Sommaire
Le carburant à l’éthanol est une alternative très vantée à l’essence, mais bien qu’il soit «vert», il n’est pas nécessairement plus efficace dans tous les contextes.
De nombreux véhicules utilisent désormais du carburant éthanol. Si vous regardez le processus de production, vous pourriez facilement le prendre pour une brasserie et vous ne seriez pas trop loin de la vérité. Le processus implique la fermentation, la distillation et la déshydratation comme moyen d’extraire enfin le carburant en tant que produit raffiné.
De quoi est-il fait ?
L’éthanol est principalement un produit naturel et provient de cultures telles que le maïs, les céréales et la canne à sucre. Cela le rend hautement durable dans un environnement où les producteurs soucieux de l’énergie sont poussés à s’éloigner des combustibles fossiles.
Dans une culture durable, il y a suffisamment d’espace pour cultiver des cultures vivrières ainsi que des cultures de carburant et cela pourrait être très avantageux pour les agriculteurs dans les années à venir. Tous les sous-produits naturels de ces cultures peuvent être transformés en une sorte de biocarburant pour profiter aux masses et maintenir une vie verte.
Le processus de production
Le processus de création d’éthanol comme carburant commence par la fermentation microbienne des sucres naturels. Avant que ce processus ne puisse commencer, certains produits doivent subir un processus de saccharification. Ce processus convertit les glucides naturels, comme l’amidon et la cellulose, en sucre au moyen d’enzymes. Comme pour la production d’alcool, ces sucres sont ensuite distillés. Une fois ce processus terminé, le processus de déshydratation a lieu.
Distiller le mélange
Pour que l’éthanol devienne un carburant viable, l’eau dans sa structure doit être éliminée. La distillation en éliminera la majeure partie, mais elle réduira la pureté à environ 96%. Cela réduit l’efficacité, de sorte que d’autres processus doivent être suivis afin de créer une version plus pure. Par conséquent, la déshydratation est une autre étape par laquelle le processus est poursuivi pour produire le produit final.
Le processus de déshydratation
La déshydratation se compose de cinq étapes de base pour éliminer complètement le mélange d’eau éthanol azéotropique. Le processus initial est appelé «distillation azéotropique», dans laquelle du cyclohexane et du benzène sont ajoutés.
Cette combinaison crée un mélange azéotropique hétérogène d’un mélange vapeur / liquide / liquide. Lorsqu’il est distillé, il provoque la production d’éthanol anhydre.
Il produit également un mélange vaporeux de cyclohexane, de benzène et d’eau qui, une fois condensé, se transforme en un liquide à deux parties. De là, un composant ternaire est ajouté afin d’augmenter la volatilité de l’éthanol.
Préoccupations environnementales
Les usines de carburants à l’éthanol devraient accorder une attention particulière aux politiques d’économie d’énergie. Cela a conduit certaines entreprises à chercher des moyens de réduire les coûts de traitement ainsi que l’impact environnemental.
Certains sont devenus des partisans de la suppression du processus de distillation au profit d’une simple déshydratation. Cela nécessite l’utilisation de tamis pour éliminer moléculairement l’eau du carburant éthanol. De nombreuses autres méthodes sont recherchées et envisagées afin de rendre le processus plus simple, plus court et moins coûteux, mais elles sont toujours à l’étude.
Avantages et inconvénients du carburant à l’éthanol
Les États-Unis et le Brésil sont les plus gros consommateurs et producteurs de carburant éthanol. De nombreux véhicules américains sur la route aujourd’hui sont des véhicules à carburant flexible, capables de fonctionner avec un mélange d’essence et d’éthanol.
La plupart des véhicules à carburant flexible aux États-Unis autorisent 10 pour cent d’éthanol et 90 pour cent de mélanges d’essence. Au Brésil, de nombreuses voitures fonctionnent au carburant éthanol E85 ou à 85% d’éthanol.
En raison de la pression pour devenir indépendant de l’énergie et plus respectueux de l’environnement, les carburants alternatifs comme l’éthanol sont devenus une source importante de carburant. Il y a, bien sûr, des avantages et des inconvénients au carburant éthanol.
