E85

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
الشعار المستخدم في الولايات المتحدة لوقود E85

E85 هو اختصار يشير عادةً إلى مزيج وقود الإيثانول بنسبة 85٪ من وقود الإيثانول و 15٪ من البنزين أو الهيدروكربونات الأخرى من حيث الحجم .

في الولايات المتحدة ، قد تختلف النسبة الدقيقة للإيثانول إلى الهيدروكربون في وقود E85 وفقًا لمعيار ASTM 5798 الذي يحدد نسبة الإيثانول المسموح بها في هذا الوقود بين 51% و83%. [ 1 ] ويعود ذلك إلى انخفاض القيمة الحرارية للإيثانول النقي ، مما يجعل تشغيل المحركات صعبًا في المناخات الباردة نسبيًا دون تسخين مسبق للهواء الداخل، أو زيادة سرعة التشغيل، أو خلط نسب مختلفة من البنزين حسب المناخ. ويُعدّ بدء التشغيل في المناخات الباردة السبب الرئيسي لخلط وقود الإيثانول مع أي نسبة من البنزين.

في البرازيل، يُباع وقود الإيثانول نقيًا في محطات الوقود، ولذلك تعمل المركبات متعددة الوقود (FFV)، بما في ذلك الشاحنات والجرارات والدراجات النارية والدراجات البخارية، بوقود E100. أما نسبة 85% منه، فتُباع عادةً في محطات الوقود حول العالم (خارج الولايات المتحدة)، وعندما يُباع أو يُزوّد ​​تحديدًا باسم E85، فإنه يحتوي دائمًا على 85% إيثانول (سواءً في محطات الوقود أو في البراميل). إن ضمان نسبة الإيثانول هذه يُغني عن حاجة نظام المركبة لحساب أفضل ضبط للمحرك لتحقيق أقصى أداء وكفاءة في استهلاك الوقود.

في دول مثل أستراليا، حيث يتكون وقود E85 دائمًا من 85% إيثانول (ويُطلق على وقود المضخات ذي النسب المتفاوتة اسم "الوقود المرن")، يستخدم عشاق السيارات عالية الأداء ونوادي وبطولات سباقات السيارات وقود E85 على نطاق واسع (دون الحاجة إلى أي شهادة وقود مرن) . ويتوازى استخدام الكحول (الإيثانول والميثانول) في تاريخ سباقات السيارات مع اختراع السيارة، حيث حظي بشعبية كبيرة نظرًا لخصائص احتراقه المميزة، مثل الكفاءة الحرارية العالية ، ورقم الأوكتان المرتفع ، وعزم الدوران العالي، ومع بعض المحركات المتطورة، انخفاض استهلاك الوقود النوعي. في الولايات المتحدة، شجعت الإعانات الحكومية للإيثانول بشكل عام، ووقود E85 بشكل خاص، على نمو البنية التحتية لبيع وقود E85 بالتجزئة، لا سيما في ولايات الغرب الأوسط التي تشتهر بزراعة الذرة .

كفاءة استهلاك الوقود

استهلاك الوقود المحدد

يؤكد مؤيدو وقود E85 وجمعية مهندسي السيارات أن مصنعي السيارات لا يحققون حاليًا نفس معدل استهلاك البنزين للوقود لأنهم لا يستفيدون من الخصائص المتفوقة في مزيج الوقود القائم على الإيثانول. ويزعمون أن بعض محركات الإيثانول قد حققت بالفعل زيادة بنسبة 22% في عدد الأميال المقطوعة لكل جالون مقارنةً بمحركات البنزين المماثلة. [ 2 ]

يؤكد مؤيدو الإيثانول أيضًا أن تصميم محركات الإيثانول بناءً على تصميم محركات البنزين خطأ، وأن محركات الإيثانول يجب أن تُصمم وفقًا لمعايير تصميم محركات الديزل. وباستخدام هذا النهج، أنتجت وكالة حماية البيئة الأمريكية محركًا يعمل بالإيثانول فقط، ويحقق مستويات كفاءة حرارية أعلى بكثير من محركات البنزين. [ 3 ] يعتمد استهلاك الوقود على تركيبة مزيج الإيثانول والبنزين، ونوع ناقل الحركة، وحالة ضبط المحرك (وخاصةً خليط الوقود والهواء ، وتوقيت الشرارة، ونسبة الانضغاط). في الولايات المتحدة، وللتعويض عن هذا الفرق في استهلاك الوقود في المركبات غير المُحسّنة للإيثانول، سُنّت تشريعات لدعم تكلفته.

