Ethanol ist ein nachhaltiger, im Inland erzeugter Kraftstoff mit einer höheren Oktanzahl als Benzin, wodurch es eine bessere Leistung als Benzin erbringt. Es wurden jedoch einige Umweltauswirkungen der Ethanolproduktion und des Ethanolverbrauchs entdeckt, die wir in diesem Artikel diskutieren werden.
Ethanol ist ein bio-organischer Kraftstoff, der als Ersatz verwendet werden kann fossile Brennstoffe im Transportwesen. Es hat ein großes Potenzial, zur Dekarbonisierung des Verkehrs beizutragen und die Umweltleistung zu verbessern.
Die aktuelle Forschung kann in Zukunft auf schnelllaufende SI-Motoren ausgeweitet werden, um Leistung und Verbrennungseigenschaften durch Dotierung von Nanopartikeln mit Benzin zu verbessern. Die numerische Analyse kann an einem SI-Motor durchgeführt werden, der von einer anderen alternativen Energiequelle angetrieben wird, um die Leistungseigenschaften zu verbessern.
Darüber hinaus kann diese Studie verbessert werden, indem eine Abgasrückführung aufgenommen wird, um zur Reduzierung von NOX-Emissionen beizutragen, und indem sie so modifiziert wird, dass sie im Dual-Fuel-Modus arbeitet.
Ethanol ist ein relativ kostengünstiger alternativer Kraftstoff, der eine geringere Umweltverschmutzung und eine bessere Verfügbarkeit als unvermischtes Benzin aufweist. Doch obwohl die Verwendung von Ethanol als Kraftstoff viele Vorteile hat, gibt es auch einige Nachteile.
Inhaltsverzeichnis
Was ist Ethanol?
Ethanol ist ein Getreidealkohol, der mit Benzin gemischt und in Kraftfahrzeugen verwendet werden kann. Viele Tankstellen bieten einen gemischten Kraftstoff an, der typischerweise aus 10 Prozent Ethanol und 90 Prozent Benzin besteht.
Ethanol kann aus vielen Stärkequellen fermentiert werden, darunter Mais, Weizen, Getreidehirse, Gerste und Kartoffeln sowie aus Zuckerpflanzen wie Zuckerrohr und Süßhirse.
Ein Nebenprodukt der Ethanolproduktion sind Destillierkörner, die entweder nass oder getrocknet an Vieh verfüttert werden können. Da die Körner der Nassbrennerei verderblich und schwer sind, was die Transportkosten erhöht, werden sie normalerweise in einem Umkreis von 100 Meilen um eine Ethanolanlage verwendet.
Destilliergetreide ist stabiler und leichter zu transportieren, wenn es von einem Ethanolhersteller getrocknet wird, was jedoch die Energiekosten für den Ethanolhersteller erhöht. Destillierkörner behalten viele der Nährstoffe aus Mais, da nur die Stärke entfernt wurde.
Wie wird Ethanol hergestellt?
Ethanol wird mit Pflanzen hergestellt, die als „Dry Grind“-Pflanzen bekannt sind, die Maiskörner werden zu kleinen Partikeln fein gemahlen. Dann wird dem gemahlenen Mais zusammen mit Enzymen Wasser zugesetzt, um die Stärke für die Fermentation umzuwandeln. Die Mischung, auch Maische genannt, wird gekocht, um die Stärke weiter abzubauen.
Die Maische wird aus den Kochern entfernt und abkühlen gelassen, bevor der Maische ein zweites Enzym (Glucoamalyse) zugesetzt wird. Dieses Enzym hilft, die flüssige Stärke in Zucker umzuwandeln.
Der Maische wird Hefe zugesetzt und durch die Fermentation entstehen Ethanol und Kohlendioxid. Nach etwa zwei Tagen ist der Gärprozess abgeschlossen und die Maische wird erneut erhitzt.
Während des Erhitzungsprozesses verdampft das Ethanol zu einem Dampf, der gesammelt wird, während die restlichen Mais- und Hefefeststoffe zurückbleiben.
Der Ethanoldampf wird gekühlt und kondensiert zu einer Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit wird dehydriert, um überschüssiges Wasser aus dem Ethanol zu entfernen, wodurch „wasserfreies“ Ethanol zum Mischen mit Benzin geeignet ist.
Ethanol kann auch durch ein Nassmahlverfahren hergestellt werden, das den Mais in mehrere verschiedene Komponenten trennt und viele Optionen für Endprodukte, einschließlich Ethanol, bietet. Dieser Prozess kann viel komplexer und exorbitanter sein.
Ethanol ist ein guter Kraftstoff zur Verwendung in Ottomotoren. Es kann als Additiv für Diesel (Biodiesel) verwendet werden. Ethanol ist auch ein wichtiger Rohstoff für die chemische Industrie.
Trotz seiner Verwendung sind jedoch einige Umweltauswirkungen mit Ethanol, seinem Herstellungsprozess und seinem Verbrauch verbunden. Hier sind die Auswirkungen von Ethanol auf die Umwelt.
