ‘environmentally friendly ’  One serious contender put forward as a solution to the pollution problem is ethanol.

Ethanol is a type of alcohol made by fermenting plant material. Water and organic matter from the plants including com, sorghum, sugar cane and wood are mixed together and fermented to make ethanol. After fermentation there are three layers remaining. The first is water and small particles of grain and alcohol. It takes on a syrup consistency. The second layer is the remaining grain, which is 17 per cent dry matter. The third layer is the actual ethanol – a colourless, volatile, flammable liquid. It is the only layer sold and accounts for exactly one-third of the total dry matter used for its production. There are three primary ways that it is used as a fuel for transportation: as a blend of 10 per cent ethanol with 90% unleaded fuel (E10); as a component of reformulated gasoline and; as a primary fuel with 85 parts of ethanol blended with 15 parts of unleaded fuel (E-85). In the 1800s in the USA, it was first used as lamp fuel. Later on,  due to skyrocketing oil prices in the 1970s, E10 was produced as a type of ‘fuel-extender’ for vehicles with E-85 being produced in the 1990s. Brazil has also used ethanol-blended fuels. Like America, the high prices in the 1970s prompted a government mandate to produce vehicles which could be fuelled by pure ethanol Today there are more than 4,2 million ethanol- powered vehicles in Brazil (40 per cent passenger carrying) which consume 4 billion gallons of ethanol annually. Today, Brazil is the largest transportation ethanol fuel market in the world.

Given that Ethanol is made from a variety of plant substances when it is used in fuel production, it increases the monetary value of feed grains grown by farmers. In fact, in the USA, the largest ethanol consuming nation in the world, ethanol production adds £4.5 billion to the farm economy every year. According to the United States Department of Agriculture, ethanol production adds 30 cents to the value of a bushel of corn. Another of its benefits, according to Brian Keating, deputy chief of Australia’s Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) is that a 10% ethanol blend (E10) would reduce greenhouse gas emissions by 2 to 5% over the full lifecycle of ethanol production and consumption. Said Keating, “The precise benefits depend on specific factors in the production cycle. An important component of which is the energy source used by the ethanol factory. If it’s being powered by coal or oil, there are obviously associated greenhouse gas emissions.” In America, The Clean Air Act of 1990 and the National Energy Policy Act of 1992 have both created new market opportunities for cleaner, more efficient fuels with many state governments in America’s Mid-west purchasing fleet vehicles capable of running on E-85 fuels.

Although it makes a good fuel, some drawbacks have been documented. The economics of ethanol production are improving as the technology improves but ethanol has two problems: It does not explode like gasoline, and it can absorb water, which can cause oxidation, rust and corrosion. The claims of possible damage to vehicles from the use of ethanol blends above

NẠP NHIÊN LIỆU CHO TƯƠNG LAI

750 triệu phương tiện cơ giới trên thế giới thải ra hơn 900 triệu tấn carbon dioxide mỗi năm. Ô nhiễm không khí liên quan đến giao thông là nguyên nhân gây ra 6% số ca tử vong mỗi năm, và có liên quan đến một số dạng bệnh bạch cầu, các bệnh viêm phổi, gia tăng các ca bệnh tim mạch, trẻ sơ sinh bị nhẹ cân và vô sinh nam. Đó là lý do mà việc giải quyết ô nhiễm không khí liên quan đến giao thông phải nằm trong danh sách ưu tiên của bất kỳ chính phủ nào. Vì vậy, trong nỗ lực giảm thiểu tình trạng này, nhiều chính phủ trên thế giới đã và đang tìm cách bổ sung các nguồn nhiên liệu thay thế. Cách thức được chấp nhận rộng rãi nhất là thay thế dầu thô mà các phương tiện của chúng ta đang sử dụng hiện nay bằng dầu tái tạo, “thân thiện với môi trường”. Một đối trọng được đưa ra như một giải pháp cho vấn đề ô nhiễm này là ethanol.