القيمة الطاقية

في المقابل، يشكك منتقدو الإيثانول في فوائد وقود E85 بالتركيز على انخفاض قيمته الحرارية بنسبة 33% مقارنةً بالبنزين. مع ذلك، فإن مقارنة الطاقة المُعبر عنها بقيمة حرارية لا تعكس إجمالي الشغل الناتج عن دورة أوتو . ولأن محتوى الطاقة لا يأخذ في الحسبان قيم الحرارة الكامنة أو النوعية ، ولا ضغط الاحتراق، فإن النظر إلى الحرارة وحدها في معادلة الاحتراق لا يُحدد الكفاءة أو الشغل وفقًا لقوانين الديناميكا الحرارية .

الأوكتان والأداء

موزع وقود E85 في محطة بنزين عادية

يُستخدم في المركبات متعددة الوقود

يُستخدم إيثانول E85 في المحركات المُعدّلة لاستيعاب تركيزات أعلى من الإيثانول. في الولايات المتحدة، صُممت هذه المركبات المرنة الوقود (FFVs) للعمل بأي خليط من البنزين أو الإيثانول بنسبة تصل إلى 85% إيثانول، بينما في دول مثل البرازيل، حيث المناخ أكثر دفئًا، تعمل هذه المركبات بالكحول النقي. ثمة اختلافات رئيسية بين المركبات المرنة الوقود والمركبات غير المرنة الوقود. أحدها هو الاستغناء عن أجزاء المغنيسيوم والألومنيوم والمطاط المكشوفة في نظام الوقود. تتميز أنظمة التحكم في حقن الوقود بنطاق أوسع لعرض النبضات لحقن ما يصل إلى 34% وقودًا إضافيًا (مما يُنتج بدوره طاقة أكبر). وقد استُخدمت أنابيب وقود من الفولاذ المقاوم للصدأ ، مُبطّنة أحيانًا بالبلاستيك، وخزانات وقود من الفولاذ المقاوم للصدأ بدلًا من خزانات التيرن ( الصفيح ). في بعض الحالات، تستخدم المركبات المرنة الوقود زيت محرك خاصًا يُعادل الحموضة. بالنسبة للمركبات المزودة بمضخات وقود داخل الخزان، تُستخدم أحيانًا احتياطات لمنع حدوث شرارة كهربائية ، بالإضافة إلى مانعات اللهب الموجودة في أنبوب تعبئة الخزان.

تصنيف الأوكتان

كلما زاد الجهد المبذول لتحسين أداء المحرك للاستفادة القصوى من رقم الأوكتان الأعلى لوقود E85، زادت قوة المحركات. ومن السيارات التي تتمتع بقوة أكبر عند استخدام الإيثانول سيارة كوينجسيج CCXR ، التي تُعد خامس أقوى سيارة إنتاجية عند استخدام الإيثانول، حيث تزيد قوتها بنسبة 20% عند استخدام E85 مقارنةً بالبنزين. ووفقًا للشركة المصنعة، يُعزى ذلك إلى خصائص التبريد التي يتمتع بها الإيثانول. يتميز E85 برقم أوكتان أعلى من رقم الأوكتان للبنزين العادي (87) أو البنزين الممتاز (91-93). وهذا يسمح باستخدامه في محركات ذات نسبة انضغاط أعلى، والتي عادةً ما تُنتج طاقة أكبر لكل وحدة إزاحة مقارنةً بمحركات البنزين. يمكن العثور على أمثلة على الأخطاء في الإشارة إلى الأوكتان في جمعية أيوا للوقود المتجدد بعنوان "حقائق E85" [ 4 ] والتي تشير إلى نطاق 100-105، ووثيقة في مكتب تكساس الحكومي لحفظ الطاقة بعنوان "الإيثانول" [ 5 ] والتي تشير إلى تصنيف 113.

