Investeerimine

Miks minu keemiaõpilased on etanooliskeptikud?

Etanoolil on rohkem kui oma osa kriitikuid, mis on enamasti tingitud toidukultuuride kütusena kasutamisega seotud probleemidest või negatiivsetest mõjudest väikeste mootorite jõudlusele. Etanooli kütusena kasutamise poolt- või vastuargumendi keskmes on keskkond ning hiljutised teated, et keskkonnale tehakse rohkem kahju kui abi, kui kaalutakse maisi istutamiseks kasutatava maa kasutamist ja süsinikdioksiidi heitkoguseid kogu maailmas. kogu protsess istutamisest kuni etanooli tootmiseni.

Etanooli kui kütuse probleemi keskmes on veelgi keemia, mis selgitab ja kvantifitseerib, kui palju energiat kütus toodab. Ma palun oma õpilastel hinnata etanooli ainult selle eeliste alusel põleva kütusena ja süsinikdioksiidi (CO) koguse põhjal.2), mis tekib selle põlemisel, jättes vaidlused protsessi tõhususe üle Vibulaskja Daniels Midland (NYSE: ADM)ja argumendid mootori jõudluse üle Briggs & Stratton ja American Petroleum Institute, mis teeb tugevat lobitööd ExxonMobil (NYSE:XOM), Chevron (NYSE:CVX)ja teised Ameerika naftaettevõtted. Selle asemel, et kuulata pooldajaid ja kriitikuid, kes viitavad vastandlikele uuringutele, laske lugu rääkida bensiini ja etanooli keemial.

kuidas kullasse investeerite

Asjade lihtsustamine
Bensiini ja etanooli tekitatud energiakoguste võrdlemiseks, kasutades ainult üldkeemia kursusel saadud teadmisi, tuleb teha mõned olulised eeldused. Arvutuste hõlbustamiseks eeldatakse, et bensiin on 100% oktaanarvuga (C8H18), seega ei võeta arvesse pikemaid, lühemaid ja küllastumata süsivesinikke ega 10% etanooli, mida tavaliselt leidub gallonis mitte-premium-klassi pliivabas bensiinis.



Kahe kütuse hindamiseks kasutatud kaks komponenti on energia tootmine galloni kohta, mõõdetuna kilodžaulides (kJ), ja keskkonnamõju, mis on määratud CO kogusega.2toodetud naelades galloni kütuse kohta.

kas modernal või pfizeril on hullemad kõrvalmõjud

Energia galloni kohta
Reaktsiooni entalpia (reaktsioonis tekkiv soojushulk) oktaani põlemisel arvutatakse, rakendades Hessi seadust reaktsioonisaaduste (CO) tekkeentalpiatele.2ja vesi) ja reagendid (kütus ja hapnik). Esialgne arvutus annab väärtuse ühikutes kilodžaulides mooli kohta, mis seejärel teisendatakse molaarmasside, tiheduste ja standardsete mõõtmiste teisenduste abil kilodžaulideks galloni kohta. Kui kõik konversioonid on lõpule viidud, genereerib oktaanarv ligikaudu 118 000 kJ galloni kohta ja etanool ligikaudu 80 000 kJ galloni kohta.



Need keemiaarvutused annavad peamise põhjuse, miks paindliku kütusega sõidukite kütusesäästlikkus E85 (85% etanooli ja 15% bensiini) kasutamisel märkimisväärselt langeb võrreldes esmaklassilise bensiiniga. Sõltumata konkreetsest sõidukist või tootjast näitavad EPA hinnangud paindliku kütusega sõidukite puhul realiseeritud miilide galloni kohta 25–35% langust, kui esmaklassilise bensiini asemel kasutatakse E85, mis on väga sarnane 32% langusega. ülaltoodud keemilistes arvutustes kahe kütuse vahel toodetud energias.

Tarbijana on sageli suuremaks kaalutluseks sõiduki tankimiskulud. Arvestades kütusesäästlikkuse eeldatavat 30% langust, kui E85 kasutatakse bensiini asemel, peaks E85 hind olema üle 30% madalam kui tavalise bensiini hind, et olla parem rahaline valik. Teisisõnu, kui esmaklassilise kütuse keskmine hind on 4,01 dollarit galloni kohta, peaks E85 hind olema alla 2,80 dollari galloni kohta, et anda selle kasutamise rahaline põhjendus (praegune riigi keskmine on 3,21 dollarit galloni kohta).

Süsinikdioksiid galloni kohta
Tarbijad, kes kasutavad bensiini E85, toovad oma valikul sageli esile keskkonnaalased põhjused, kuna neid müüdi ideel, et etanool on puhtam kütus, mis toodab vähem kasvuhoonegaase kui bensiin. Pilk reaktsiooni stöhhiomeetriale (mäletate keemiaklassi tasakaalustavaid reaktsioone?) võib kvantifitseerida, kui palju CO2toodetakse. Galloni kohta tekitab etanooli põletamine umbes 12,6 naela süsinikdioksiidi. Ühe galloni oktaanarvu põletamisel tekib umbes 18,1 naela süsinikdioksiidi.



Kui võrrelda galloneid gallonitega, siis süsinikdioksiidi heitkoguste testis on selge võitja etanool, mis on vaid üks komponent üldises kasvuhoonegaaside heitkoguste kaalutluses. Suurem nägemus olukorrast peaks aga arvestama, kuidas CO kogus2toodetud energiakogus on seotud toodetud energia kogusega, sest vähem süsinikdioksiidi eraldumine galloni kohta ei aita keskkonda vähe, kui sama vahemaa läbimiseks on vaja kasutada rohkem galloneid. Kui kõik arvutused kombineerida, on etanooli tekitatud süsinikdioksiidi kogus toodetud energia kilodžauli kohta 5% piires bensiini omast.

troonide mäng amazon prime tasuta

Takeaway
Kütuste taga olevast keemiast olulisem kaalutlus on see, kuidas elanikkond otsustab keemiat tõlgendada. Osa tsiteerib kahtlemata keemiat kui põhjust, miks bensiin jääb etanoolist paremaks, samas kui teine ​​​​osa väidab, et keemia näitab, et etanool on bensiini mõistlik asendaja, mis toetab Ameerika energiasõltumatuse eesmärki. Mõlemal juhul ei pea riigi suurimad etanoolitootjad oma kütuse vastu massilise mässu pärast muretsema.

Olenemata energeetikast on Ameerika aktsepteerinud etanooli kui elujõulist bensiini segamise komponenti. Isegi American Petroleum Institute on aktsepteerinud etanooli Ameerika energia tuleviku osana ja nad on jõudnud nii kaugele, et viivad läbi esialgsed uuringud, mis viitavad ohutusele ja tõhususele suurendada etanoolisegu piirmäära 10%-lt 12%-le. Mis puudutab minu õpilasi ja ülejäänud Ameerika avalikkust, siis väga vähesed otsivad aktiivselt kõrgemaid etanoolisegusid, samas kui valdav enamus täidab oma gaasipaake kõige odavama ja pumba juures kõige hõlpsamini kättesaadavaga.



^