Ethanol is een in het binnenland geproduceerde alternatieve brandstof die meestal wordt gemaakt van maïs. Het is ook gemaakt van cellulosehoudende grondstoffen, zoals gewasresten en hout – hoewel dit niet zo gebruikelijk is. Amerikaanse ethanolfabrieken zijn geconcentreerd in het middenwesten vanwege de nabijheid van maïsproductie. Planten buiten het middenwesten ontvangen doorgaans maïs per spoor of gebruiken andere grondstoffen en bevinden zich in de buurt van grote bevolkingscentra.
Productie
De productiemethode van ethanol hangt af van het type grondstof dat wordt gebruikt. Het proces is korter voor grondstoffen op basis van zetmeel of suiker dan voor grondstoffen op basis van cellulose.
Productie van ethanol op basis van zetmeel en suiker
De meeste ethanol in de Verenigde Staten wordt geproduceerd uit zetmeel- gebaseerde gewassen door droge of natte molen verwerking. Bijna 90% van de ethanolfabrieken zijn droge fabrieken vanwege lagere kapitaalkosten. Droog malen is een proces waarbij maïs tot meel wordt gemalen en het tot ethanol fermenteert met bijproducten van distilleerkorrels en koolstofdioxide. Natmolenfabrieken produceren voornamelijk maïszoetstoffen, samen met ethanol en verschillende andere bijproducten (zoals maïsolie en zetmeel). Natte molens scheiden zetmeel, eiwit en vezels in maïs voordat deze componenten worden verwerkt tot producten, zoals ethanol.
Celluloseproductie
Ethanol maken uit cellulosehoudende grondstoffen, zoals gras, hout , en gewasresten – is een ingewikkelder proces dan het gebruik van op zetmeel gebaseerde gewassen. Er zijn twee primaire routes om cellulose-ethanol te produceren: biochemisch en thermochemisch. Het biochemische proces omvat een voorbehandeling om hemicellulosesuikers vrij te maken, gevolgd door hydrolyse om cellulose in suikers te breken. Suikers worden gefermenteerd tot ethanol en lignine wordt teruggewonnen en gebruikt om energie te produceren om het proces aan te drijven. Het thermochemische conversieproces omvat het toevoegen van warmte en chemicaliën aan een biomassa-uitgangsmateriaal om syngas te produceren, een mengsel van koolmonoxide en waterstof. Syngas wordt gemengd met een katalysator en omgevormd tot ethanol en andere vloeibare bijproducten.
Voor meer informatie over het conversieproces, zie Procesontwerp en economie voor biochemische conversie van lignocellulosebiomassa naar ethanol: voorbehandeling met verdund zuur en enzymatische hydrolyse van maïsstro en procesontwerp en economie voor biochemische conversie van lignocellulosebiomassa naar ethanol: thermochemische route door indirecte vergassing en gemengde alcoholsynthese.
Schematische voorstelling van brandstofdistributiesysteem
Bron: Dean Armstrong, National Renewable Energy Laboratory
Distributie
De meeste Amerikaanse ethanolfabrieken zijn geconcentreerd in het middenwesten, maar het benzineverbruik is het de oost- en westkust (gebruik TransAtlas om de locatie van ethanolfabrieken te zien). Volgens het Amerikaanse ministerie van landbouw wordt 90% van de ethanol per trein of vrachtwagen vervoerd. De overige 10% wordt voornamelijk per binnenschip vervoerd, met minimale hoeveelheden per pijpleiding. De Verenigde Staten verbruikten in 2018 bijna 14,4 miljard gallon ethanol; een tankwagen kan 8.000 tot 10.000 liter ethanol vervoeren, en een treinwagon kan ongeveer 30.000 liter ethanol vervoeren.
Ethanol, benzine-blendstock en additieven worden afzonderlijk geleverd aan brandstofterminals waar ze worden gemengd met brandstof vrachtwagens voor levering aan stations.
Ethanolpijpleidingen
Het leveren van ethanol via pijpleidingen is de meest efficiënte optie, maar de affiniteit van ethanol voor de eigenschappen van water en oplosmiddelen vereist het gebruik van een speciale pijpleiding of aanzienlijke sanering van bestaande pijpleidingen om ze om te vormen tot speciale pijpleidingen. Kinder Morgan verzendt batches ethanol via de Central Florida Pipeline. Zie voor details het Central Florida Pipeline Ethanol Project.