يمكن تحويل بعض المركبات لاستخدام وقود E85 رغم أنها لم تُصمم خصيصًا لذلك. نظرًا لانخفاض القيمة الحرارية لوقود E85، فإنه يُنتج شحنة هواء باردة، بالإضافة إلى ثباته العالي الناتج عن رقم الأوكتان المرتفع، ما يجعله يُستخدم أيضًا كمُعزز للأداء في المركبات عالية الأداء المزودة بشاحن توربيني. لم تُسفر هذه التعديلات عن انخفاض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري فحسب، بل أدت أيضًا إلى زيادة في القدرة وعزم الدوران بنسبة تتراوح عادةً بين 10 و12% عند العجلات. وفي حين كان المحرك مُقيدًا سابقًا بالبنزين بسبب ظاهرة الطرق، تصل التحسينات في القدرة إلى 40%.

بسبب سعره المنخفض وتوافره العالي في مناطق معينة، بدأ الناس في اللجوء إلى استخدامه بدلاً من وقود السباقات عالي الجودة، والذي يكلف عادةً أكثر من 10.00 دولار أمريكي للغالون.

الانبعاثات

هناك أربعة أنواع رئيسية من الملوثات التي يدرسها العلماء. هذه الانبعاثات هي الهيدروكربونات (HC)، وأكاسيد النيتروجين (NOx ) ، وأول أكسيد الكربون (CO)، وثاني أكسيد الكربون (CO2 ) . ولأن وقود E85 يتكون في معظمه من الإيثانول، فإن انبعاثاته تختلف اختلافًا كبيرًا عن انبعاثات البنزين العادي. وقد قارنت العديد من الدراسات بين هذه الانبعاثات المختلفة وتأثيراتها على البيئة، إلا أن نتائج الاختبارات لم تكن حاسمة. فقد أظهرت الاختبارات تباينًا كبيرًا، إن وجد، نظرًا لكثرة المتغيرات المؤثرة. إذ يلعب نوع السيارة وطرازها، وطريقة إنتاج الإيثانول، وكفاءة استهلاك الوقود الإجمالية للسيارة ، دورًا كبيرًا في النتيجة النهائية لكل دراسة. [ 6 ] ولمعالجة مشكلة عدم الدقة، قام مهندسون في المختبر الوطني للطاقة المتجددة بدمج بيانات من جميع دراسات الانبعاثات ذات الصلة، وجمعوها في مجموعة بيانات واحدة. وأظهرت هذه المجموعة المجمعة أن جميع الانبعاثات الخاضعة للتنظيم الفيدرالي أظهرت، في المتوسط، انخفاضًا أو عدم وجود فرق ذي دلالة إحصائية بين وقود E85 والبنزين. [ 7 ]

تُلزم معايير انبعاثات المركبات من المستوى الثاني الصارمة الصادرة عن وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) المركبات المرنة الوقود (FFVs) بتحقيق نفس مستوى الانبعاثات المنخفض بغض النظر عن استخدام وقود E85 أو البنزين. مع ذلك، يُمكن لوقود E85 أن يُقلل انبعاثات بعض الملوثات بشكلٍ أكبر مقارنةً بالبنزين التقليدي أو مزيج الإيثانول ذي الحجم المنخفض. على سبيل المثال، يُعدّ E85 أقل تطايرًا من البنزين أو مزيج الإيثانول ذي الحجم المنخفض، مما يُؤدي إلى انخفاض الانبعاثات التبخرية. كما يُقلل استخدام E85 من انبعاثات أول أكسيد الكربون ويُحقق انخفاضًا ملحوظًا في انبعاثات العديد من المواد السامة الضارة، بما في ذلك البنزين، وهو مادة مسرطنة معروفة للإنسان. مع ذلك، قد يُؤدي استخدام E85 في ظروف تشغيل مُعينة للمحرك إلى زيادة انبعاثات الأسيتالدهيد . تُجري وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) تحليلات إضافية لتوسيع فهمنا لتأثيرات انبعاثات E85. [ 8 ]

