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世界中で、いくつかの一般的なエタノール燃料混合物が使用されています。純粋な含水エタノールまたは無水 エタノールを内燃機関(ICE)で使用するには、エンジンがその目的のために設計または改造されている必要があり、自動車、小型トラック、およびオートバイでのみ使用する必要があります。無水エタノールは、ガソリン エンジンで使用するためにガソリンと混合できますが、純粋なエタノールには同量の純粋なガソリンの 2/3 のBTUしか含まれていないため、増加した燃料量を計測するためにエンジンを改造した後にのみ、エタノール含有量を高くすることができます。エタノールの非常に高いオクタン価は、非常に高い圧縮比と互換性があるため、一部のレーシング エンジン アプリケーションでは、高濃度エタノール混合物が使用されています。
エタノール燃料混合物には「E」番号が付いており、これは混合物中のエタノール燃料の体積パーセントを表します。たとえば、E85 は無水エタノール 85% とガソリン 15% です。低エタノール混合物は通常 E5 から E25 ですが、国際的にこの用語は E10 混合物を指すのが最も一般的です。
E10以下のブレンドは、米国を筆頭に世界20カ国以上で使用されており、2011年には米国ガソリン燃料供給の10％をエタノールが占めました。[1] E20からE25までのブレンドは、1970年代後半からブラジルで使用されています。E85は、米国とヨーロッパでフレックス燃料車に一般的に使用されています。含水エタノールまたはE100は、ブラジルの純エタノール車とフレックス燃料軽自動車に使用され、含水E15はhE15と呼ばれるオランダの現代のガソリン車に使用されています。[2]
E10以下
E10は、無水エタノール10%とガソリン90%の混合燃料で、ガソホールとも呼ばれ、エンジンや燃料システムに改造を加えることなく、ほとんどの最新自動車や小型車の内部燃焼エンジンで使用できます。E10ブレンドは通常、レギュラーガソリンよりもオクタン価が2～3高いと評価されており、米国のすべての新車に使用が承認されており、一部の地域では排出ガスなどの理由で使用が義務付けられています。[3]
その他の一般的なブレンドには、E5 と E7 があります。これらの濃度は、純粋なガソリンで動く最近のエンジンには一般的に安全です。2006 年現在、少なくとも 36 の州と 17 の国で、車両燃料にバイオエタノールをブレンドする義務が制定されており、ほとんどの義務では、ガソリンに 10 ～ 15% のエタノールをブレンドすることが求められています。[4]
米国における代替燃料の測定方法の 1 つに「ガソリン換算ガロン」（GEG）があります。2002 年に米国では、自動車燃料として 137,000 テラジュール（3.8 × 10 10 kWh）相当のエタノールが使用されました。これは、ガソリン 11.3 億米ガロン（4.3 ギガリットル）に相当するエネルギーです。これは、その年に使用された燃料全体の 1% 未満でした。[5]
E10やその他のエタノール混合燃料は、米国の外国産石油への依存を減らすのに有効であると考えられており、適切な条件下では一酸化炭素（CO）排出量を20～30％削減できます。 [6] E10は、通常のガソリンに比べてCOおよびCO 2などの温室効果ガスの排出量を約2％削減しますが、車両の年数や気象条件などの要因によっては、蒸発ガスや一部の汚染物質の増加を引き起こす可能性があります。[7] フィリピンエネルギー省によると、最大10％のエタノールガソリン混合物の使用は、自動車の燃料システムに害を及ぼしません。 [8]一般的に、アルコール（エタノールまたはメタノール）を含む自動車用ガソリンを航空機で使用することは推奨されていません。 [ 9 ]
可用性
- E10は2021年9月から英国のガソリンスタンドの標準燃料となった。[10]
- E10は2007年にタイで全国的に導入され、2013年に同国で91オクタン純ガソリンに取って代わりました。[11]
- E10は米国中西部で一般的に入手可能です。また、フロリダ州では2010年末までにすべての標準自動車燃料に使用することが義務付けられました。[12]ガソリン添加剤としてのMTBEの段階的廃止と、主に2005年のエネルギー政策法と2007年のエネルギー独立安全保障法で確立された義務により、エタノールブレンドは米国全土で増加し、2009年までに米国のガソリン供給におけるエタノール市場シェアは体積比でほぼ8％に達しました。[13] [14]
- モザンビークではエタノールの強制混合が承認されたが、混合率は明記されていない。[15]
- 南アフリカは2007年にバイオ燃料戦略を承認し、2013年までにエタノール8%の混合を義務付けた。[15]
- 2007年のウルグアイの法律では、2015年1月からガソリンに最低5%のエタノールを混合することが義務付けられている。 [16]独占的な国営燃料生産者であるANCAPは、2009年12月からプレミアムガソリンに10%のバイオエタノールを混合し始めており、2010年1月初旬までに全国で販売される予定である。[17]
- ドミニカ共和国は2015年までにエタノールを15%混合することを義務付けている。[4]
