Etanolista lämpökemiallinen kysymys

[motomatti]

Kysymys kemisteille:
Tietänette joiltakin St1-asemilta saatavan RE85 etanolipolttoaineen. !5% bensaa ja loput viinaa.
Se on kuulemma valmistettu biojätteestä ja sen hiilidioksidipäästömäärä on valmistajansa väittämän mukaan pyöreä nolla. Bensiiniosuudesta toki tulee bensiinin päästöt mutta em väitteen mukaan päästömäärä tavan bensiiniin verrattuna olisi vain tuo viisitoista prossaa.

Alkoholin huonon energiatiheyden vuoksi sitä kuluu noin 30% enempi kuin nykyistä bensiiniä että saadaan sama teho.

Kysymys kuuluukin että onko mittarilla pakoputkesta mitattu päästömäärä myös vain tuo bensiini-osuudesta tuleva vai onko kyse vain laskennallisesta päästöstä kun on käytetty vihreiden aatteiden mukaisestii biopohjaista energialähdettä?

Mielenkiintoista olisi nähdä onko päästömäärä pakoputken päästä sama kun käytetään uusiutumattomasta luonnovarasta valmistettua etanolia verrattuna bioetanoliin. Veikkaan että on. Kemiaa huonosti ymmärtävänä voisiko joku kertoa millaisia palamisjätteitä etanolista syntyy ja kuinka paljon kun sitä poltetaan polttomoottorissa?

Tietämäni mukaan tällä hetkellä maassamme on valmisteilla ainakin kaksi RE85-polttoaineelle suunniteltua moottoripyörämuunnelmaa. Omastani olikin jo alkuesittely taannoisessa kerhokirjeessä.

Ennen kuin kukaan pääsee veistelemään asiasta kerron että en ole mikään viherpipertäjä enkä kallellaan edes sinnepäin. Tarkoitus on saada polttomoottori polttamaan mahdollisimman hyvin etanolipolttoainetta koska sillä on yksinkertaisesti parempi tehontuottokyky bensiiniin verrattuna. Nakutuskestävyys on parempi eli puristussuhdetta voi nostaa roimasti ja etanolin palamislämpötila on alempi eli moottorin tehoa voidaan nostaa lämpökuormaa kasvattamatta.

Jos sivutuotteena maailma pelastuu niin minulla ei ole mitään sitä vastaan.

mm

[Tuusulan T-Bone]

Mistähän päästölajista Matti haastelee? Bensamoottorin pakoputken päästä tulee vähän kaikenlaista, CO, HC ja NOx ovat niitä päästöjä, joille on tyyppihyväksynnässä laitettu raja-arvot. Sitä paljonpuhuttua CO2:ta tulee myös, mutta sille ei oo raja-arvoa.

[Das Fette Sau]

Kuullostaa kyllä, että nyt ei ole kaikki inkkarit kanootissa jos on väittänyt, ettei etanolin palamisesta tule ollenkaan hiilidioksidia, sillä orgaaniset yhdisteet, kuten tässä tapauksessa etanoli, palaa (täydellisesti palaessaan) seuraavan reaktioyhtälön mukaisesti:

C₂H₅OH + 3 O₂ -> 2 CO₂ + 3 H₂O

Eli hiilidioksidia (CO₂) syntyy hyvinkin... Ja mikä mielenkiintoista, grammoissa tai ihan miten tahansa mitattuna enemmän kuin mitä etanolia poltetaan.

Tuo siis jos etanoli palaisi ainoastaan hapen läsnäollessa 100%:sesti. Liian alhaisissa lämpötiloissa tulee juuri sitä CO:a eli häkää ja ihan hiilihiukkasiakin, mutta koska tässä tapauksessa bensiiniäkin on läsnä niin silloin syntyy vähän vaikka mitä typen oksideista lähtien. Mutta takuuvarmasti myös hiilidioksidia.

Tarkoittaakohan se ST1 sitten, että sen polttoaineen valmistamisen hiilidioksidipäästöt ovat nolla.