Production de carburant plus verte
La production d’éthanol génère moins d’émissions de gaz à effet de serre que les autres carburants. Le processus de production comprend la culture, qui nécessite des équipements à moteur diesel qui émettent de la pollution. Le processus implique également la distillation ou la séparation de l’eau de l’alcool, qui utilise généralement de l’énergie électrique générant du charbon.
Mais la production d’éthanol à partir de maïs au lieu d’essence réduit les émissions de gaz à effet de serre de 13%, selon les chercheurs. Cette réduction peut également être augmentée à l’avenir en améliorant la technologie et en utilisant à la place des sources comme le panic raide.
Bilan énergétique positif
De nombreux critiques de l’éthanol estiment qu’il faut plus d’énergie pour produire de l’éthanol qu’il n’en fournit comme carburant. La raison étant que l’éthanol diminue le kilométrage d’une voiture. Cependant, une étude révèle que le carburant à l’éthanol issu du maïs crée un bilan énergétique positif. La production d’éthanol crée plusieurs sous-produits et produits de valeur comme l’huile de maïs.
Prix ??fluctuant
Le prix pour faire le plein d’éthanol varie considérablement et fluctue différemment de celui de l’essence. Dans le passé, l’éthanol s’est vendu près de 30 cents de moins le gallon par rapport à l’essence ordinaire. Cependant, l’éthanol s’est également vendu 80 cents de plus que l’essence. Ces changements et différences de prix sont généralement dus à l’emplacement régional. Par exemple, l’éthanol sera probablement moins cher dans le Midwest où l’on cultive davantage de maïs.
Kilométrage inférieur
L’éthanol contient naturellement moins d’énergie que l’essence. Il en résulte malheureusement une diminution du kilométrage de 20 à 30 % pour les véhicules fonctionnant avec ce carburant alternatif. Pour les personnes qui vivent dans des régions où l’éthanol est plus cher, l’essence peut être particulièrement bon marché.
Cependant, il existe des technologies de moteur qui atténuent cet effet sur le kilométrage et que l’on retrouve dans certains véhicules à carburant flexible.
Infrastructure médiocre
Il y a un manque d’installations de production d’éthanol pour que le carburant soit plus largement utilisé. Par conséquent, il y a également un manque de stations de ravitaillement en éthanol. La majorité de ces stations se trouvent dans le Midwest, où la production d’éthanol est la plus élevée.
De nombreux conducteurs qui possèdent des voitures à carburant souple font uniquement le plein d’essence au lieu du mélange de carburant. Il est évident qu’une distribution et une production plus importantes sont nécessaires pour que l’éthanol devienne aussi accessible que l’essence classique.
Comment fonctionne une pile à combustible à l’éthanol
Une pile à combustible à l’éthanol est une alternative au moteur à combustion interne traditionnel. Dans une pile à combustible, le taux de conversion du combustible est de 40 à 50 %, contre 15 à 20 % pour un moteur à combustion interne. Comme la membrane de la pile doit rester propre, le choix logique du combustible est l’éthanol propre et hydraté.
On peut comparer une pile à combustible à une batterie. Dans une pile à combustible, il y a deux électrodes, une anode et une cathode, séparées par une membrane échangeuse de protons. L’anode d’un côté agit comme l’extrémité positive et la cathode de l’autre côté agit comme l’extrémité négative.
L’un des côtés contient un carburant à base d’hydrogène, dans ce cas l’éthanol, et l’autre côté est à base d’oxygène. La membrane échangeuse de protons est entourée d’un électrolyte catalyseur. Lorsque le carburant et l’oxygène traversent les électrolytes et sont mélangés, de l’énergie est produite.
Tant que le combustible est réapprovisionné, la pile continue à produire de l’énergie jusqu’à ce que la membrane ou le catalyseur soit trop sale ou endommagé pour poursuivre la production.
Où sont-elles utilisées ?
Les piles à éthanol sont encore en cours de développement, mais elles peuvent être utilisées pour alimenter les voitures et les camions.
Plus la technologie sera avancée, plus les piles seront répandues. Elles peuvent également être utilisées pour alimenter d’autres moyens de transport, notamment les scooters, les bus, les trains et les avions, ainsi que les hôpitaux, les entreprises et les immeubles de bureaux.