- チリはE5の導入を検討しており、パナマ、ボリビア、ベネズエラはE10の導入を検討している。[18]
- インドは予定より5ヶ月早い2022年6月にエタノール混合率10%の目標を達成した。[19]
- 2018年1月から、ベトナムのすべての92オクタン燃料には5％のエタノール（E5）の含有が義務付けられています。95オクタン燃料にはエタノールの混合は必要ありません。[20]
- アルゼンチンは2021年6月からE12の最低基準（法律27640）を承認し、2022年10月以降はE15の最高基準の免除を承認した。[21] [22]
フィンランドのVTT技術研究センターが2011年に実施した調査では、フィンランドで販売されている市販のガソリングレード95E10と98E5の通常の運転条件での燃料消費量に、95E10の方が燃料消費量が大幅に多いという一般認識にもかかわらず、実質的に差がないことが判明しました。VTTは管理された実験室条件下で比較テストを実施し、測定結果によると、100キロメートル(62マイル)の距離を走行したテスト車両は、95E10では平均10.30リットル(2.27英ガロン、2.72米ガロン)を使用したのに対し、98E5では10.23リットル(2.25英ガロン、2.70米ガロン)でした。その差は平均で98E5が0.07多く、つまりエタノール含有量が多い95E10ガソリンを使用すると、消費量が0.7%増加することになります。測定値を正規化すると、その差は1.0%となり、これは燃料組成のおおよその値に基づく発熱量の推定値と非常によく一致しており、E5が1.1%有利という結果が出ています。[57]
スウェーデン
スウェーデンでは、2021年8月1日にエタノールの割合がE5から増加して以来、すべての95オクタンガソリンはE10（エタノール6〜10パーセント）です。1990年代前半から中期にかけて、一部の燃料チェーンもE10を販売していました。スウェーデンで購入されるすべての新しいガソリン車と多くの古いガソリン車はこれに対応しているはずです。 [61] 2011年1月から、燃料品質指令（指令2009/30/EC）が、EU加盟27か国の一員であるスウェーデンの法律に置き換えられて適用されたためです。[62]
E15
E15には15%のエタノールと85%のガソリンが含まれています。これは通常、米国で一部の自動車メーカーがE10で走行することを推奨している車両で使用可能なエタノールとガソリンの最高の比率です。[63] [64]これはエタノールの親水性と溶解力によるものです。
運輸部門での再生可能燃料の増加を義務付ける2007年エネルギー独立安全保障法により、米国エネルギー省は、エタノール燃料の消費量を増やす方法として、既存の車両群で中間エタノール混合物を使用する実現可能性の評価を開始しました。[65]国立再生可能エネルギー研究所（NREL）は、中間エタノール混合物が旧型車両やその他のエンジンに及ぼす潜在的な影響を評価するためのテストを実施しました。[65] [66] 2008年10月に発表された予備報告書で、NRELは、E10、E15、およびE20ガソリン混合物が排気管と蒸発ガス、触媒とエンジンの耐久性、車両の操縦性、エンジンの操作性、車両とエンジンの材料に及ぼす影響についての最初の評価結果を示しました。[65] [66]この予備報告書によると、使用したエタノール混合物の結果として、どの車両も故障表示灯を表示せず、燃料フィルターの詰まりの症状は観察されませんでした。 24℃（75℉）および10℃（50℉）の実験室環境では、冷間始動の問題は観察されなかった。また、予想通り、新型車両に搭載されているコンピュータ技術は、より高いオクタン価に適応し、排出量の低減と馬力の向上、場合によっては燃費の向上を実現している。[65]
他の情報源は燃費について反対の主張をしている。コンシューマー・レポートによると、「エタノールはレギュラーガソリンほどエネルギー密度が高くないので、E15ガソリンでは燃費が悪くなるだろう」とのことだ。[67]
2009年3月、エタノール業界のロビー団体であるグロース・エナジーは、ガソリン中のエタノール含有量を10%から15%に増やすことを許可するよう米国環境保護庁（EPA）に正式に要請した。このような研究を行っている組織には、エネルギー省、ミネソタ州、再生可能燃料協会、ロチェスター工科大学、ミネソタ自動車研究センター、スウェーデンのストックホルム大学などがある。[68]
2010年10月、EPAは、2007年モデル以降の乗用車と小型ピックアップトラック（米国の道路を走る車両の約15％を占める）にのみ、ガソリンにエタノールを最大15％混合した燃料の販売を許可する免除を認可した。[69] [70] [71] 2011年1月、この免除は拡大され、2001年から2006年モデルの乗用車にもE15の使用が認可された。EPAはまた、現在の試験データがそのような免除を支持していないため、オートバイ、大型車両、またはオフロードエンジンでのE15の使用に対する免除は認可しないと決定した。再生可能燃料協会によると、E15免除は現在、米国の道路を走る車の62％をカバーしており、エタノールグループは、2001年以降のすべての乗用車とピックアップトラックがE15を使用すると、エタノール使用の理論的なブレンド壁は年間約175億ガロン（662億リットル）になると推定しています。EPAは、古い車が15％のエタノールブレンドに耐えられるかどうかまだ研究中です。[72] [73]