[shoveltimppa]

Näinhän se on , että hiilivetypolttoaineita poltettaessa syntyy CO2, HC, CO, NOx -päästöjä (ja enemmän tai vähämmän kaikenlaista muutakin kivaa). Bensavehkeissä HC, CO ja NOx -päästöt hoidetaan riittävän alhaiselle tasolle katalysaattorilla ja putken päästä tulee niin bensan, kuin etanolinkin palamisesta syntynyttä CO2:ta.

St1 tarkoittanee mainonnallaan sitä, että etanoli on tuotettu uusiutuvista raaka-aineista ja laskennallisesti sen palamisesta syntyvä CO2 päästö on 0 (= vapautetaan kasveihin yms. ilmakehästä sitoutunut CO2 uudestaan ilmakehään). Ja tässä kohtaa ei tietenkään huomioida tuotannosta syntyviä CO2 -päästöjä. Näissä asioissa mainonnalla pystytään saamaan aikaan mitä hienompia mielikuvia ja vieläpä ilman suoraa valehtelemista. Valitaan vain asiohin sopiva näkökanta / tulkinta.

Jos haluat päästöihin liittyvää lueskeltavaa, niin laita mulle yv:tä.

[TimppaX]

St1:n kusee kuluttavaa kansaan silmään väittämällä olevansa vihreillä asioilla liikkeellä. Ihan imagojuttuja siis. Ja isoa pisnestä.

Päästöt mitataan sillä polttoaineella, mitä tankissa mittaushetkellä on ja kone käy.

Yksi nettituttu biokaasuautoilija sai katsastuksessa katsurin ihan solmuun naksauttamalla autonsa kaasulle mittauksen ajaksi. Luuli katsuri päästömittarinsa hajonneen, kun ei saanut luulemiansa lukemia.

[shoveltimppa]

St1 on kaikesta huolimatta oikeilla jäljillä siinä, miten ja mistä etanolia valmistaa. Raaka-aine on eri prosesseista syntyvää hukkakamaa ja siinä mielessä hyvä, että joku sen hyödyntää. Eli ei homma täyttä kusetusta ole mutta se miten asioita mainostetaan ja markkinoidaan voi olla joskus hieman kyseenalaista...

[Tuusulan T-Bone]

Onkos bensanpoltto sitten kuolleisiin eläimiin sitoutuneen hiilidioksidin vapauttamista takaisin kiertoon...??
 

[shoveltimppa]

Onkos bensanpoltto sitten kuolleisiin eläimiin sitoutuneen hiilidioksidin vapauttamista takaisin kiertoon...??
 

Kysehän on mielikuvista, eiköhän tuokin saada kansalle myytyä ekotekona   

[motomatti]

Kiitos vastauksista. Asia on siis niin kuin arvelinkin:  Polttomoottorin tärkein tuote on pakokaasut ja niiden laatu. Liikuttava voima on ikään kuin sivutuote.

Yhteenvetona voin todeta että etanolia polttaessani nykyisessä polttomoottorissa on palaminen vääjäämättä epätäydellistä ja päästöt merkittäviä. Uskoisin kuitenkin että joiltain osin päästöt alittanevat nykyiset päästönormit.

Ilmeisesti on myös niin että kun vien kyseisen pelin katsastuskonttorille, mikäli se on käytännön lainsäädännön osalta edes tarpeellista, siitä yritetään mitata ensisijaisesti bensiinistä syntyviä päästöjä. (Pyörä on siis vm-82)

Aikomus on vertailla alkuperäisen käytetyn mutta hyväkuntoisen suht lussukan kaasutinmoottorin päästöjä samaan moottoriin digitaaliruiskun ja -sytytyksen asennuksen mukanaan tuomia muutoksia. Ensin 95 bensiinillä, sitten RE85:lla. Kaasutinversiossa jää etanoliosasto käytännön syistä testaamatta.