Ethanol là một loại cồn được làm bằng cách lên men nguyên liệu thực vật. Nước và các chất hữu cơ từ thực vật bao gồm ngô, lúa miến, mía và gỗ được trộn với nhau và lên men để tạo thành ethanol. Sau khi lên men sẽ còn lại ba lớp. Lớp đầu tiên là nước, các hạt nhỏ và cồn. Lớp này có tính nhất quán xi-rô. Lớp thứ hai là các hạt còn lại, chiếm 17% chất khô. Lớp thứ ba là ethanol thực tế – một chất lỏng không màu, dễ bay hơi, dễ cháy. Đây là lớp duy nhất được bán ra và chiếm đúng một phần ba tổng lượng chất khô được sử dụng để sản xuất. Có ba cách chính để ethanol được sử dụng làm nhiên liệu cho giao thông vận tải: hỗn hợp 10% ethanol với 90% nhiên liệu không chì (E10); hoặc làm một thành phần của xăng công thức mới; hoặc làm nhiên liệu chính với 85 phần ethanol được pha trộn với 15 phần nhiên liệu không chì (E-85). Vào những năm 1800 ở Hoa Kỳ, ethanol lần đầu tiên được sử dụng làm nhiên liệu đốt đèn. Sau đó, do giá dầu tăng vọt trong những năm 1970, E10 được sản xuất như một loại “chất kéo dài nhiên liệu” cho các loại xe với E-85 được sản xuất vào những năm 1990. Brazil cũng đã sử dụng nhiên liệu pha trộn ethanol. Giống như ở Mỹ, giá cả cao trong những năm 1970 đã khiến chính phủ bắt buộc phải sản xuất các phương tiện có thể chạy bằng ethanol nguyên chất. Ngày nay có hơn 4,2 triệu xe chạy bằng ethanol ở Brazil (40% là chở hành khách) tiêu thụ 4 tỷ gallon ethanol mỗi năm. Ngày nay, Brazil là thị trường nhiên liệu ethanol cho giao thông vận tải lớn nhất trên thế giới.

Bởi vì Ethanol được tạo ra từ nhiều loại vật chất thực vật khác nhau khi được sử dụng trong sản xuất nhiên liệu, nó làm tăng giá trị tiền tệ của các loại ngũ cốc do nông dân trồng. Trên thực tế, tại Hoa Kỳ, quốc gia tiêu thụ ethanol lớn nhất trên thế giới, sản xuất ethanol mỗi năm bổ sung thêm 4,5 tỷ bảng Anh cho nền kinh tế trồng trọt. Theo Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, sản xuất ethanol tăng thêm 30 xu vào giá trị của một giạ ngô. Một trong những lợi ích khác, theo Brian Keating, Phó giám đốc Tổ chức Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Khối thịnh vượng chung của Úc (CSIRO) là hỗn hợp 10% ethanol (E10) sẽ làm giảm lượng khí thải nhà kính từ 2 đến 5% trong toàn bộ vòng đời sản xuất và tiêu dùng ethanol. Keating cho biết: “Lợi ích chính xác phụ thuộc vào các yếu tố cụ thể trong chu kỳ sản xuất. Một thành tố quan trọng là nguồn năng lượng được sử dụng bởi nhà máy sản xuất ethanol. Nếu nhà máy được vận hành bởi than hoặc dầu, rõ ràng là sẽ phát sinh khí thải nhà kính đi kèm.” Ở Mỹ, Đạo luật Không khí Sạch năm 1990 và Đạo luật Chính sách Năng lượng Quốc gia năm 1992 đều đã tạo ra các cơ hội thị trường mới cho nhiên liệu sạch hơn, hiệu quả hơn, với nhiều chính quyền các bang ở Trung Tây của Mỹ đã mua các phương tiện có khả năng chạy bằng nhiên liệu E-85.

Mặc dù ethanol tạo ra một loại nhiên liệu tốt, một số nhược điểm đã được ghi nhận. Tính kinh tế của việc sản xuất ethanol đang được cải thiện khi công nghệ được cải thiện, nhưng ethanol lại có hai vấn đề: Nó không phát nổ như xăng, và nó có thể hút nước, từ đó có thể gây ôxy hóa, rỉ sét và ăn mòn. Do đó, những tuyên bố về thiệt hại có thể xảy ra đối với phương tiện giao thông do sử dụng