EPAの免除により、9月15日から5月31日までは黒いホースから、フレックス燃料車には6月1日から9月14日まで黄色いホースからE15を販売することが許可される。小売業者は、高濃度ブレンドの商業化に対する実質的な障壁となっているコストのかかる規制要件のために、インフラの構築を避けてきた。ほとんどのガソリンスタンドには、新しいブレンドを提供するのに十分なポンプがなく、既存のポンプでE15を供給できる認定を受けているものはほとんどなく、E15を保管するための専用タンクはすぐには用意できない。また、E15を合法的に販売するには、州および連邦の規制の一部を変更しなければならない。[69] [70]ガソリン小売業者のほとんどを代表する全米コンビニエンスストア協会は、「自動車業界がこの燃料を受け入れておらず、燃料タイプに対する保証や推奨を調整していないため」、実際のE15需要の可能性は小さいと考えている。インフラの障壁に対する解決策の1つは、消費者がダイヤルを回してエタノールのレベルを選択できるブレンダーポンプを導入することであり、これにより、フレキシブル燃料車の所有者はE85燃料を購入できるようになる。[73]
2011年6月、EPAは連邦取引委員会と協力して、米国のすべてのE15燃料ディスペンサーに表示することが義務付けられているE15警告ラベルに関する最終決定を下しました。これは、E15ブレンドを使用できる車両と使用できない車両および機器を消費者に知らせるためのものです。自動車工業会と全米石油化学精製協会はどちらも、この警告ラベルだけに頼るだけでは、消費者を誤給油から保護するのに十分ではないと不満を述べています。[74] [75] 2012年7月、カンザス州ローレンスの給油所が米国で初めてE15ブレンドを販売しました。燃料は、顧客がE10、E15、E30、またはE85から選択できるブレンダーポンプを通じて販売され、後者のブレンドはフレキシブル燃料車両にのみ販売されています。[76] 2013年6月現在[アップデート]、米国全土の18万か所の給油所のうち、約24か所の給油所がE15を販売しています。 [77]
2010年12月、全米自動車工業会、アメリカ石油協会、国際自動車工業会、全米船舶工業会、屋外動力機器協会、食料品製造業者協会を含む複数の団体が、米国コロンビア特別区巡回控訴裁判所にEPAを相手取り訴訟を起こした。原告らは、EPAには一部の車に適用し他の車には適用しない「部分的免除」を発行する権限はないと主張した。他の主張の中でも、団体は、エタノールの混合率が高いことは車だけでなく、E15混合燃料用に設計されていない燃料ポンプや地下タンクにも問題になると主張した。また、エタノール価格の上昇が近年のトウモロコシ価格の高騰の一因になっているとも主張された。[78] [79] 2012年8月、連邦控訴裁判所はEPAに対する訴訟を棄却した。この訴訟は技術的な理由で棄却された。裁判所は、業界団体にはE15の免除を発行したEPAの決定に異議を申し立てる法的根拠がないとの判決を下した。[79] [80] 2013年6月、米国最高裁判所は、 E15に関するEPAの判決に反対する業界団体からの上訴を却下し、2012年の連邦控訴裁判所の判決を維持した。[77]
2012年11月現在[アップデート]、カリフォルニア州ではE15の販売は認可されておらず、カリフォルニア大気資源局（CARB）によると、この混合物はまだ承認を待っている状態であり、同局は公式声明で「カリフォルニアの市場に新しい輸送燃料を導入するために必要な車両テストと規則の策定を完了するには数年かかるだろう」と述べた。[81]
アメリカ自動車協会（AAA）が2012年に実施した調査によると、2012年に米国の道路を走る2億4000万台以上の小型車のうち、メーカーが承認したE15ガソリンに完全に準拠しているのは約1200万台に過ぎない。協会によると、BMW、クライスラー、日産、トヨタ、フォルクスワーゲンは、E15関連の損傷は保証でカバーされないと警告した。[82]論争にもかかわらず、EPA規制に適応するために、ゼネラルモーターズが製造する2012年と2013年モデルの車両は、車両のオーナーズマニュアルに記載されているように、最大15％のエタノールを含む燃料を使用できる。ただし、自動車メーカーは、2011年モデル以前の車両については、「GMの顧客は、車両の適切な燃料指定についてオーナーズマニュアルを参照することを強くお勧めします」と警告した。フォード・モーター社も、ハイブリッド車やエコブーストエンジン搭載車を含む2013年モデルの全ての車両をE15対応で製造している。[83]また、 2001年以降に製造されたポルシェは、メーカーによりE15の使用が承認されている。[82]フォルクスワーゲンは、2014年モデルでは全ラインナップがE15対応になると発表している。[84]フィアット・クライスラー・オートモービルズは、2016年モデルのクライスラー/フィアット、ジープ、ダッジ、ラムの全車両がE15対応になると2015年8月に発表した。[85]