Seuraava vaihe on nostaa moottorin puristussuhde sellaiseksi että etanolipohjaisen polttoaineen sisältämän energian hyöty optimoidaan nostamalla palamislämpötilaa puristussuhdetta muuttamalla. Tässä joudutaan turvautumaan moottorin ulkopuoliseen puristussuhteen säätöjärjestelmään eli ohjattuun ahtopaineen säätelyyn koko kierrosluku- ja kuormitusalueella. Tähän on jo kokemusta perinteisen bensiiniruiskutusjärjestelmän osalta. Tällöin kyetään käyttämään laajempaa skaalaa tarjolla olevia polttoaineita samassa moottorissa.

Alkuperäiseen kysymykseeni palatakseni on siis päästömäärän osalta yhdentekevää käytänkö fossiilista etanolia vai biologisesti valmistettua tuotetta. Saattaisi inssiä huvittaa jos väittäisin mittauksessa että itse asiassa tuo CO-arvo on nolla etanolin osalta ja vain bensiiniosuuden (15%) päästöt tulisi huomioida...

Jatkokysymys: Onko etanolin palaminen jäännöshapen osalta yhteneväinen bensiinin kanssa, ts. antaako ns. closed-loop-kytketyssä ruiskutusjärjestelmässä jäännöshappitunnistin samoja arvoja kuin bensiinikäytössä vai joudunko muuttamaan ruiskun lambdaparametrejä näiltäkin osin polttoaineen vaihtuessa?

Jos olisi niin että jäännöshappimäärä molemmissa tapauksissa on sama voidaan ajatella että on tarpeetonta miettiä mitä polttoaineseosta tankkiin laskee. Eli periaatteessa ajon aikana etenoli-bensiini suhde voi vaihdella nollan ja yhden välillä. (0 - 100% etanolia)
Tämä olisi ihannetila käytännön osalta. Ja ilmeisesti flexifuel-autoissa toimii näin.

Jos joku ei vielä ole oivaltanut olen miettinyt tässä ohessa mahdollisuutta kehittää sellainen järjestelmä moottorinohjaukseen jota voitaisiin hyödyntää silloinkin kun on kyseessä omavalmisteen päästömääristä kysymys.
Toistaiseksi lähestyn kikkailen vanhanaikuisen moottoritekniikan modernisoinnin kautta
tätä ongelmaa.

Lisäksi on tämä määritelmä noista "todellisista" päästömääristä, kuka ne määrittelee, milloin ja kenen toimesta. Voidaanko esim. juuri tämä ST1:sen bioetanoli luokitella nollapäästöiseksi poliittisella päätöksellä?
Miten valvotaan että tankissa on juuri oikeanlaista polttoainetta eikä itse tiputettua korpikuusenkyyneltä.

Taisin karata aiheessa jo hiukan pitkälle, tai siis itsea asiassa olenkin. Hyödynnän lähibaarin nettiyhteyttä.

mm

[motomatti]

Tämä osoite selvitti aika paljon.
http://www.megamanual.com/flexfuel.htm

Vielä kun tuo luetun ymmärrys olisi kohdallaan...

Kiitos Tukkajukalle osoitteesta!

mm

[shoveltimppa]

Vielä muutama sananen noihin päätöasioihin liittyen. Jos tarkastellaan lambdaohjauksella ja 3-toimi katalysaattorilla varustettuja bensa-autoja, niin niiden pääsöt, joita esim. direktiivit rajoittavat (HC, CO, NOx), ovat käytännössä hyvin lähellä nollaa. Autonvalmistajien pitää nykyään ilmoittaa myös CO2 päästö, jolle ei ole varsinaista raja-arvoa olemassa. Kun julkisuudessa puhutaan vähäpäästöistä ajoneuvosta, niin 99 %:sti tarkoitetaan vain CO2-päästöjä.