Les applications sont infinies et se développent chaque jour. L’industrie vise à ce que les piles à combustible soient un jour utilisées comme les batteries, pour alimenter les téléphones cellulaires, les ordinateurs portables et d’autres types de technologies de communication.
Pourquoi les piles à combustible à l’éthanol sont importantes
La technologie des carburants propres, les voitures et les camions polycarburants, le développement des biodiesels, la diminution de la dépendance aux combustibles fossiles, toutes ces technologies ouvrent la voie à la fin de la dépendance des États-Unis aux combustibles fossiles. L’utilisation de l’éthanol comme carburant ou comme additif pour carburant fait partie de ces technologies. À mesure que nos besoins en carburant et en sources d’énergie augmentent, la pression pour développer des technologies telles que la pile à combustible à l’éthanol s’accroît, afin de créer une production et un transport d’énergie plus propres et durables.
Méthanol et éthanol
Le méthanol et l’éthanol sont tous deux des alternatives plus écologiques à l’essence. Tous deux sont moins dépendants des combustibles fossiles et utilisent, du moins en partie, des matériaux durables comme source. Lequel d’entre eux offre la meilleure solution en tant que carburant ?
Coût
Il est moins coûteux de produire du méthanol que de l’éthanol. Cela lui confère un avantage certain. Une plus grande variété de matériaux, qu’il s’agisse de biomasse, de charbon ou de gaz naturel, peut être exploitée pour produire du méthanol, alors que l’éthanol est essentiellement de l’alcool de grain, également connu sous le nom de moonshine. En termes de sécurité, les carburants méthanol et éthanol ne sont pas du tout égaux. Le méthanol est beaucoup plus sûr, notamment parce qu’il est beaucoup moins inflammable. Quant à l’éthanol, il est beaucoup moins toxique que le méthanol.
Énergie
Le méthanol ne contient que 67 % de l’énergie de l’essence par gallon, tandis que l’éthanol contient 75 % de l’énergie de l’essence par gallon. Cela signifie qu’aucun des deux n’atteint le même kilométrage par gallon. Ce chiffre est compensé par le fait qu’ils sont moins chers à produire.
Ils permettent de réaliser un bien meilleur kilométrage par dollar. Comme le prix de l’essence continue d’augmenter, le méthanol et l’éthanol deviennent de bien meilleures affaires.
Corrosion
Le méthanol a besoin d’additifs pour fonctionner dans un moteur de voiture, sinon il peut provoquer de la corrosion. Le carburant à l’éthanol, en revanche, peut fonctionner dans un moteur à essence standard sans aucun ajustement. Si le moteur a été modifié pour fonctionner au méthanol, il sera également capable de fonctionner à l’éthanol ou à l’essence ordinaire.
Qualités écologiques
Le méthanol et l’éthanol sont tous deux biodégradables et se dissolvent au contact de l’eau. Cela en fait une option bien meilleure pour l’environnement que l’essence. Il convient toutefois de noter que l’éthanol étant produit à partir de matières végétales, il faut tenir compte de l’énergie dépensée pour la croissance de ces plantes.
Une fois décomposé, l’éthanol est loin d’être aussi écologique que le prétendent ses partisans. Il faut beaucoup plus d’énergie pour produire un seul gallon d’éthanol que pour produire un gallon de méthanol, car presque tout peut être utilisé pour produire ce dernier.
Pour répondre aux besoins en carburant de la nation avec de l’éthanol, il faudrait consacrer toutes les terres agricoles à la production de maïs, qui pourrait être utilisé pour le produire, et ce n’est pas une solution réalisable.
L’éthanol E85
L’éthanol E85 est un mélange d’éthanol et d’essence. Il est composé de 85 % d’éthanol et de 15 % d’essence. Il brûle plus proprement que l’essence et permet d’étirer davantage les réserves limitées d’essence. Cependant, le kilométrage d’une voiture n’est pas aussi bon que celui d’une essence ordinaire. La réduction de la pollution de l’air est compensée par le manque de kilomètres parcourus, ce qui rend le compromis difficile, le méthanol restant le meilleur carburant.