2013年11月、環境保護庁は、2007年エネルギー独立安全保障法で義務付けられている米国のガソリン供給に必要なエタノールの量を削減する提案を一般から意見募集した。同庁は、エタノールの混合を10%以上に増やすことの問題点を挙げた。「ブレンドウォール」として知られるこの制限は、ほぼすべてのガソリンをE10として販売することで達成される量を超えて輸送燃料供給にエタノールを組み込むことの実際的な困難さを指している。[86] [87]
hE15
オランダの公共ガソリンスタンドでは、2008年から含水エタノール15%とガソリン85%の混合燃料hE15が導入されている。世界的にエタノール燃料の規格では、ガソリン混合には無水エタノール（水分1%未満）の使用が伝統的に定められている。このため、蒸留で生成された含水エタノール（水分3.5～4.9 vol%）を脱水して現在の無水エタノール規格を満たすための余分な処理工程が必要となり、コスト、エネルギー消費、環境への影響が増大する。特許取得済みの発見により、含水エタノールはほとんどのエタノール/ガソリン混合用途で効果的に使用できることが明らかになった。[88] [89]
ブラジルの石油庁（ANP）の規格によれば、含水エタノールには最大4.9 vol.%の水が含まれています。hE15では、混合物全体の水は最大0.74 vol.%になります。日本とドイツの科学的証拠により、水はエタノールによる腐食を抑制することが明らかになりました。[90]
実験では、燃料エタノール中の水分が乾燥腐食を抑制することが示されています。JARI による E50 実験では水分が 10,000 ppm で、TU Darmstadt による E20 実験では水分が 3,500 ppm で、アルコラート/アルコキシド腐食は停止しました。燃料エタノールでは、JARI の場合は 20,000 ppm または 2 体積%、TU Darmstadt の場合は 5 x 3500 = 17,500 ppm または 1.75 体積% に相当します。この観察結果は、含水エタノールは無水エタノールよりも腐食性が低いことで知られているという事実と一致しています。反応メカニズムは、低中濃度ブレンドでも同じです。燃料に十分な水分が存在する場合、アルミニウムは水と反応して酸化アルミニウムを生成し、保護酸化アルミニウム層を修復するため、腐食が停止します。アルミニウムのアルコラート/アルコキシドは密な酸化層を形成せず、そのため腐食が継続します。言い換えれば、酸化層の穴を修復するには水が不可欠です。日本とドイツの結果に基づいて、現在、E10+ レベルのガソリンに混合するための含水エタノール仕様の改訂では、最低 2 vol.% または 2.52% m/m の水が提案されています。水噴射は、エンジン性能 (熱力学的効率) にさらなるプラス効果をもたらし、全体的な CO 2排出量を削減します。[引用が必要]
全体として、ガソリン混合用の無水エタノールから含水エタノールへの移行は、エタノールのコスト競争力、燃料サイクルの正味エネルギー収支、大気質、温室効果ガス排出量に大きく貢献すると期待されています。[91]
10% (V/V) を超える混合レベルは、技術的 (安全) な観点から、また、税金と顧客への明確化の理由から、ヨーロッパでこの製品を通常の無鉛ガソリンと区別するために選択されています。小規模なテストでは、この含水エタノール混合で、最新のエンジンを搭載した多くの車両がスムーズに走行できることが示されています。無水エタノール混合を 5% または 10% レベルで混合タンクに入れた場合、相分離は発生しません。物流システムやエンジンで、特に極低温での E0 との混合を避けることは推奨されていないため、制御された使用に関する別の仕様がオランダ技術協定 NTA 8115 で提示されています。NTA 8115 は、取引と燃料混合における世界的なアプリケーション向けに作成されています。[92]
E20、E25
E20には20%のエタノールと80%のガソリンが含まれており、E25には25%のエタノールが含まれています。これらの混合物は、1970年代後半からブラジルで広く使用されています。[96] 1973年の石油危機への対応として、ブラジル政府はエタノール燃料とガソリンの混合を義務付け、1976年から1992年まで10%から22%の間で変動しました。 [96]この最低限のガソリン混合の義務化により、純粋なガソリン（E0）はブラジルで販売されなくなりました。1993年10月に連邦法が可決され、全国で22%の無水エタノール（E22）の混合を義務付けました。この法律はまた、事前に設定された境界内で異なるエタノールの割合を設定することを行政に許可し、2003年以降、これらの制限は体積で最大25%（E25）、最小20%（E20）に固定されました。[30] [96]それ以来、政府はサトウキビの収穫量とサトウキビからのエタノール生産量に応じてエタノールの混合率を設定するようになり、同じ年の中でも混合率が変化するようになった。[96]