10 Umweltauswirkungen von Ethanol
- Luftverschmutzung
- Nimmt viel Platz in der Umgebung ein
- Menschlicher Einfluss
- Auswirkungen auf Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion
- Auswirkungen auf den Boden
- Erderwärmung
- Auswirkungen auf Wasser
- Methan (CH4) Generation
- Auswirkungen auf das Leben im Meer.
- Feuer Explosion
1. Air Pollution
LKW- und Bahntransporte sind die Hauptverkehrsmittel für den Transport von Ethanol zu den Mischterminals, wo Ethanol mit Benzin gemischt wird, um die E-10- oder E-85-Mischungen für Verbrauchermotoren zu bilden.
Die Verwendung des teureren Transports per Lkw, Bahn und Binnenschiff erhöht die Freisetzungsrate gasförmiger Schadstoffe in die Luft und verschmutzt dadurch die Atmosphäre.
Um dieses Problem anzugehen, wird Ethanol derzeit jedoch nicht durch Pipelines transportiert, die für erdölbasierte Produkte ausgelegt und verwendet werden, aber einige Unternehmen testen den Transport von Ethanol auf diese Weise.
Auch schädlicher Geruch kann durch die Erzeugung von Butyrat, einem Stoffwechselprodukt des biologischen Abbaus von Ethanol, erzeugt werden.
2. Nimmt viel Platz in der Umgebung ein
Eine der grundlegenden Auswirkungen von Ethanol auf die Umwelt besteht darin, dass es Ackerland zum Wachsen benötigt.
Da es hauptsächlich aus Mais gewonnen wird, wird viel Landfläche, die für den Anbau von Nahrungsmitteln oder Vieh genutzt werden könnte, stattdessen für den Anbau eines Kraftstoffprodukts verwendet.
3. Menschlicher Einfluss
Akute Einnahme von Ethanol kann Kopfschmerzen, Übelkeit, Erbrechen, Schläfrigkeit, Müdigkeit, Beeinträchtigung, Urteilsvermögen, Bewusstlosigkeit, Koordinationsstörungen und Koma verursachen.
Das Einatmen kann zu Reizungen der Augen und der oberen Atemwege, Müdigkeit und Kopfschmerzen führen, während Hautkontakt zu Hautreizungen führen kann, wobei längerer Kontakt zu trockener Haut, Abschälen, Juckreiz und Rissbildung führt.
Zusätzlich zu starkem Alkoholkonsum kann ein Nebenprodukt von Ethanol zu Sucht führen und alle Arten von Verletzungen und Traumata verstärken. Umwelt- und genetische Faktoren sind an der Anfälligkeit für Alkoholismus beteiligt.
Ein moderater Ethanolkonsum reduziert jedoch Stress und steigert das Glücks- und Wohlbefinden und kann das Risiko einer koronaren Herzkrankheit verringern.
Darüber hinaus kann Mangelernährung eine Folgewirkung von Ethanol sein und durch seine Beeinträchtigung des Leberstoffwechsels und der immunologischen Funktionen auch eine direkte toxikologische Wirkung ausüben.
Zwischen Alkohol und verschiedenen Krebsarten wurde ein kausaler Effekt beobachtet. Als primäre unspezifische Therapiemaßnahmen für Alkoholiker werden Alkoholentzug und ausgewogene Ernährung empfohlen.
Medikamentöse Therapien für Alkoholiker, die an Leberschäden leiden, haben zu gemischten Ergebnissen geführt. Bei einer Lebererkrankung im Endstadium kann eine Lebertransplantation in Erwägung gezogen werden.
4. Auswirkungen auf Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion
Wie oben erwähnt, betreffen Biokraftstoffe auf Mais- und Sojabasis die Menge an Land, die sie der Nahrungsmittelproduktion entziehen. Die Herausforderung, genügend Pflanzen anzubauen, um den Bedarf der Ethanol- und Biodieselproduktion zu decken, ist erheblich und, wie manche sagen, unüberwindbar.
Dieser große Teil des Landes, der für den Anbau von ethanolproduzierenden Pflanzen verwendet wird, hat sich nur in großem Umfang auf die Nahrungsmittelproduktion ausgewirkt, da die Landwirtschaft am stärksten betroffen war. Dies hat zu einer Verknappung der Nahrungsmittelversorgung geführt, da das Ackerland für andere Pflanzenplantagen für den Ethanolanbau verwendet wird.
Nach Ansicht einiger Behörden wird genug produziert Biokraftstoffe Um ihre weit verbreitete Einführung zu ermöglichen, könnte es bedeuten, die meisten der verbleibenden Wälder und offenen Flächen der Welt in Ackerland umzuwandeln, was ein Opfer ist, zu dem nur wenige Menschen bereit wären.
5. Auswirkungen auf den Boden
Im Allgemeinen ist die Maisproduktion eine häufige Quelle für Nährstoff- und Sedimentbelastungen. Obwohl Ethanol und andere Biokraftstoffe oft als saubere, kostengünstige Alternativen zu Benzin beworben werden, hat der industrielle Mais- und Sojaanbau immer noch schädliche Auswirkungen auf die Umwelt, nur auf andere Weise.