الجدل

الاقتصاد

وجدت دراسة أجرتها جامعة بوردو أن الفائدة الاقتصادية لوقود E85 تعتمد بشكل كبير على سعر النفط الخام . [ 9 ]

الغذاء مقابل الوقود

يزعم منتقدو وقود E85 أن إنتاج الإيثانول من الذرة يرفع أسعار الغذاء العالمية ، مما يجعل الذرة باهظة الثمن أو حتى غير متوفرة. ويرد مؤيدو E85 على هذا القلق بالإشارة إلى أن أكثر من 93% من الذرة المزروعة في الولايات المتحدة لا تُستخدم كغذاء مباشر للبشر، بل تُستخدم كعلف للماشية . تحتوي الذرة المستخدمة في إنتاج الإيثانول على نسبة عالية من النشا، وهي صعبة الهضم على البشر، على عكس الذرة الحلوة . يزرع المزارعون الأمريكيون كميات من الذرة تفوق ما يستهلكه المستهلكون؛ إذ يوجد فائض سنوي من الذرة في الولايات المتحدة [ 10 ].

يقول مؤيدو وقود E85 إن أسعار الذرة ارتفعت نتيجة التلاعب بأسواق السلع الأساسية ، ولأن شركات الذرة الأمريكية تبيع كميات متزايدة من الذرة المزروعة في الولايات المتحدة إلى المكسيك والصين ، مما يخلق منافسة أكبر بين مشتري الذرة، وبالتالي يرفع سعرها. في المقابل، يرى منتقدو E85 أن منتجي الإيثانول قد لا يخفضون انبعاثات الكربون بسبب استخدام البترول والغاز الطبيعي في زراعة الذرة وتكريره. ويرد مؤيدو E85 بالإشارة إلى منتجي الإيثانول الذين لا يفعلون ذلك، بل يستخدمون وقود E85 أو وقود الديزل الحيوي لنقل E85، ويستخدمون الكتلة الحيوية كمصدر حراري لتقطير الإيثانول بدلاً من المنتجات البترولية كالغاز الطبيعي.

يرى البعض أن الإيثانول السليلوزي المُنتَج من النفايات أو المحاصيل غير الغذائية سريعة النمو، مثل نبات السويتشغراس، أكثر فائدة، ولكنه غير مُجدٍ اقتصاديًا على نطاق واسع حتى الآن. بينما يرى آخرون أن العالم قادر على الاستغناء عن النفط تمامًا من خلال إنتاج الإيثانول من محاصيل عديدة تُنتج كمية أكبر من الإيثانول للفدان الواحد مقارنةً بالذرة، باستخدام التقنيات الحالية لا المستقبلية [ 11 ] . ويرى آخرون أن بعض الجهات في مجال الإيثانول السليلوزي تُولي اهتمامًا أكبر لحقوق براءات الاختراع من إنتاج أكبر كمية من الإيثانول بأقل سعر.