2007年7月1日以降、行政命令により義務的混合率は無水エタノール25%（E25）に設定され、 [93]これは2011年現在、ブラジル全土で販売されているガソリンの標準混合率となっている。[98]しかし、供給不足とそれに伴うエタノール燃料価格の高騰の結果、2010年に政府は2010年2月1日から90日間、混合率をE25からE20に一時的に削減することを義務付けた。 [94] [99] 2010年から2011年の収穫期の間に再び供給不足が発生したため価格が急騰したため、一部のエタノールを米国から輸入する必要があり、2011年4月、政府は最低義務的混合率を18%に引き下げ、義務的混合率の範囲をE18からE25に残した。[95] [97]
ブラジルの自動車メーカーはすべて、この範囲の混合気でスムーズに作動するようにガソリンエンジンを改造しており、そのためすべてのガソリン車は、現地の法律で「一般的なガソリンタイプC」と定義されているE20からE25の混合気で作動するように作られています。[100] [101]一部の車両はエタノールの濃度が低くても正常に作動する場合がありますが、いくつかの例外を除いて、純粋なガソリンではスムーズに作動せず、近隣の南米諸国を走行する車両で実証されているように、エンジンノッキングを引き起こします。 [102]最大100% の含水エタノール（E100または水和エタノール）比率までのE20-E25のあらゆるタイプのガソリンで作動できるフレックス燃料車[ 103]は、 2003年半ばに初めて利用可能になりました。 2008年7月、ブラジルで販売された新車の86%がフレックス燃料車であり、純粋なガソリン（E0）で動作するように最適化されたフレックス燃料エンジンを搭載したモデルを製造している自動車メーカーは、ルノーのクリオ、[102] [104] 、シンボル、ローガン、サンデロ、メガーヌ、およびフィアットのシエナテトラフューエルの2社のみでした。[105] [106]
タイは2008年にE20を導入したが[107] 、 2008年半ばまでにエタノールの供給が不足したため、国内のE20燃料ステーションネットワークの拡大が遅れた。[108] 2010年半ばまでに161の燃料ステーションがE20を販売し、販売数は2009年4月以来80％増加した。[109] E20の需要が急増したのは、2009年以降に発売されたほとんどの車種がE20対応だったためであり、より多くの国内自動車メーカーがE20対応の燃費の良い小型車を生産し始めれば、E20の販売はより速く伸びると予想される。タイ政府は、エタノールがガソリンより1リットルあたり4バーツ（約12米セント）高いため、補助金を通じてエタノールの使用を促進している。[109]
2005年にミネソタ州で承認された州法では、2013年以降、このアメリカの州で販売されるガソリンの20%をエタノールで構成することが義務付けられました。E10用に設計された現在の車両と燃料供給装置によるE20の性能を判定するためのテストが成功裏に実施されました。 [110]しかし、この義務化はその後2015年に延期され、連邦EPAがガソリンの代替品としてのE20の使用をまだ承認していないため 、発効していません。
BPが委託し、2013年9月に発表された 調査では、英国における先進バイオ燃料、特にE20セルロースエタノールの使用は、2030年までの期間において、プラグイン電気自動車（PEV）を使用するよりも排出量を削減するより費用対効果の高い方法であると結論付けられました。この調査では、バイオ燃料の高混合の使用は、ハイブリッド電気自動車（HEV）とプラグインハイブリッド（PHEV）を補完することも判明しました。バッテリー電気自動車（BEV）は、脱炭素化された電力網で大幅なCO2削減を実現できますが、2030年までに内燃機関車やハイブリッド車が最も普及すると予想されるため、2030年までには内燃機関車やハイブリッド車よりも大幅にコストが高くなることが予想されます。調査によると、2030年にはHEVのE20ブレンドは、E5で走行するHEVと比較して10％の排出量削減を達成でき、年間燃料費プレミアムは13ポンドで、全電気自動車の年間コスト195ポンドと比較して低くなります。[111] [112]
E70、E75
E70には70%のエタノールと30%のガソリンが含まれており、E75には75%のエタノールが含まれています。これらの冬用ブレンドは、寒い季節に米国とスウェーデンでE85フレキシブル燃料車に使用されていますが、ガソリンスタンドでは依然としてE85と表示されています。[114]低温時の始動の問題を回避するために、季節的にエタノール含有量をE85冬用ブレンドに減らすことが義務付けられています。[114] [115]
米国では、この季節的なエタノール含有量のE70への削減は、冬季に気温が32°F（0°C）を下回る寒冷地域にのみ適用されます。[116] [117]たとえばワイオミング州では、E70は10月から5月までE85として販売されています。 [114] [118]スウェーデンでは、すべてのE85フレキシブル燃料車はE75冬季ブレンドを使用しています。[115]このブレンドは2006-07年の冬から導入され、E75は11月から3月まで使用されています。[119]
気温が−15 ℃（5 ℉）以下の場合、すべてのE85フレックス車には、始動不良を回避するためにエンジンブロックヒーターが必要です。[119]この装置の使用は、気温が−23 ℃（−9 ℉ ）を下回るガソリン車にも推奨されます 。[120]極寒が予想される場合のもう1つの選択肢は、タンクに純粋なガソリンを追加して、エタノール含有量をE70冬季ブレンド以下に減らすか、極端に低い気温の期間中はE85を使用しないことです。[119] [120]
