에너지 산업에서 변화의 필요성은 더 이상 논쟁의 여지가 없습니다. 세계 정치와 가스 가격이 그 어느 때보다 더 불안정한 상황에서 외국 석유에 대한 완전한 의존의 위험을 넘어서 "온실 가스"라고 말할 수 있는 것보다 더 빠르게 수백만 갤런의 화석 연료를 태우는 환경적 영향이 일반 의식에 스며들기 시작했습니다. . 그래서 대답은 무엇입니까? 어떤 사람들은 이것이 수소라고 말하는데, 이는 훌륭한 대안이지만 궁극적으로 안전에 대한 몇 가지 복잡한 질문을 제기합니다. 다른 사람들은 햇빛과 바람과 같은 천연 자원을 가리킵니다. 재생 에너지 산업의 일부는 에탄올에도 상당히 열중하고 있습니다. 풍부한 옥수수로 우리 자동차에 동력을 공급하는 지혜에 대해 어떻게 논쟁할 수 있습니까?
분명히, 당신은 그것에 대해 논쟁 할 수 있으며 많은 사람들이 있습니다. 먼저 에탄올이 무엇이고 어떻게 만들어지는지에 대한 간단한 입문서입니다.
에탄올은 곡물 알코올입니다. . 미국에서는 일반적으로 옥수수로 만들어집니다. . 브라질에서는 사탕수수로 가장 일반적으로 만들어집니다. 밀, 보리, 감자도 에탄올의 공급원입니다.
연료 등급 에탄올을 만드는 방법에는 몇 가지가 있으며 가장 일반적인 방법 중 하나는 건식 압연 방법입니다. , 다음과 같이 진행됩니다.
증류기의 곡물과 이산화탄소를 포함한 이 공정의 부산물은 농업 및 목장 산업에 유용하며 에탄올 제조 공장에서 다양한 목적으로 판매될 수 있습니다. 그러나 많은 농업 전문가에 따르면 에탄올을 연료 산업의 주요 업체로 만드는 것은 심각한 단점이 있습니다.
이 기사에서는 에탄올이 잠재적으로 청정 에너지의 좋은 원천이 되는 이유를 살펴보고 일부 사람들이 이러한 잠재력이 제한적이라고 생각하는 이유를 알아보겠습니다.
낮은 비율의 연료 첨가제로서의 현재 상태에서 에탄올의 이점은 분명합니다. 에탄올은 화학 구조에 많은 양의 산소를 포함하고 있기 때문에 매우 깨끗하게 연소됩니다. 우리 자동차에 연료를 공급하는 가솔린에 소량(일반적으로 에탄올 1:1, 가솔린 9:9)을 첨가하면 일산화탄소 및 질소 산화물과 같은 온실 가스 배출을 줄입니다. Argonne National Laboratory는 2007년에만 에탄올 연료 사용으로 인해 온실 가스 배출량이 약 10톤(9.07톤) 감소했다고 보고합니다[출처:Biofuels Digest]. 위스콘신의 2006년 연구에 따르면 1994년 도입된 10-90 연료 이후 오존 농도가 높은 날이 16% 감소했습니다[출처:에탄올].
연료 혼합물에 에탄올을 첨가하면 운전할 때 소비하는 휘발유의 양도 줄어들고 모든 자동차는 이 10-90 에탄올 혼합물(E10이라고 함)로 달릴 수 있습니다. 특수 연성 연료 차량(FFV)에만 연료를 공급하는 85-15 에탄올 혼합물(E85라고 함)은 훨씬 더 깨끗하게 연소되어 대기 및 수질 오염, 지구 온난화 및 스모그를 유발할 수 있는 유해 가스의 대기 방출을 더욱 줄입니다. 그러나 2006년 기준으로 40대 중 1대의 차량만이 이 조합으로 달릴 수 있습니다[출처:Joyce]. 일반적으로 주유소에 재고가 없습니다.
에탄올을 연료로 대규모로 사용하는 문제는 두 가지 주요 관련 문제로 귀결됩니다.