Jos verrataan E85-autoa tavalliseen bensa-autoon, niin HC, CO ja NOx päätöjen suhteen niiden välillä ei liene käytännön kannalta merkittävää eroa, koska katalysaattori hoitaa molemmissa tapauksissa päästöt lähelle nollatasoa. Jos tilannetta tarkasteltaisiin ilman katalysaattoria, niin perstuntumalta sanoisin E85 ajoneuvon HC ja CO päästöt ovat todennäköisesti alhaisemmat, koska etanoli sisältää happea joka yleensä parantaa palamista. Aiheesta löytyy kyllä tutkimustietoakin, jos jotakuta kiinnostaa.

Jatkokysymys: Onko etanolin palaminen jäännöshapen osalta yhteneväinen bensiinin kanssa, ts. antaako ns. closed-loop-kytketyssä ruiskutusjärjestelmässä jäännöshappitunnistin samoja arvoja kuin bensiinikäytössä vai joudunko muuttamaan ruiskun lambdaparametrejä näiltäkin osin polttoaineen vaihtuessa?

Happitunnistin kertoo molempien polttoaineiden kohdalla jäännöshapen määrän ihan samalla tavalla ja sitä kannattaa ehdottomasti käyttää ruiskun ohjaamiseen. Silloin syteemin pitäisi toimia toivomallasi tavalla. Etanoliblendiä käytettäessä järjestelmä vain joutuu syöttämään polttoainetta enemmän kuin puhtaalla bensalla. Tämä kannattaa huomioida suuttimia valitessa. Flexfuel autot toimivat samalla tavalla, lambdan perusteella säädetään ilma-polttoaineseos kohdalleen olipa tankissa puhdasta benssa tai E85 kamaa. 100 % etanolin käyttäminen on ilmeisesti käynnistymisen kannalta ongelmallista, koska etanoli ei höyrysty yhtä hyvin kuin bensa.

Lisäksi on tämä määritelmä noista "todellisista" päästömääristä, kuka ne määrittelee, milloin ja kenen toimesta. Voidaanko esim. juuri tämä ST1:sen bioetanoli luokitella nollapäästöiseksi poliittisella päätöksellä?
Miten valvotaan että tankissa on juuri oikeanlaista polttoainetta eikä itse tiputettua korpikuusenkyyneltä.

Riippuu sitä mistä päästöistä puhutaan. Jos tarkoitetaan CO, HC, ja NOx -päästöjä, niin ne määritetään euroopassa direktiivin mukaisessa tyyppihyväksyntätestissä. Jos taas puhutaan jonkin biopolttoaineen CO2 -päästöstä, niin silloin laskentatapoja löytyy lähes yhtä monta kuin laskijoitakin. Tosin ilmeisesti EU:lta on tullut jonkinlainen ohjeistus polttoaineen elinkaaren CO2-päästöjen laskemista varten mutta sekin pitänee sisällään liudan yleistyksiä. Paljon riippuu siitä miten ja missä raaka-aineena käytettävä biomateriaali on syntynyt ja miten siitä saadaan jalostettua etanolia.

Niin ja kukaan ei valvo minkälaista etanolia sinne tankkiin laitat. Taitaisi se itse tiputettu korpikuusenkyynel olla vähintään yhtä ekologista kuin St1:n etanoli 

[-Teme-]

aihetta sivuten, Ruotsissa on tehty jokin selvitys minkä mukaan etanolin käyttäminen polttoaineena bensiinin sijasta on lisännyt hiilidioksidipäästöjä.
Lyhyt viittaus Turun Sanomien sivulla
harmi että linkkiä selvitykseen ei ko.sivulla ollut

edit:
google löysi jutun svd:n sivulta

edit2: itse en ymmärrä yhtään ruotsia, joten saattaa olla linkki väärään artikkeliin

[Kkallioj]

Taitaa Brasiliasta laivattu sademetsäetanoli olla vähän eri asia, kuin biojätteestä kotimaassa tehty.

[TimppaX]

On se kai, kun Neste myy sitä ja etanolibensaa Saksaan.

mistähän uutispätkästä tämänkin tiedon kuulin?