E85
E85 は、85% のエタノールと約 15% のガソリンの混合物で、米国やいくつかのヨーロッパ諸国、特にスウェーデンでは、この混合物がフレキシブル燃料車の標準燃料であるため、一般的に最もエタノール含有量の高い燃料混合物です。この混合物のオクタン価は108 ですが、エタノール分子には酸素原子も含まれています。一方、ガソリンには酸素原子がないため、実質的に内燃機関が自発的に単位体積あたりに吸入する空気が少なくなり、ポンピング損失が減り、発熱化学反応がさらに増加します。エタノール燃料は、広くは知られていませんが、亜酸化窒素(N 2 O) やニトロメタン(CH 3 NO 2 )と同様に、「化学的過給」の一種であると考えられています。
エタノール含有量の85%制限は、低温時のエタノール排出量を削減し、気温が11℃（52℉）未満の寒冷地での始動不良を回避するために設定された。[116]気温が0℃（32℉）を下回る地域では、冬季にエタノール含有量をさらに減らした燃料が使用され[117]、この混合燃料は依然としてE85ラベルで販売されているため、冬季E85と呼ばれている。米国の一部地域ではE70の冬季混合燃料が義務付けられており[114]、[118]、スウェーデンではE75が義務付けられている。[115] [119]米国の一部地域では、現在、冬季にE51（エタノール51%、ガソリン49%）をE85として販売することが許可されている。
2010年10月現在、ヨーロッパには約3,000台のE85燃料ポンプがあり、スウェーデンの1,699台のガソリンスタンドがその先頭に立っています。[121] [122]米国では、2014年8月までに2,154の都市に3,354台の公共E85燃料ポンプがあり、そのほとんどは中西部に集中しています。[123]
タイは2008年末までにE85燃料を導入したが、2010年半ばまでにE85燃料ステーションは4か所しか残っておらず、2012年までに15か所に拡大する計画となっている。[109]
E85フレックス車の販売やE85での給油を妨げている主な制約は、E85を一般に販売するためのインフラが限られていることです。2014年までに、E85を提供しているガソリンスタンドはわずか2％で、[124] 2011年の約1％から増加しています。[125] 2015年11月現在[アップデート]、米国全体でE85を一般に販売しているガソリンスタンドは3,218軒しかありませんでしたが、[126]約156,000軒の自動車燃料小売店はE85ブレンドを提供していません。[124] E85の数は、2007年の1,229軒から2011年には2,442軒に増加しましたが、2011年から2013年の合計が2,625軒になったことから、わずか7％の増加にとどまりました。[124] E85ステーションはコーンベルト州に集中しており、2015年11月現在、ミネソタ[アップデート]州が274のステーションでトップを占め、ミシガン州231、イリノイ州225、アイオワ州204、インディアナ州188、テキサス州181、ウィスコンシン州152、オハイオ州126と続いている。E85を一般に販売していないのは、アラスカ州、デラウェア州、ハワイ州、モンタナ州、メイン州、ニューハンプシャー州、ロードアイランド州 、バーモント州の8州のみである。[127] E85の普及を急速に進める上での主な制約は、ガソリンスタンドに専用の貯蔵タンクが必要なことであり、[120]専用のエタノールタンク1つあたりの推定コストは6万ドルである。[128]米国エネルギー省が実施した調査では、アメリカのすべてのガソリンスタンドをE85燃料に対応させるには34億ドルから101億ドルの費用がかかると結論づけられた。
ED95
ED95は、95%のエタノールと5%の点火促進剤の混合物を指します。これは、点火プラグが使用されるガソリンエンジンの動作とは対照的に、高圧縮を使用して燃料を点火する改造ディーゼルエンジンで使用されます。[ 129 ]この燃料は、スウェーデンのエタノール製造業者SEKABによって開発されました。[129]純粋なエタノールの発火温度が高いため、ディーゼルエンジンを正常に動作させるには、点火促進剤の添加が必要です。エタノールで稼働するディーゼルエンジンは、圧縮比が高く、燃料システムが適合しています。
この燃料は1985年以来、多くのスウェーデンのスカニアバスで使用され、約700台のエタノールバスが生産され、そのうち600台以上がスウェーデンの都市に納入され、最近ではイギリス、スペイン、イタリア、ベルギー、ノルウェーでも商用サービス用のエタノールバスが納入されている。[130] 2010年6月現在、ストックホルムは世界最大のエタノールED95バス車両群を保有している。[130] [131]
2010年現在、スウェーデンのED95エンジンは第3世代であり、排気ガスの後処理を一切行わずに、すでにユーロ5排出基準を満たしている。エタノール駆動エンジンは、ストックホルム市で環境強化車両（EEV）としても認定されている。EEV規則は、ヨーロッパで発効する日付はまだ決まっておらず、ユーロ5基準よりも厳しい。[132]
