乙醇燃料基础知识

乙醇是一种可再生燃料，由多种植物材料制成，统称为“ 生物质”。超过98％的美国汽油包含乙醇（通常为E10）（10％乙醇，90％汽油）以使燃料氧化，从而减少空气污染。

乙醇也可以E85（或弹性燃料）的形式提供，可用于弹性燃料汽车，设计可在高达83％的汽油和乙醇的任何混合物下运行。另一种混合燃料E15被批准用于2001年型号和更新的轻型车辆。

使乙醇用作车用燃料涉及几个步骤：

生物质原料经过生长，收集并运输到乙醇生产设施中。

原料在生产设施中转化为乙醇，然后通过铁路，卡车或驳船运输到燃料终端或最终用户。

乙醇在加油站与汽油混合制成E10，E15或E85，然后通过卡车分配到加油站。E15既可以直接从码头采购，也可以通过搅拌泵从车站的E10和E85储罐获得。

乙醇燃料特性

乙醇（CH 3 CH 2 OH）是一种透明的无色液体。它也被称为乙醇，谷物醇和EtOH（请参阅“ 燃料特性”搜索。）乙醇具有相同的化学式，无论它是由淀粉基还是糖基原料（例如玉米粒）生产的（主要是在美国），甘蔗（主要是在巴西）或来自纤维素原料（例如木片或农作物残渣）。

乙醇的辛烷值比汽油高，提供了优良的混合性能。汽油的最低辛烷值要求可防止发动机爆震并确保驾驶性能。将低辛烷值汽油与10％乙醇混合，以达到标准的87辛烷值。

乙醇每加仑所含的能量要比汽油少，在不同程度上取决于混合物中乙醇的体积百分比。变性乙醇（98％乙醇）每加仑汽油所含能量约少30％。乙醇对燃油经济性的影响取决于燃油中乙醇的含量以及发动机是否经过优化以使用汽油或乙醇运行。

乙醇能量平衡

在美国，94％的乙醇是由玉米籽粒中的淀粉产生的。将任何原料转化为乙醇都需要能量。用玉米生产的乙醇显示出正的能量平衡，这意味着生产乙醇燃料的过程所需的能量不超过燃料本身所含的能量。

纤维素乙醇改善了乙醇的能量平衡，因为原料要么是废物，要么是另一行业的副产品（木材，农作物残渣），要么是专用作物（如柳枝and和桔梗），与玉米相比，水和肥料的需求量低。当使用生物质来驱动将非食品原料转化为纤维素乙醇的过程时，生产中使用的化石燃料能源量将进一步减少。纤维素乙醇的另一个好处是，它可以降低生命周期内温室气体的排放水平。

乙醇由生物质制成

乙醇是一种可再生的生物燃料，因为它是由生物质制成的。乙醇是一种澄清无色的酒精，由多种生物质材料制成，称为原料（用于生产产品的原料）。燃料乙醇原料包括淀粉和糖含量高的谷物和农作物，例如玉米，高粱，大麦，甘蔗和甜菜。乙醇也可以由草，树，农林业残留物（例如玉米芯和木料，稻草，锯末和木屑）制成。由这些原料以多种方式制备乙醇。

发酵是生产燃料乙醇的最常用方法

当今最常见的乙醇生产工艺使用酵母来发酵玉米，甘蔗和甜菜中的淀粉和糖。玉米由于其丰富且价格低廉，在美国是燃料乙醇的主要原料。玉米粒中的淀粉被发酵成糖，然后被糖化成酒精。

甘蔗和甜菜是世界其他地区最常用于生产燃料乙醇的原料。由于酒精是通过发酵糖而产生的，因此糖料作物是最容易转化为酒精的成分。巴西是仅次于美国的全球第二大燃料乙醇生产国，其大部分燃料乙醇均来自甘蔗。巴西的大多数汽车都可以使用纯乙醇或汽油和乙醇的混合物运行。