التوفر والسعر

افتتاح محطة بيع بالتجزئة لوقود E85 في ولاية ماريلاند

أصبح وقود E85 شائعًا بشكل متزايد في الولايات المتحدة ، وخاصة في الغرب الأوسط حيث يُعدّ الذرة محصولًا رئيسيًا ومصدرًا أساسيًا لإنتاج وقود الإيثانول. في 1 يوليو 2014، كان هناك أكثر من 3300 محطة وقود تُقدّم وقود E85. [ 12 ] يُستخدم وقود E85 على نطاق واسع في السويد ، إلا أن معظمه يُستورد من إيطاليا والبرازيل. كان وقود E85 متوفرًا سابقًا في سلسلة محطات ماكسول في أيرلندا ، حيث كان يُصنع من مصل اللبن ، وهو منتج ثانوي لصناعة الجبن . [ 13 ] توقف توفره في عام 2011 بسبب ارتفاع حاد في ضريبة الإنتاج، مما جعله غير مُجدٍ اقتصاديًا. في فنلندا، يتوفر وقود E85 في 52 محطة تابعة لسلسلة St1 و71 محطة تابعة لسلسلة ABC. [ 14 ] [ 15 ] يُباع وقود E85 في محطات St1 تحت اسم RE85، وفي محطات ABC تحت اسم "Eko E85" للدلالة على أنه مُصنّع من نفايات عضوية فنلندية. [ 16 ] [ 17 ] بالمقارنة مع الأسعار العالمية، في جزر كوك، كما هو الحال في العديد من جزر المحيط الهادئ، تُعدّ تكلفة إنتاج الإيثانول النقي بنسبة 100% من الكتلة الحيوية لجوز الهند جزءًا بسيطًا من تكلفة الحصول على الوقود الأحفوري . في فرنسا، تُزوّد ​​حوالي 30% من محطات الوقود بوقود E85، أي ما يُقارب 2725 محطة، وقد تضاعف عدد مجموعات الوقود المرن المُثبّتة في عام 2021 ليصل إلى 30000 مجموعة مقارنةً بالعام السابق. [ 18 ] أُطلق وقود E85 في المملكة المتحدة في 14 مارس 2006 من قِبل سلسلة متاجر موريسونز . وكان فرع موريسونز في نورويتش أول محطة وقود تُقدّم هذا الوقود. [ 19 ] مع ذلك، كان الإقبال عليه ضعيفًا للغاية، ولا يتوفر وقود E85 حاليًا إلا في عدد قليل من منافذ البيع.