ノッティンガムはイングランドで初めてエタノール燃料車による定期バスサービスを運行する都市となった。2008年3月にはED95型1階建てバス3台が市内で定期運行を開始した。その後すぐにレディングでもED95型2階建てバスが導入された。[133]
持続可能な輸送のためのバイオエタノールプロジェクトの支援の下、2006年から2009年の間に、138台以上のバイオエタノールED95バスが4つの都市（ヨーロッパ3都市、ブラジル1都市）で実証実験された。[2] [134] [135]合計127台のED95バスがストックホルムで運行され、5台がマドリードで、3台がラ・スペツィアで、1台がブラジルで運行された。[2]ブラジルでは、ディーゼルエンジンを改造した最初のスカニアED95バスが2007年12月にサンパウロ市 で試験的に導入され、2009年11月からは2台のED95バスが定期運行されている。[135] [136] [137] [138]ブラジルの試験プロジェクトは 3 年間実施され、サンパウロ大学のバイオマス国立基準センター (CENBIO-ポルトガル語: Centro Nacional de Referência em Biomassa )によってパフォーマンスと排出量が監視されました。[139]
2010年11月、サンパウロ市政府は、UNICA、Cosan、Scania 、および地元のバス運行会社であるViação Metropolitanaと、2011年5月までにエタノール燃料のED95バス50台を導入する契約を締結した。Scaniaは、サンパウロ州サンベルナルド・ド・カンポにある工場で、ストックホルムですでに運行されているED95バスと同じ技術と燃料を使用して、バスのエンジンとシャーシを製造している。バスの車体はブラジルのCAIO製である。[140] [141]最初のエタノール燃料バスは2011年5月に納入され、50台のバスは2011年6月にサンパウロ南部で定期運行を開始する。[139] ED95バス50台の製造費は2000万レアル（1230万米ドル）で、ED95燃料のコストが高く、ディーゼルに比べてエタノールのエネルギー含有量が低いため、協力協定に参加している企業の一つであるライセン（ロイヤル・ダッチ・シェルとコサンの合弁会社）は、通常のディーゼルの市場価格の70％で自治体に燃料を供給している。[139] [142]
E100
E100は純粋なエタノール燃料です。自動車燃料としての純粋な含水エタノールは、1970年代後半からブラジルで純粋エタノール車[96] [143]、最近ではフレキシブル燃料車[144]に広く使用されています。[145]ブラジルで使用されているエタノール燃料は、 95.63%のエタノールと4.37%の水（重量比）の共沸混合物に近い状態で蒸留されており、これは体積比で約3.5%の水です。[146]共沸混合物は、単純な分留 によって達成できるエタノールの最高濃度です。ブラジル石油庁（ANP）の規格によると、最大水分濃度は4.9 vol.%（約6.1重量%）である[147]。Eの命名法はブラジルでは採用されていないが、水和エタノールはE100と分類されることがある。これは、水分は添加物ではなく蒸留プロセスの残留物であるため、ガソリンを含まないことを意味する。ただし、純粋な含水エタノールは、一部の著者によってE95とも呼ばれている。[148] [149]
純粋エタノールで走行できる最初の商用車は、1908年から1927年まで製造されたフォード モデルTでした。調整可能なジェット付きのキャブレターが装備されており、ガソリン、エタノール、またはその両方の組み合わせを使用できました。[120] [150] [151] [152]当時、他の自動車メーカーもエタノール燃料用のエンジンを提供していました。[120]その後、1973年と1979年のエネルギー危機への対応として、純粋な含水エタノール（E100）で走行できる最初の近代的な車両であるフィアット147がブラジル市場で発売されました。[ 153]フィアット、フォルクスワーゲン、ゼネラルモーターズ、フォードのブラジル子会社によって開発されたいくつかのプロトタイプでテストされました。[143] 2012年9月現在[アップデート]、ブラジルでは110万台の純エタノール車がまだ使用されていました。[154] 2003年以降、ブラジルの新しいフレックス燃料車は、純粋な含水エタノール（E100）またはE20からE27.5ガソリンの任意の組み合わせ（無水エタノールとの混合物）を混合して走行することができるようになりました。 [144] [145 ]これは、国の義務的ブレンドです。 [30] [93] 2012年9月現在[アップデート]、ブラジルの道路では1,710万台のフレックス燃料車が走っています。[154]
E100は、エタノールの蒸発圧が低いため（ガソリンに比べて）、気温が15℃（59℉）以下のときにエンジンを始動させると問題が発生するため、通常の車両操作に制限を課します。[155]このため、純エタノール車とE100フレックス燃料車の両方で、エンジンルーム内に小さなガソリンリザーバーが追加され、最初にガソリンを噴射することで冷間時のエンジン始動を補助しています。エンジンが始動すると、エンジンはエタノールに戻ります。[155]改良されたフレックス燃料エンジン世代が開発され、始動時にエタノール燃料を温めることで二次ガソリンタンクの必要性をなくし、[156] [157]ブラジル国内で予想される最低気温である−5 ℃（23 ℉）[158]でもエンジンを始動できるようになりました。 [159] 2009年3月に発売されたポロEフレックスは、コールドスタート用の補助タンクを持たない初のフレックス燃料モデルでした。フレックススタートと呼ばれる暖房システムは、ロバート・ボッシュGmbHによって開発されました。[160] [161]
