Bij gelijke motorprestaties stoot ethanol dus 4,56/3,55 = 1,28 keer meer CO2 uit dan benzine om hetzelfde werk te leveren.
Met andere woorden: ethanol stoot 28% meer CO2 uit dan benzine.
En tellen niet mee in deze berekening voor ethanol:
- de CO2-productiekosten van de graan- of suikerplant
- de kosten van het raffineren van de plant tot suiker
- destillatiekosten
- de energiekosten van fermentatie (d.w.z. de CO2 die vrijkomt om de melasse te verwarmen)
Een paar herinneringen aan de chemie: suiker, fermentatie, alcohol en CO2...
We houden de volgende atoommassa's aan die als basis dienen voor alle berekeningen: C=12 g/mol, O=16 g/mol, H=1 g/mol
a) Het geval van alcohol die het resultaat is van de vergisting van suiker
De suiker die wordt gebruikt om ethanol te maken, is van de familie van disachariden (sucrose of maltose) met formule: C12H22O11 (zie http://fr.wikipedia.org/wiki/Sucre#Chimie ) heeft een molaire massa van 342 gram die, bij hydrolyse (het "krijgt" een molecuul water), 2 moleculen glucose of 2*C6H12O6 zal geven met een molaire massa van 180 gram voor een totale massa van 360 gram.
Glucosegegevens: http://fr.wikipedia.org/wiki/Glucose
De mol glucose zal dan fermenteren volgens de vergelijking:
Code: kiezen
C6H12O6 --> 2*C2H6O + 2*CO2
Producten: 2 mol ethylalcohol (C2H6O = 46g/mol) en twee mol kooldioxide (CO2 = 44g/mol).
Alvorens te worden verbrand en elke andere CO2-uitstoot te verwaarlozen, zal elke geproduceerde gram alcohol dus tijdens zijn "aanmaak" vrijgeven: 44/46 = 0.95 gram CO2.
En dit VOOR de verbranding. Tijdens de verbranding van alcohol:
Code: kiezen
C2H6O + 7/2*O2 --> 2*CO2 + 3*H2O
of voor wie ronde getallen verkiest:
Code: kiezen
2*C2H6O + 7*O2 --> 4*CO2 + 6*H20
Evenwichtsfout op reagentia, correctie (die de resultaten op CO2 niet verandert):
Code: kiezen
C2H6O + 3*O2 --> 2*CO2 + 3*H2O
Bij verbranding zal deze mol van 46 g alcohol dus 88 g CO2 produceren (2 mol).
We krijgen dus in totaal 3 mol uitgestoten CO2 per mol verbrande alcohol: 1 tijdens fermentatie en 2 tijdens verbranding. Dat is in totaal 3x44 = 132 g CO2 voor 46 gram verbrande alcohol.
Conclusie: elke gram alcohol stoot dus tijdens zijn ontwikkeling en verbranding minimaal 132/46 = 2,87 gram CO2 uit.
Ik zeg in ieder geval omdat veel "CO2-items" niet in aanmerking zijn genomen: suikerproductie en alcoholdestillatie zijn ongetwijfeld de meest energie-intensieve.
Deze waarde van 2,87 g CO2/g alcohol is dus een zeer lage waarde!
b) Kratje benzine (die alcohol zou moeten vervangen)
Ik hervat zonder de berekeningen van deze pagina in detail te beschrijven: verbranding en CO2 vergelijkingen
CO2-emissies voor een koolwaterstof met formule C2H(2n+2) = 44n
Toepassing op benzine (puur octaan). n=8
[C8H18] = 8 12 * + = 18 1 114 * g / mol.
De massa CO2 die vrijkomt per mol verbruikt octaan is: 44*8 = 352 g.
De verhouding tussen brandstofverbruik en CO2-uitstoot is 352/114 = 3,09
Conclusie: elke gram benzine stoot dus tijdens zijn verbranding 3,09 gram CO2 uit
Omdat de kosten van "raffinage" in het slechtste geval 15% zijn, zouden we 3.55 g CO2 verkrijgen voor de raffinage en verbranding van benzine.
c) Energievergelijking ethanol en benzine
Code: kiezen
PCI ethanol = 26 900 kJ/kg
PCI essence = 42 700 kJ/kg
Bij inefficiëntie van de motor is er dus 42,7 / 26,9 = maal meer massa ethanol nodig om dezelfde energie te leveren, dus 1,59 maal.
in iso-energie, het is dus nodig om bij de CO1,59-uitstoot van ethanol een coëfficiënt van 2 op te tellen: de 2,87 gram wordt dus 4,56 gram. En onthoud: deze 2,87 g waren al sterk verminderd omdat ze geen rekening hielden met de teelt van suiker (maar sceptici zullen terecht zeggen dat we voor benzine geen rekening hebben gehouden met de kosten van extractie en transport van de ruwe olie)
Algemene conclusie
Om dezelfde hoeveelheid verbrandingsenergie te leveren, zijn de CO2-emissies respectievelijk:
- met benzine: 3,55 gram CO2
- met ethanol: 4,56 gram CO2
Bij gelijke motorprestaties stoot ethanol dus 4,56/3,55 = 1,28 keer meer CO2 uit dan benzine om hetzelfde werk te leveren.
Met andere woorden: ethanol stoot 28% meer CO2 uit dan benzine.
En tellen niet mee in deze berekening voor ethanol:
- de CO2-productiekosten van de graan- of suikerplant
- de kosten van het raffineren van de plant tot suiker
- destillatiekosten
- de energiekosten van fermentatie (d.w.z. de CO2 die vrijkomt om de melasse te verwarmen)
Er is dus geen twijfel mogelijk: volgens deze redenering stoot ethanol uit landbouwsuiker veel meer CO2 uit dan benzine. Dus hoe kunnen overheidsinstanties en universiteiten zulke positieve CO2-balansen op ethanol bereiken? Houden ze geen rekening met vergisting? Wat laten ze weg? Of waar zit de fout in onze redenering?