Можно ли использовать биотопливо этанол в качестве основного источника тепла?

При сравнении этанола e-85 с мазутом, пропаном и природным газом необходимо учитывать, что, хотя энергия в мегаджоулях у последних трёх видов топлива выше, мазут, пропан и природный газ выделяют угарный газ и другие вредные вещества, которые необходимо выводить на улицу.

Огромное количество тепла (энергии) теряется, когда эти виды топлива необходимо изолировать с помощью теплообменников и дополнительных вытяжных вентиляторов для отвода выхлопных газов и воздуха мимо теплообменников, а также систем водоснабжения. При использовании этанола можно напрямую вырабатывать тепловую энергию с минимальным количеством угарного газа при условии лишь небольшого притока воздуха (чтобы избежать удушья). Да, в e85 содержится 15 % бензина, но этого количества вполне достаточно для использования в помещениях. Для работы таких устройств требуются датчики, чтобы избежать недостатка CO и кислорода, а также небольшое количество других побочных продуктов, связанных с этанолом, но при использовании систем горелок с электронным управлением количество этих продуктов можно безопасно свести к минимуму.

Я лично экспериментировал с отоплением e-85 в квартире с двумя спальнями, одной ванной и одной кухней. Мне удавалось поддерживать достаточно комфортную температуру, а иногда даже слишком высокую, и при этом тратить около 10 долларов в месяц!! Это было в разгар зимы в Висконсине, США, когда в 2013 и начале 2014 года температура на улице опускалась до -22 °F.

Причина, по которой производителей таких обогревателей немного, заключается в том, что потребители могут случайно или намеренно залить в них бензин, что может привести к быстрой смерти от отравления угарным газом. Мой контроллер был механическим, а электроника, вероятно, значительно повысила бы эффективность. Если вы часто пользуетесь таким обогревателем, то, возможно, уровень содержания угарного газа в бензиновой составляющей большинства обогревателей e85 может быть небезопасным, хотя датчики, как механические, так и электронные, могут обеспечить безопасную работу. Небольшой вентилятор для кратковременного отвода воздуха улучшит работу устройства, отводя пары остывшего спирта, когда устройство выключено.

Я дважды в месяц наполнял бак для бензина объёмом в один галлон. Моя система представляла собой двойную горелку прямого действия с открытым воздухом и теплозащитой. Это был просто эксперимент, у меня возникали проблемы с запуском и контролем давления топлива, так как топливо по-разному горело в холодном и тёплом состоянии. В первоначальной установке и в моей будущей системе с электронным управлением будут использоваться автомобильные топливные форсунки, топливный насос, небольшой вентилятор и датчики температуры.

Когда я использовал эту систему, в моей квартире чувствовался слабый запах хмеля без ярко выраженного приторного привкуса. Один человек даже спросил меня, не варю ли я пиво!

Это отличная статья. Два семестра назад я взял академический отпуск, чтобы попытаться найти все необходимые ресурсы для реализации этого проекта. Но, как подсчитал Эдвин, а я согласен, что его расчёты довольно точны, учитывая колебания цен, сложно заработать на продаже этанола в качестве топлива для обогрева зданий.

После поездки в Сан-Паулу, Бразилия, и переговоров о ценах с производителями E85 выяснилось, что стоимость за галлон/литр слишком высока. Кроме того, США ввели пошлины на этанол из сахарного тростника, производимый в Бразилии, и на котельные системы, которые пришлось бы заменить в каждом здании.

Один из вариантов — найти другой источник биотоплива. Имейте в виду, что люди не хотят менять то, что у них уже есть, на что-то, что не сэкономит им денег или топлива, но при этом будет стоить в два раза дороже, даже если это лучше для окружающей среды. Давайте посмотрим правде в глаза: всё сводится к тому, как это отразится на наших кошельках.

Всё, что горит, выделяет тепло и продукты сгорания.

При нынешних ценах вы можете сэкономить доллар на галлон, используя этанол вместо мазута для бытовых нужд. Проблема в том, что вам на самом деле не стоит беспокоиться о цене за галлон, вам следует беспокоиться о цене за единицу выработанной энергии.

Теплотворная способность мазута составляет около 141 мегаджоуля на галлон.
Теплотворная способность 100%-ного этанола составляет около 70 мегаджоулей на галлон.

При цене 3,60 доллара за галлон печное топливо — это выгодная покупка по сравнению с 85%-ным этанолом, который стоит 2,72 доллара, потому что вам нужно будет купить два галлона, чтобы получить теоретическое количество тепла, содержащееся в одном галлоне печного топлива. Это даже выгоднее, чем 95%-ный этанол (денатурированный) по цене 29,31 доллара за галлон. Обратите внимание, что мы не будем рассматривать 100%-ный этанол, так как при открытии ёмкости из воздуха всасывается достаточно влаги, чтобы довести его концентрацию до 95%.

 $3.60 for ~141 MegaJoules of heating oil (1 gallon) 

 $6.40 for ~141 MegaJoules of 85% ethanol (2.35 gallons)

 $62.15 for ~141 MegaJoules of 95% ethanol (2.12 gallons)

Это топливо с низкой энергоёмкостью, поэтому вам понадобится его много. Дешёвые источники не очень чистые и отравлены (чтобы предотвратить продажу на алкогольном рынке). Это значит, что «чистое горение» не получится, если только вы не хотите использовать ещё более дорогие формы этанола.

Некоторые утверждают, что при сжигании этанола можно получить больше тепла, так как все продукты горения (включая тепло) можно улавливать в помещении. Это крайне нежелательно, если только вы не используете систему двойного сжигания, гарантирующую полное сгорание этанола. При частичном окислении этанола образуется ацетальдегид, который очень вреден для лёгких и имущества. Кроме того, большая часть этанола денатурирована, то есть в него намеренно добавляют яды, чтобы предотвратить его употребление (из-за налогов на алкоголь). Побочные продукты сжигания денатурированных добавок разнообразны и, как правило, нежелательны (если не сказать, что они ядовиты).

Побочные продукты неполного сгорания, такие как ацетальдегид, очень вредны для некоторых видов пластика, что увеличивает стоимость установки (или «скрывает» эти расходы в будущих счетах за ремонт).

В некоторых случаях это имеет смысл, но для отопления дома такой выбор не является оптимальным, если только другие факторы не увеличивают стоимость более традиционных решений.

Это интересная идея. Теоретически для отопления дома можно использовать любое горючее топливо. На практике для отопления дома чаще всего используют природный газ (метан), пропан, печное топливо и электричество. Также доступны дровяные печи и встроенные обогреватели, работающие на таком топливе, как керосин, но обычно они используются в качестве дополнительного источника тепла или там, где недоступны другие виды топлива.

После недолгих поисков в Google я выяснил, что домашние печи и котлы, работающие на этаноле, не производятся массово. Я могу предположить несколько причин этого:

1. Людям нужен дешёвый и легкодоступный источник топлива для обогрева домов. Пока не появятся службы доставки или трубопроводы для транспортировки топлива, пользоваться им будет неудобно.
2. Этанол неэффективен для масштабного использования в качестве топлива. Производство этанола включает в себя дистилляцию, для которой требуется тепло; возможно, эффективнее будет просто использовать это топливо для получения необходимого тепла, чем производить и затем потреблять этанол.

There may be other reasons as well. Overall, it looks like if you want to use ethanol for built-in whole-house heating, you will be undertaking an unusual experiment. If you have a low cost source of ethanol, perhaps you can achieve most of your heating needs using portable ethanol burners. However, if you want to be able to sell your flat, it would be wiser to invest in a more mainstream heating system for whole-house heat.