Dies gilt insbesondere für industrielle Maisbauern. Der Anbau von Mais für Ethanol erfordert große Mengen an synthetischem Dünger und Herbiziden.
Darüber hinaus ergaben Untersuchungen zur Energie, die für den Anbau von Pflanzen und deren Umwandlung in Biokraftstoffe benötigt wird, dass die Herstellung von Ethanol aus Mais 29 % mehr Energie erfordert, als Ethanol erzeugen kann.
6. Erderwärmung
Wenn Ethanol zur Verwendung als Fahrzeugkraftstoff mit Benzin gemischt wird, kann es je nach Fahrzeugtyp, Motorkalibrierung und Mischungsgrad einige Emissionsvorteile bieten.
Wie bei herkömmlichen Kraftstoffen kann die Verwendung und Lagerung von Ethanolmischungen zu Emissionen regulierter Schadstoffe, giftiger Chemikalien und Treibhausgase (THGs) führen, die die Hauptursache für sind Erderwärmung.
7. Auswirkungen auf Wasser
Die größten Auswirkungen im Zusammenhang mit ausgelaufenem Ethanol waren Oberflächengewässer. In einigen Fällen tötet der Aufprall auf das Oberflächenwasser aufgrund des Sauerstoffmangels mehrere Tage nach der Verschüttung Wasserlebewesen.
Der Aufprall kann in großer Entfernung vom ursprünglichen Ort auftreten. Außerdem können Leckagen von Ethanol durch den Boden sickern, was zu einer möglichen Verunreinigung des Grundwassers und zu einer Einleitung in Oberflächengewässer führen kann, was ein zyklischer Prozess sowie eine Methanerzeugung sein kann.
8. Methan (CH4) Generation
Der anaerobe Abbau von Ethanol im Grundwasser führt zur Produktion von Methangas. Das Vorhandensein von Methan im ungesättigten Boden oberhalb der Explosionsgrenzen kann eine Explosionsgefahr darstellen.
Methangas kann über einen langen Zeitraum produziert werden und über einen langen Zeitraum im Bodengas verbleiben. Und wenn es der Atmosphäre ausgesetzt wird, kann es zu einer Erwärmung der Erde führen, da Methangas (CH4) bekanntermaßen ein Treibhausgas ist.
9. Auswirkungen auf das Leben im Meer.
Ausgelaufenes Ethanol im Meer kann für ökologische Rezeptoren in direktem Kontakt mit der Freisetzung toxisch sein und die Oberfläche beeinträchtigen aquatisches Ökosystem.
Sauerstoffmangel ist eine der Hauptwirkungen von Ethanol auf Meereslebewesen, da nicht genügend Sauerstoff für Meereslebewesen zur Verfügung steht, was mit der Zeit zur Tödlichkeit der Wasserlebewesen führen wird.
10. Brandexplosion
Entflammbarkeit ist die größte Gefahr für Ethanol, genau wie für Benzin. Vor allem, wenn es unverdünnt dem Sonnenlicht ausgesetzt wird. Die Studie zeigt, dass Ethanol einen breiten Entflammbarkeitsbereich von (3.3 bis 19 % oder 33,000 bis 190,000 ppm nach Volumen) hat.
Angesichts dieser Bedenken hinsichtlich der Entflammbarkeit können die Umwelt und das Leben und Eigentum von Menschen in Gefahr sein, wenn irgendeine Form von Explosion auftritt.
Außerdem kann seine Fähigkeit, Elektrizität zu leiten, zu einem Stromschlag und möglicherweise zu einem Brand führen, wenn es während des Umladevorgangs nicht ordnungsgemäß geerdet und verbunden ist.
Fazit
Ethanol, einer der vielversprechendsten Biokraftstoffe, hat aufgrund der drohenden Ölkrise, die vor über einem Jahrzehnt weltweit begann, weltweit Aufmerksamkeit erregt. Damit Ethanol jedoch umweltfreundlicher ist, ist ein gut reguliertes System erforderlich, das mehrere Arten von Ethanol umfasst. Dies dient dem Schutz und Erhalt der Umwelt.
FAQs – Umweltauswirkungen von Ethanol
Warum ist Mais-Ethanol schlecht für die Umwelt?
Mais-Ethanol hat nicht die Umweltverträglichkeit anderer erneuerbarer Energiequellen wie Zellulose-Ethanol, Wind- und Sonnenenergie. Da Mais-Ethanol bis zu 24 % kohlenstoffintensiver als sogar Benzin ist und sich somit als nicht klimafreundlicher Kraftstoff erwiesen hat
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Ahamefula Ascension ist Immobilienberaterin, Datenanalystin und Autorin von Inhalten. Er ist Gründer der Hope Ablaze Foundation und Absolvent des Umweltmanagements an einer der angesehensten Hochschulen des Landes. Er ist besessen vom Lesen, Forschen und Schreiben.