L'etanolo è un carburante sostenibile, prodotto internamente con un numero di ottano superiore rispetto a benzina, permettendogli di funzionare meglio della benzina. Tuttavia, ci sono alcuni impatti ambientali della produzione e del consumo di etanolo che sono stati scoperti e ne discuteremo in questo articolo.
L'etanolo è un combustibile bio-organico che può essere utilizzato per sostituire combustibili fossili nei trasporti. Ha un grande potenziale per contribuire alla decarbonizzazione dei trasporti e migliorare le prestazioni ambientali.
L'attuale ricerca potrebbe essere estesa in futuro ai motori SI ad alta velocità per migliorare le prestazioni e le caratteristiche di combustione dopando le nanoparticelle con la benzina. L'analisi numerica può essere eseguita su un motore SI alimentato da un'altra fonte di energia alternativa per migliorare le caratteristiche prestazionali.
Inoltre, questo studio può essere migliorato includendo il ricircolo dei gas di scarico per aiutare a ridurre le emissioni di NOX e modificandolo per funzionare in modalità dual-fuel.
L'etanolo è un combustibile alternativo relativamente economico che vanta meno inquinamento e maggiore disponibilità rispetto alla benzina non miscelata. Ma mentre ci sono molti vantaggi nell'usare l'etanolo come combustibile, ci sono anche alcuni svantaggi.
Sommario
Cos'è l'etanolo?
L'etanolo è un alcool di cereali che può essere miscelato con la benzina e utilizzato nei veicoli a motore. Molte stazioni di servizio forniscono un carburante misto, che in genere è costituito dal 10% di etanolo e dal 90% di benzina.
L'etanolo può essere fermentato da molte fonti di amido, tra cui mais, frumento, sorgo, orzo e patate, e da colture zuccherine come la canna da zucchero e il sorgo dolce.
Un sottoprodotto della produzione di etanolo sono i chicchi di distillazione, che possono essere somministrati al bestiame sia umidi che essiccati. Poiché i chicchi dei distillatori umidi sono deperibili e pesanti, il che si aggiunge ai costi di trasporto, vengono solitamente utilizzati entro un raggio di 100 miglia da un impianto di etanolo.
I grani dei distillatori sono più stabili e più facili da trasportare quando un produttore di etanolo li essicca, tuttavia ciò aumenta il costo energetico per il produttore di etanolo. I chicchi di distillazione conservano molti dei nutrienti del mais, poiché è stato rimosso solo l'amido.
Come viene prodotto l'etanolo?
L'etanolo viene prodotto con piante note come piante “dry grind”, i chicchi di mais vengono macinati finemente in piccole particelle. Quindi l'acqua viene aggiunta al mais macinato insieme agli enzimi per convertire l'amido per la fermentazione. La miscela, nota anche come purè, viene cotta per abbattere ulteriormente l'amido.
Il mosto viene rimosso dai cuocitori e lasciato raffreddare prima di aggiungere al mosto un secondo enzima (glucoamalisi). Questo enzima aiuta a trasformare l'amido liquido in zuccheri.
Il lievito viene aggiunto al mosto e la fermentazione crea etanolo e anidride carbonica. Dopo circa due giorni, il processo di fermentazione è completo e il mosto viene nuovamente riscaldato.
Durante il processo di riscaldamento, l'etanolo evapora in un vapore che viene raccolto, mentre rimangono i restanti solidi di mais e lievito.
Il vapore di etanolo viene raffreddato e si condensa in un liquido. Questo liquido viene disidratato per rimuovere l'acqua in eccesso dall'etanolo, rendendo l'etanolo "anidro" adatto alla miscelazione con la benzina.
L'etanolo può anche essere prodotto mediante un processo di macinazione a umido che separa il mais in diversi componenti e offre molte opzioni per i prodotti finali, incluso l'etanolo. Questo processo può essere molto più complesso ed esorbitante.
L'etanolo è un buon carburante per l'uso nei motori ad accensione comandata. Può essere utilizzato come additivo per il gasolio (biodiesel). L'etanolo è anche un'importante materia prima per l'industria chimica.
Tuttavia, nonostante i suoi usi, ci sono alcuni impatti ambientali associati all'etanolo, al suo processo di produzione e al suo consumo. Ecco gli impatti dell'etanolo sull'ambiente.
