В следующий раз, когда вы будете без усилий ехать по шоссе, стоит задуматься о том, откуда берется вся энергия, обеспечивающая ваше путешествие. Конечно, ответ – бензин. Однако фермеры в Соединенных Штатах также добавляют в рецепт этанол — спирт, который в основном перегоняют из кукурузы, хотя можно использовать и другое сырье из биомассы. Большинству водителей знакомо топливо E10 (цифра 10 означает 10% этанола), которое впервые появилось на рынке в 1979 году, хотя использование этанола началось задолго до этого. Фактически, Генри Форд разработал Модель Т для работы на этаноле, бензине или их комбинации еще в 1908 году.
Совсем недавно, в 2011 году, Агентство по охране окружающей среды одобрило использование топлива E15 (или неэтилированного 88). Он содержит до 15% этанола и может использоваться в большинстве легковых автомобилей, выпущенных с 2001 года. Этанол присутствует по нескольким причинам. Мы рассмотрим это более подробно позже, но вкратце: этанол дешевле бензина, поэтому его добавление смягчает удар от роста цен на топливо. Он также имеет более высокое октановое число, чем бензин, является более чистым топливом и снижает зависимость Америки от ископаемого топлива.
У этанола есть обратная сторона: он менее энергоемкий, чем бензин, что означает более низкие показатели расхода топлива на галлон. Плотность энергии измеряется в британских тепловых единицах (БТЕ). По данным Министерства энергетики, чистый бензин содержит около 114 000 БТЕ на галлон, тогда как чистый этанол весит примерно на треть меньше — 76 330 БТЕ. Это означает, что E15 менее энергоемок, чем E10. Но что это означает с точки зрения MPG? Давайте наденем арифметические шапки и посмотрим.
Как топливо E15 влияет на расход топлива?
Для начала нам нужно установить базовый уровень, рассчитав энергосодержание топлива E10. Между бензином с октановым числом 88 и стандартным бензином есть принципиальные различия. Но по сути E10 на 90% состоит из бензина, а остальные 10% составляют этанол. Исходя из этого, мы можем вычислить энергосодержание E10, сложив БТЕ содержания бензина (90% от 114 000 = 102 600) и этанола (10% от 76 330 = 7 633), что в общей сложности составит 110 233 БТЕ на галлон бензина E10.
Теперь, если мы изменим процентное содержание бензина и этанола на 85% и 15% соответственно и подставим их в одно уравнение, мы получим показатель энергосодержания для E15, равный 108 350 БТЕ на галлон. Сравнивая эти цифры, мы устанавливаем, что топливо E15 примерно на 1,7% менее энергоемко, чем топливо формулы E10. Затем мы можем взять этот процент и применить его к расходу топлива на галлон транспортного средства. Предположим, что рассматриваемый автомобиль трясется, сжигая топливо E10 со скоростью около 30 миль на галлон. Если бы вы заправили тот же автомобиль E15, вы могли бы ожидать, что расход топлива на галлон упадет примерно до 98,3% от показателя E10. Другими словами, вы можете потерять около 0,5 миль на галлон. Имейте в виду, что реальные результаты могут различаться, но математические расчеты содержания энергии являются полезной оценкой.
Конечно, то, как это повлияет на ваш автомобиль, зависит от начального значения расхода миль на галлон. Однако то же процентное правило можно применить к любому значению миль на галлон, чтобы подсчитать потерянный пробег. Также стоит отметить, что эти цифры не учитывают влияние любых других присадок к топливу, таких как денатуранты этанола, которые могут повлиять на расчеты.
Зачем нам вообще нужен этанол в топливе?
По крайней мере, с точки зрения миль на галлон, переход на E15, вероятно, не станет препятствием для большинства людей, тем более что газ E15 дешевле. Тем не менее, все же стоит выяснить, почему мы добавляем этанол в бензин. По данным Управления энергетической информации, это становится еще более актуальным, если учесть, что рассчитанные нами потери миль на галлон сравнивались с топливами E15 и E10, при этом E10 уже снижает экономию топлива примерно на 3% по сравнению с чистым бензином, по данным Управления энергетической информации.
Одна из главных причин смешивания этанола с бензином заключается в том, что он повышает октановое число топлива. Топливо с более высоким октановым числом более устойчиво к детонации двигателя — состоянию, для борьбы с которым раньше требовались свинцовые присадки в топливе. Фактически, именно поэтому E15 часто продается как неэтилированный 88, причем число относится к октановому числу, а не к содержанию этанола. В стратегическом плане использование этанола также является важной частью американской энергетической политики. Поскольку большая часть этанола в США производится из кукурузы, выращенной в США, это может помочь снизить зависимость страны от импортных нефтепродуктов. Это также имеет положительный побочный эффект в виде поддержки сельскохозяйственного сектора страны.
Однако, хотя большинство современных автомобилей с радостью заправят E15 без проблем, стоит отметить, что это временное решение из-за высоких цен на топливо подходит не для всех типов двигателей. Мотоциклы, лодки, газонокосилки и многие небольшие двигатели обычно не рассчитаны на использование смесей с более высоким содержанием этанола. Существует также вероятность того, что чрезмерное использование этанола может нанести вред двигателям некоторых автомобилей, хотя этот риск минимален для таких видов топлива, как E10 и E15.