スウェーデンの自動車メーカーは、新型サーブ エアロXバイオパワー100コンセプトE100向けにエタノールのみで作動するエンジンを開発した。このエンジンはV6エンジンで、燃料は完全にE100バイオエタノールである。[162] [163]また、ケーニグセグCCXRの限定版は、CCXをE85またはE100、および標準の98オクタンのガソリンを使用するように改造したバージョンであり、現在、最速かつ最も強力なフレックス燃料車で、ツインスーパーチャージャー付き V8エンジンは、バイオ燃料で走行すると1018馬力を発揮し、91オクタンの無鉛ガソリンでは806馬力である。[164] [165]
高性能レースカーにおけるE100の燃費効率（メタノールと比較して）の高さにより、 2007年と2008年のインディアナポリス500レースは100％燃料グレードのエタノールで開催されました。[166]
使用制限
エンジンの改造
従来のガソリン車でのエタノール混合燃料の使用は、低濃度に限られている。エタノールガソリンは腐食性があり、エンジンや燃料システムの一部の材料を劣化させる可能性があるからである。また、エタノールの酸素含有量が高いことを利用するには、純粋なガソリンエンジンに比べてエンジンの圧縮比を高く調整する必要があり、それによって燃費が向上し、排気ガスの排出量が削減される。[113]次の表は、ガソリンエンジンがスムーズに作動し、材料を劣化させることなく作動するために必要な改造を示している。この情報は、1970年代後半にブラジルでエタノールプログラムが始まった際にブラジルの自動車業界が行った改造に基づいており、フォルクスワーゲン・ド・ブラジルの経験を反映している。[167]
ガソリン専用エンジンでエタノール混合燃料を使用した場合のデメリットとしては、燃費の低下、金属腐食、プラスチックやゴムの燃料システム部品の劣化、燃料システム、燃料インジェクター、キャブレターの詰まり、複合燃料タンクの層間剥離、エンジン部品へのワニスの蓄積、エンジン内部部品の損傷または破壊、吸水、燃料相分離、燃料貯蔵寿命の短縮などが挙げられます。[169] [170] [171] 多くの大手自動車、船舶、オートバイ、芝刈り機、発電機、その他の内燃機関メーカーは、自社のエンジンでのあらゆる種類のエタノール混合ガソリンの使用について警告と注意事項を発行しており、[172]連邦航空局と大手航空エンジンメーカーは、燃料システムとエンジンの損傷による安全上の問題から、軽飛行機でのエタノール混合自動車ガソリンの使用を禁止しています。[169] [170] [171] [173]
その他のデメリット
参照
- ブタノール燃料
- エタノール燃料
- エタノール燃料エネルギーバランス
- ブラジルのエタノール燃料
- スウェーデンのバイオ燃料
- 米国のエタノール燃料
- 食料対燃料
- バイオ燃料による間接的な土地利用変化の影響
- 自動車メーカー別フレックス燃料車一覧
- ガソリン添加剤一覧
注記
- ^ 米国では10州でのみ義務付けられているが、エタノール混合物は他の州ではオプションとして、またはラベルなしで追加で利用可能であり、米国のガソリン供給の3分の2にE混合物が含まれている。[23] [24]
- ^ 実際の混合率はエタノールの供給状況によります。2021年の混合率は120%で、2022年には12%に達すると予想されています[25]
- ^ 2011年後半にグアダラハラで開始。2012年にモンテレーとメキシコシティで実施予定。 [26]
- ^ 2010年12月15日より開始。[33]
- ^ オレゴン州は2010年1月からプレミアム無鉛ガソリン（オクタン価91以上）を道路使用における10%エタノール規制から免除した。[37]
- ^ 実際の混合率は7.8%エタノール（E8）で、特定の地域でのみ義務付けられています。E8の販売は2010年4月にペルー北部の9つの地域で、2011年7月にリマ・カヤオ首都圏で開始されました。[40]
- ^ E5は2013年に廃止される予定である
- ^ コロンビアでは、強制混合は人口50万人以上の都市でのみ施行された。[43]
- ^ 2009年に予定されていた義務的ブレンドは延期された。E7の販売は、 グアナカステ州の当初の試験地域とプンタレナス州の6つの自治体で継続されている。[49]全国的な販売は2012年6月に開始されるように再スケジュールされた。[50]
- ^ 2008 年 11 月 1 日より一部の都市で利用可能となり、2009 年 5 月には義務化される予定です。
- ^ 実際の混合比はエタノールの入手状況によります
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外部リンク
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