10 impatti ambientali dell'etanolol
- Inquinamento dell'aria
- Prende un sacco di spazio ambientale
- Impatto umano
- Impatto sull'agricoltura e sulla produzione alimentare
- Impatto sul suolo
- Riscaldamento globale
- Impatto sull'acqua
- Metano (CH4) Generazione
- Impatto di sulla vita marina.
- Esplosione di fuoco
1. Inquinamento dell'aria
Il trasporto su camion e su rotaia è il mezzo principale per spostare l'etanolo verso i terminali di miscelazione, dove l'etanolo viene miscelato con la benzina per formare le miscele E-10 o E-85 per l'uso sui motori di consumo.
L'utilizzo del più costoso trasporto su camion, ferrovia e chiatta aumenta il tasso di rilascio di inquinanti gassosi nell'aria, inquinando così l'atmosfera.
Tuttavia, nel tentativo di affrontare questo problema, attualmente l'etanolo non viene trasportato da condutture progettate e utilizzate per prodotti a base di petrolio, ma alcune aziende stanno testando la spedizione di etanolo in questo modo.
Anche l'odore nocivo può essere prodotto dalla generazione di butirrato, un metabolita della biodegradazione dell'etanolo.
2. Occupa molto spazio ambientale
Uno degli impatti fondamentali dell'etanolo sull'ambiente è che richiede spazio coltivato in cui crescere.
Poiché deriva principalmente dal mais, un sacco di spazio terrestre che potrebbe essere utilizzato per coltivare cibo o bestiame viene invece utilizzato per coltivare un prodotto combustibile.
3. Impatto umano
L'ingestione acuta di etanolo può causare mal di testa, nausea, vomito, sonnolenza, affaticamento, alterazione, giudizio, incoscienza, mancanza di coordinazione e coma.
L'inalazione può causare irritazione agli occhi e alle vie respiratorie superiori, affaticamento e mal di testa, mentre il contatto cutaneo può causare irritazione della pelle, con un contatto prolungato che porta a pelle secca, desquamazione, prurito e screpolature.
Oltre al forte consumo di alcol, un sottoprodotto dell'etanolo può causare dipendenza e aumentare tutti i tipi di lesioni e traumi. I fattori ambientali e genetici sono coinvolti nella suscettibilità all'alcolismo.
Tuttavia, il consumo moderato di etanolo riduce lo stress e aumenta i sentimenti di felicità e benessere e può ridurre il rischio di malattia coronarica.
Inoltre, la malnutrizione può essere un effetto risultante dell'etanolo e può anche esercitare un effetto tossicologico diretto a causa della sua interferenza con il metabolismo epatico e le funzioni immunologiche.
È stato osservato un effetto causale tra alcol e vari tipi di cancro. La cessazione del consumo di alcol e un'alimentazione equilibrata sono misure terapeutiche aspecifiche primarie raccomandate per gli alcolisti.
Le terapie farmacologiche per gli alcolisti che soffrono di danni al fegato hanno portato a risultati contrastanti. Nella malattia epatica allo stadio terminale, può essere preso in considerazione il trapianto di fegato.
4. Impatto sull'agricoltura e sulla produzione alimentare
Come affermato in precedenza, i biocarburanti a base di mais e soia riguardano la quantità di terra che sottraggono alla produzione alimentare. La sfida di coltivare raccolti sufficienti per soddisfare le esigenze di produzione di etanolo e biodiesel è significativa e, secondo alcuni, insormontabile.
Questa vasta porzione di terra destinata alla coltivazione di colture che producono etanolo ha solo in gran parte influenzato la produzione alimentare poiché l'agricoltura è stata il colpo principale. Ciò ha portato a una carenza di approvvigionamento alimentare poiché la terra arabile per altre piantagioni di colture viene utilizzata per colture di etanolo.
Secondo alcune autorità, producendo abbastanza biocarburanti consentire la loro diffusa adozione potrebbe significare convertire la maggior parte delle foreste e degli spazi aperti rimanenti del mondo in terreni agricoli, il che è un sacrificio che poche persone sarebbero disposte a fare.
5. Impatto sul suolo
In generale, la produzione di mais è una fonte frequente di inquinamento da nutrienti e sedimenti. Sebbene l'etanolo e altri biocarburanti siano spesso promossi come alternative pulite ea basso costo alla benzina, l'agricoltura industriale di mais e soia ha ancora un impatto dannoso sull'ambiente, solo in modo diverso.