대부분의 전문가들은 이 두 가지 점에 동의하지만 정도 면에서는 다른 경향이 있습니다.
Cornell University의 농업 교수인 David Pimentel에 따르면 에탄올을 생산하면 실제로 순 에너지 손실이 발생합니다. 그의 계산에 따르면 옥수수를 생산하고 1갤런(3.7리터)의 에탄올로 가공하려면 131,000BTU의 에너지가 필요합니다. 그러나 1갤런의 에탄올에는 77,000BTU만 포함되어 있습니다[출처:Health and Energy]. 농부들은 화석 연료 동력 장비를 사용하여 옥수수를 심고 유지하며 수확하고 화석 연료 동력 기계를 사용하여 옥수수를 에탄올로 가공한 다음 거의 모든 경우에 제품을 다음을 통해 수집 지점으로 배송합니다. 연료 동력 운송에서 에탄올 산업은 실제로 이 대체 연료를 생산하기 위해 많은 양의 가솔린을 태우고 있습니다. 그 에탄올은 결국 그것을 생산하는 데 소비되는 가솔린보다 적은 에너지를 포함할 수 있습니다.
그러나 2008년 12월에 최초의 미국 에탄올 파이프라인이 개통되면서 이 공정의 운송 측면이 곧 바뀔 수 있습니다. 이 파이프라인은 탐파에서 올랜도까지 플로리다를 통해 85마일(136km)을 운반합니다. 에탄올 배관은 연료가 A 지점에서 B 지점으로 가는 도중에 불순물을 흡수하기 때문에 항상 문제였습니다. 이러한 불순물은 에탄올에서 허용되지 않으며 기존 가스 파이프라인 재료를 손상시킬 수 있습니다. 그러나 파이프라인을 개발한 텍사스 회사는 이러한 문제를 극복한 것으로 보입니다[출처:Galbraith].
물론 그것은 하나의 파이프라인일 뿐입니다. 그렇더라도 모든 과학자들이 에너지 효율성에 관한 Pimentel의 냉혹한 분석에 동의하는 것은 아닙니다. 미국 국립 재생 에너지 연구소(U.S. National Renewable Energy Lab)는 1.3BTU의 에탄올을 시장에 출시하려면 1BTU의 화석 연료가 필요하다는 것을 발견했습니다[출처:NREL]. 이는 순 손실이 아니라 30%의 순 에너지 증가를 의미합니다.
에너지 효율성은 제쳐두고, Pimentel의 진영에 있는 사람들은 실제로 옥수수를 진정한 재생 가능한 에너지원으로 보지 않습니다. Pimentel은 에탄올을 사용하여 1년 동안 자동차에 전력을 공급하려면 11에이커(44,515제곱미터)의 옥수수가 필요할 것으로 추정하며, 이는 최소 7명이 먹을 수 있는 공간입니다[출처:Health and Energy]. 미국의 옥수수 밭은 토양 침식과 관개 문제로 인해 스스로를 보충하는 데 시간이 걸리기 때문에 이러한 에이커는 궁극적으로 장기간 동안 운영되지 않을 것입니다. 작물. 에탄올 기반 연료 산업을 유지하려면 점점 더 많은 농지를 옥수수 전용으로 확보해야 합니다. 궁극적인 결과는 국내에서 재배된 식품의 부족과 모든 종류의 농산물에 대한 슈퍼마켓의 가격 상승이 될 수 있습니다.
에탄올 논쟁에 대한 한 가지 가능한 대답은 셀룰로오스 에탄올이라고 하는 것입니다. . 셀룰로오스 에탄올은 옥수수 줄기, 우드 칩 및 스위치그래스와 같은 비식품 제품으로 만들어집니다. 에탄올 산업의 이 작은 부분이 충분히 큰 생산자로 발전한다면 셀룰로오스 에탄올은 에탄올 대 가솔린 논쟁에서 실행 가능하고 저렴한 절충안이 될 수 있습니다.
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