تنظيم الأسعار في الولايات المتحدة

أنشأ قانون خلق فرص العمل الأمريكي لعام 2004 ائتمان ضريبة الإنتاج على الإيثانول الحجمي (VEETC) لدعم تكاليف الإنتاج. وخفّض قانون المزارع لعام 2008 قيمة الائتمان الضريبي لـ VEETC من 51 سنتًا إلى 45 سنتًا. ومن بين التدابير الأخرى التي اتخذها الكونغرس لتحفيز إنتاج الإيثانول، قانون VEETC لعام 2004، الذي نصّ على ائتمان ضريبي لصغار منتجي الإيثانول، والذي منح ائتمانات ضريبية لهم. وفي الآونة الأخيرة، مدّد قانون الإعفاء الضريبي، وقانون إعادة ترخيص التأمين ضد البطالة، وقانون خلق فرص العمل لعام 2010 التخفيضات الضريبية التي يسمح بها VEETC من نهاية عام 2010 إلى نهاية عام 2012. [ 20 ] في الولايات المتحدة، لتحقيق كفاءة استهلاك وقود مماثلة عند استخدام وقود مرن (FFV)، يجب أن يكون سعر E85 أقل بكثير من سعر البنزين. كان وقود E85 أرخص بنسبة 20% على الأقل في معظم المناطق حتى عام 2011. في إحدى التجارب الأمريكية، بلغ متوسط ​​استهلاك سيارة شيفروليه تاهو FFV موديل 2007 للبنزين 18.3 ميلًا للغالون، بينما بلغ 13.5 ميلًا للغالون لوقود E85، أي أسوأ بنسبة 26.5% من البنزين. مع ذلك، في أستراليا، حيث باعت هولدن أكثر من 70,000 سيارة FFV منذ عام 2010، يتراوح الفرق في الاستهلاك الإجمالي لسيارات السيدان العائلية ذات محركات V8 المماثلة بين 10% و20%. في عام 2010، بلغ متوسط ​​سعر الوقود في الولايات المتحدة 3.42 دولارًا أمريكيًا، بينما بلغ متوسط ​​سعر وقود E85 3.09 دولارًا أمريكيًا، أي 90% من سعر البنزين. [ 21 ] [ 22 ] في تجربة أخرى، انخفض متوسط ​​استهلاك أسطول من سيارات فورد توروس التي تعمل بالإيثانول بنسبة 6% فقط مقارنةً بسيارات توروس التقليدية التي تعمل بالبنزين. [ 23 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ afdc.energy.gov ، دليل التعامل مع وتخزين وتوزيع وقود E85 ومزيجات الإيثانول والبنزين الأخرى. وزارة الطاقة الأمريكية. تم الاطلاع عليه في 2 أكتوبر 2013.
  2. ↑ بروستار، م. (21-10-2002). "كفاءة عالية وانبعاثات منخفضة من محرك حقن منفذي يعمل بوقود الكحول النقي" . سلسلة أوراق SAE التقنية. المجلد  1. SAE الدولية. doi : 10.4271/2002-01-2743 .
  3. ↑ وكالة حماية البيئة الأمريكية/مكتب النقل وجودة الهواء/قسم التكنولوجيا المتقدمة وشركة FEV Engine Technology؛ Inc. "تقنيات محركات اقتصادية وعالية الكفاءة للوقود الكحولي"
  4. ↑ جمعية أيوا للوقود المتجدد "حقائق عن وقود E85" مؤرشفة بتاريخ 30 مايو 2011 في أرشيف الإنترنت
  5. ↑ مكتب تكساس لحفظ الطاقة "الإيثانول" مؤرشف بتاريخ 29 أبريل 2011 في أرشيف الإنترنت
  6. ↑ مجلة جمعية إدارة الهواء والنفايات، المجلد 59 (العدد 8)
  7. ↑ البيئة الجوية، المجلد 45، العدد 39
  8. ↑ "SmartwayLogistics" . www.epa.gov. 8 ديسمبر 2008. مؤرشف من الأصل في 2008-12-08.
  9. ↑ "اقتصاديات الإيثانول" (ملف PDF) . جامعة بيردو.
  10. ↑ "فائض الذرة الأمريكي أكبر من المتوقع مع الحصاد المبكر - بلومبيرغ" . بلومبيرغ إل بي، 10 أبريل 2012. تم الاطلاع عليه في 5 سبتمبر 2013 .
  11. ↑ يمكن أن يكون الكحول وقودًا ، بلوم، ديفيد 2007 ، التسخين المسبق ؛ الصفحات 406-410، تقدم توقيت الإشعال : الصفحات 404، 417-418، 530، ضغط أعلى مع الإيثانول ، الصفحات 70، 358-360، 415-419، 429، 433-435
  12. ↑ "أسعار وقود E85" . E85prices.com. 1 يوليو 2014. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2014-07-01.
  13. ↑ "نشرة ماكسول بيوإيثانول E85" (ملف PDF) . مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 18-11-2007 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 05-12-2010 .
  14. ^ "RE85 - Tehokkaampi bioetanoli suomalaisesta jätteestä" . St1.fi. مؤرشفة من الأصلي بتاريخ 2016-10-02 . تم الاسترجاع 2016/10/03 .
  15. ↑ "أي بي سي عصمت" . تم الاسترجاع 2016/10/03 .
  16. ↑ "Suomi - RE85" . St1.fi. مؤرشف من الأصل بتاريخ 22-12-2012 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-12-2012 .
  17. ↑ "وقود إيكو E85" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2016-10-03 .
  18. ↑ «سائقو السيارات الفرنسيون يستهلكون كميات أكبر من الإيثانول مع ارتفاع أسعار البنزين» . www.reuters.com . رويترز. 25 يناير 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يناير 2022 .
  19. ↑ "المملكة المتحدة تحصل على أولى محطات بيع وقود E85 بالتجزئة" . مؤتمر السيارات الخضراء . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 ديسمبر 2022 .
  20. ↑ "وكالة حماية البيئة تروج للإيثانول للمستهلكين الأمريكيين" . 28 مارس 2011.
  21. ↑ "اختبار مقارنة بين وقود E85 والبنزين" . Edmunds.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 نوفمبر 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 ديسمبر 2010 .
  22. ↑ "الإيثانول: الحقائق والأسئلة | desmoinesregister.com" . صحيفة دي موين ريجستر . تاريخ الاسترجاع: 4 أبريل 2010 .{{cite news}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  23. ↑ "أول أسطول خفيف الوزن يعمل بوقود الإيثانول في ولاية أوهايو" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 30 أكتوبر 2004.

للمزيد من القراءة