Ethanol ist ein im Inland hergestellter alternativer Kraftstoff, der am häufigsten aus Mais hergestellt wird. Es wird auch aus Zellulose-Rohstoffen wie Ernterückständen und Holz hergestellt – obwohl dies nicht so häufig vorkommt. US-Ethanolanlagen konzentrieren sich aufgrund der Nähe zur Maisproduktion auf den Mittleren Westen. Pflanzen außerhalb des Mittleren Westens erhalten Mais normalerweise auf der Schiene oder verwenden andere Rohstoffe und befinden sich in der Nähe großer Bevölkerungszentren.
Produktion
Die Produktionsmethode für Ethanol hängt von der Art des verwendeten Ausgangsmaterials ab. Das Verfahren ist für Rohstoffe auf Stärke- oder Zuckerbasis kürzer als für Rohstoffe auf Zellulosebasis.
Herstellung von Ethanol auf Stärke- und Zuckerbasis
Das meiste Ethanol in den USA wird aus Stärke hergestellt. Basiskulturen durch Trocken- oder Nassmühlenverarbeitung. Fast 90% der Ethanolanlagen sind aufgrund geringerer Kapitalkosten Trockenmühlen. Das Trockenmahlen ist ein Prozess, bei dem Mais zu Mehl gemahlen und mit Nebenprodukten aus Brennerkörnern und Kohlendioxid zu Ethanol fermentiert wird. Nassmühlenanlagen produzieren hauptsächlich Maissüßstoffe zusammen mit Ethanol und mehreren anderen Nebenprodukten (wie Maisöl und Stärke). Nassmühlen trennen Stärke, Protein und Ballaststoffe in Mais, bevor diese Komponenten zu Produkten wie Ethanol verarbeitet werden.
Zelluloseproduktion
Herstellung von Ethanol aus Zellulose-Rohstoffen wie Gras, Holz und Pflanzenreste – ist ein aufwändigerer Prozess als die Verwendung von Pflanzen auf Stärkebasis. Es gibt zwei Hauptwege zur Herstellung von Ethanol auf Zellulosebasis: biochemisch und thermochemisch. Der biochemische Prozess beinhaltet eine Vorbehandlung zur Freisetzung von Hemicellulosezuckern, gefolgt von einer Hydrolyse, um Cellulose in Zucker aufzubrechen. Zucker wird zu Ethanol fermentiert und Lignin wird zurückgewonnen und zur Energieerzeugung für den Prozess verwendet. Bei dem thermochemischen Umwandlungsprozess werden einem Biomasse-Ausgangsmaterial Wärme und Chemikalien zugesetzt, um Synthesegas zu erzeugen, das eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff ist. Synthesegas wird mit einem Katalysator gemischt und in Ethanol und andere flüssige Nebenprodukte umgewandelt.
Weitere Informationen zum Umwandlungsprozess finden Sie unter Prozessdesign und Wirtschaftlichkeit für die biochemische Umwandlung von Lignocellulose-Biomasse in Ethanol: Vorbehandlung mit verdünnter Säure und enzymatische Hydrolyse von Maisstover sowie Prozessdesign und Wirtschaftlichkeit für die biochemische Umwandlung von Lignocellulose-Biomasse zu Ethanol: Thermochemischer Weg durch indirekte Vergasung und gemischte Alkoholsynthese.
Schema des Kraftstoffverteilungssystems
Quelle: Dean Armstrong, Nationales Labor für erneuerbare Energien
Verteilung
Die meisten US-Ethanolanlagen konzentrieren sich auf den Mittleren Westen, aber der Benzinverbrauch ist am höchsten die Ost- und Westküste (verwenden Sie TransAtlas, um den Standort von Ethanolanlagen zu ermitteln). Nach Angaben des US-Landwirtschaftsministeriums werden 90% des Ethanols per Zug oder LKW transportiert. Die restlichen 10% werden hauptsächlich per Lastkahn transportiert, wobei minimale Mengen per Pipeline transportiert werden. Die Vereinigten Staaten verbrauchten 2018 fast 14,4 Milliarden Gallonen Ethanol; Ein Tankwagen kann 8.000 bis 10.000 Gallonen Ethanol transportieren, und ein Eisenbahnwagen kann ungefähr 30.000 Gallonen Ethanol transportieren.
Ethanol, Benzinmischmaterial und Additive werden separat an Kraftstoffanschlüsse geliefert, wo sie in Kraftstoff eingemischt werden LKWs für die Lieferung an Stationen.
Ethanol-Pipelines
Die Lieferung von Ethanol per Pipeline ist die effizienteste Option. Die Affinität von Ethanol zu Wasser- und Lösungsmitteleigenschaften erfordert jedoch die Verwendung einer speziellen Pipeline oder Umfassende Sanierung bestehender Pipelines, um sie in dedizierte Pipelines umzuwandeln. Kinder Morgan versendet Ethanolchargen über die Pipeline in Zentralflorida. Weitere Informationen finden Sie im Ethanolprojekt in der Pipeline in Zentralflorida.