Ciò è particolarmente vero per i coltivatori di mais industriali. La coltivazione del mais per l'etanolo comporta grandi quantità di fertilizzanti sintetici ed erbicidi.
Inoltre, la ricerca sull'energia necessaria per coltivare colture e convertirle in biocarburanti ha concluso che la produzione di etanolo dal mais richiede il 29% di energia in più rispetto a quella che l'etanolo è in grado di generare.
6. Riscaldamento globale
Se miscelato con benzina per l'uso come carburante per veicoli, l'etanolo può offrire alcuni vantaggi in termini di emissioni a seconda del tipo di veicolo, della calibrazione del motore e del livello di miscela.
Come con i carburanti convenzionali, l'uso e lo stoccaggio di miscele di etanolo possono comportare emissioni di inquinanti regolamentati, sostanze chimiche tossiche e gas serra (GHG), che sono la principale causa di riscaldamento globale.
7. Impatto sull'acqua
Gli impatti più significativi legati alle fuoriuscite di etanolo si sono verificati sulle acque superficiali. In alcuni casi, l'impatto dell'acqua superficiale uccide la vita acquatica diversi giorni dopo lo sversamento a causa dell'esaurimento dell'ossigeno.
L'impatto può avvenire a grande distanza dal sito originale. Inoltre, le fuoriuscite di etanolo possono filtrare attraverso il suolo, portando così a una possibile contaminazione delle acque sotterranee e allo scarico nelle acque superficiali, che può essere un processo ciclico così come la generazione di metano.
8. Metano (CH4) Generazione
La degradazione anaerobica dell'etanolo nelle acque sotterranee porta alla produzione di gas metano. La presenza di metano nel terreno insaturo in eccesso rispetto ai limiti di esplosività può presentare un pericolo di esplosione.
Il gas metano può essere prodotto per un lungo periodo di tempo e persistere nel gas del suolo per un lungo periodo di tempo. E se esposto all'atmosfera, può portare al riscaldamento della temperatura terrestre, poiché il gas metano (CH4) è noto per essere un gas serra.
9. Impatto sulla vita marina.
Le fuoriuscite di etanolo marino rappresentano una minaccia di tossicità per i recettori ecologici a diretto contatto con il rilascio e potrebbero avere un impatto sulla superficie ecosistema acquatico.
L'esaurimento dell'ossigeno è uno dei principali modi in cui l'etanolo influisce sulla vita marina, poiché non ci sarà abbastanza ossigeno disponibile per la vita marina da assorbire, il che con il tempo si tradurrà nella letalità della vita acquatica.
10. Esplosione di fuoco
L'infiammabilità è il pericolo maggiore per l'etanolo, proprio come lo è per la benzina. Soprattutto quando è esposto alla luce solare non diluito. Lo studio mostra che l'etanolo ha un ampio intervallo di infiammabilità (da 3.3 a 19% o da 33,000 a 190,000 ppm in volume).
Data questa preoccupazione per l'infiammabilità, l'ambiente e le vite e le proprietà degli esseri umani possono essere in pericolo se si verifica qualsiasi forma di esplosione.
Inoltre, la sua capacità di condurre elettricità può portare a folgorazione e possibilmente incendio se non adeguatamente messa a terra e collegata durante le operazioni di trasbordo.
Conclusione
L'etanolo, che è uno dei biocarburanti più promettenti, ha attirato l'attenzione di tutto il mondo a causa dell'incombente crisi petrolifera iniziata oltre un decennio fa in tutto il mondo. Tuttavia, affinché l'etanolo sia più vantaggioso per l'ambiente, è necessario un sistema ben regolamentato che includa più tipi di etanolo. Questo per proteggere e preservare l'ambiente.
Domande frequenti – Impatti ambientali dell'etanolo
Perché l'etanolo da mais fa male all'ambiente?
L'etanolo di mais non ha le credenziali ambientali di altre fonti rinnovabili di energia come l'etanolo cellulosico, l'energia eolica e solare. Poiché è stato scoperto che l'etanolo da mais ha fino al 24% in più di carbonio in più rispetto alla benzina e quindi si è dimostrato un carburante non rispettoso del clima
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Ahamefula Ascension è un consulente immobiliare, analista di dati e scrittore di contenuti. È il fondatore della Hope Ablaze Foundation e un laureato in gestione ambientale in uno dei prestigiosi college del paese. È ossessionato dalla lettura, dalla ricerca e dalla scrittura.