纤维素乙醇是燃料乙醇的巨大潜在来源

乙醇也可以通过分解植物纤维中的纤维素来生产。这种纤维素乙醇被认为是一种先进的生物燃料，与发酵相比，其生产过程更为复杂。尽管存在大量潜在的纤维素原料，但是纤维素燃料乙醇的商业生产相对较少。

树木，草和农业残留物是纤维素乙醇生产的潜在原料。与谷物相比，树木和草所需的能源，肥料和水更少，它们也可以在不适合种植粮食作物的土地上种植。科学家们已经开发出可以在10年内长成完整大小的快速生长的树木。许多草可以连续多年每年两次收获，而无需每年重新种植。美国的一家公司正在使用玉米芯和玉米库存生产纤维素燃料乙醇。

乙醇的历史

在1850年代，乙醇是主要的照明燃料。内战期间，对乙醇征收了酒类税，以筹集战争费用。这项税收使乙醇的价格大增，以至于无法再与煤油等其他燃料竞争。由于这项税收，乙醇的产量急剧下降，直到1906年废除该税收之后，产量才开始恢复。

T型车在乙醇上运行

1908年，亨利·福特（Henry Ford）设计了他的Model T，这是一种非常早期的汽车，可以使用汽油和酒精的混合物运行。福特称这种混合物为未来的燃料。1919年，禁酒令开始实施时，乙醇被禁止使用，因为它被视为酒精饮料。它只能与石油混合出售。1933年禁酒令结束后，乙醇再次用作燃料。

现在大多数汽车汽油都包含燃料乙醇

在第二次世界大战期间，石油和其他资源稀缺，乙醇的使用暂时增加。1970年代，随着石油禁运，石油价格上涨以及对进口石油的日益依赖，人们对乙醇作为交通运输燃料的兴趣得以恢复。从那时起，税收优惠和要求清洁燃料的环境法规一直鼓励使用和生产乙醇。

2005年，国会颁布了《可再生燃料标准》，为使用乙醇等可再生燃料设定了最低要求。2007年，RFS的可再生燃料使用目标设定为到2022年稳步提高到360亿加仑。到2019年，美国约消耗145亿加仑燃料乙醇。现在在美国销售的大多数汽车汽油，按体积计算约占燃料乙醇的10％。

汽油中有多少乙醇，它对燃油经济性有何影响？

美国能源信息署（EIA）估计，2019年，美国消耗的1421.7亿加仑成品汽油中包含约145.4亿加仑燃料乙醇，约占成品汽油消耗总量的10％。燃料乙醇包含变性剂，该变性剂被添加到乙醇中，使燃料乙醇不适合人类食用。联邦法律要求燃料乙醇的体积含量至少应为2％，但燃料乙醇中的实际含量可能更高。

现在在美国出售的大多数汽油都包含一些乙醇。向美国汽车汽油中掺混的大多数乙醇都符合1990年《清洁空气法》（RFG燃料）和2007年《能源独立与安全法》中规定的可再生燃料标准的要求。美国环境保护局（EPA）通过《可再生燃料标准计划》管理这些要求。

乙醇汽油混合物共分为三类：E10，E15和E85。E10是乙醇含量为10％的汽油。E15是乙醇含量为15％的汽油，E85是可能包含高达85％燃料乙醇的燃料。在美国销售的大多数机车汽油中的乙醇含量不超过体积的10％。大多数燃料乙醇含量超过10％的机车汽油在中西部最大的乙醇生产能力所在地出售。汽油分配泵通常指示汽油的燃料乙醇含量。

所有汽油发动机车辆都可以使用E10。目前，只有EPA批准的2001年或更新型号的弹性燃料和轻型车辆才能使用E15。弹性燃料汽车可以使用E85以下的任何乙醇汽油混合物。

乙醇的能量含量比纯汽油低约33％。燃料乙醇对车辆燃料经济性的影响取决于添加到乙醇中的变性剂的量。变性剂的能量含量大约等于纯汽油的能量含量。通常，相对于不含燃料乙醇的汽油，使用E10时车辆燃油经济性可能降低约3％。