Mehrere gängige Ethanol-Kraftstoffgemische sind weltweit im Einsatz. Die Verwendung von reinem wasserhaltigem oder wasserfreiem Ethanol in Verbrennungsmotoren (ICEs) ist nur möglich, wenn die Motoren für diesen Zweck entworfen oder modifiziert werden und nur in Automobilen, leichten Lastkraftwagen und Motorrädern verwendet werden. Wasserfreies Ethanol kann mit Benzin (Benzin) zur Verwendung in Benzinmotoren gemischt werden, jedoch mit einem hohen Ethanolgehalt nur nach geringfügigen Motormodifikationen.

Ethanol-Kraftstoffmischungen haben „E“ -Angaben, die den Prozentsatz an Ethanol-Kraftstoff in der Mischung nach Volumen beschreiben, zum Beispiel E85 ist 85% wasserfreies Ethanol und 15% Benzin. Mischungen mit niedrigem Ethanolgehalt, von E5 bis E25, obwohl international die gebräuchlichste Verwendung dieses Begriffs ist, bezieht sich auf die E10-Mischung.

Mischungen von E10 oder weniger werden in mehr als 20 Ländern auf der ganzen Welt verwendet, angeführt von den USA, wo Ethanol im Jahr 2011 10% der US-Benzinkraftstoffversorgung darstellte. Mischungen von E20 bis E25 wurden in Brasilien seit Ende der 1970er Jahre verwendet . E85 wird häufig in den USA und Europa für Fahrzeuge mit flexiblem Kraftstoff verwendet. Wasserhaltiges Ethanol oder E100 wird in brasilianischen Ethanol-Fahrzeugen und Flex-Fuel Light Vehicles und wasserhaltigem E15 mit der Bezeichnung HE15 für moderne Benzinfahrzeuge in den Niederlanden verwendet.

E10 oder weniger
E10, ein Kraftstoffgemisch aus 10% wasserfreiem Ethanol und 90% Benzin, manchmal auch als Gasohol bezeichnet, kann in den Verbrennungsmotoren der meisten modernen Automobile und leichten Nutzfahrzeuge verwendet werden, ohne dass irgendwelche Modifikationen am Motor oder Kraftstoffsystem erforderlich sind. E10-Mischungen werden in der Regel als 2 bis 3 Oktanzahlen höher eingestuft als normales Benzin und sind für die Verwendung in allen neuen US-Automobilen zugelassen und in einigen Bereichen für Emissionen und andere Gründe vorgeschrieben. Die E10-Mischung und die Mischungen mit niedrigerem Ethanolgehalt wurden in mehreren Ländern verwendet, und ihre Verwendung wurde hauptsächlich durch die verschiedenen weltweiten Energieknappheiten verursacht, die seit der Ölkrise von 1973 stattgefunden haben.

Andere übliche Mischungen umfassen E5 und E7. Diese Konzentrationen sind im Allgemeinen sicher für neuere Motoren, die mit reinem Benzin betrieben werden sollten. Seit 2006 wurden in mindestens 36 Bundesstaaten / Provinzen und 17 Ländern auf nationaler Ebene Aufträge für die Beimischung von Bioethanol zu Kraftstoffen erteilt, wobei die meisten Mandate eine Mischung von 10 bis 15% Ethanol mit Benzin verlangen.

Ein Maß für alternative Kraftstoffe in den USA ist die „benzinäquivalente Gallone“ (GEG). Im Jahr 2002 verwendeten die Vereinigten Staaten als Kraftstoff, Ethanol 137.000 Terajoule (TJ), die Energie entspricht 1,13 Milliarden US-Gallonen (4,3 Milliarden Liter) Benzin. Dies war weniger als 1% des gesamten in diesem Jahr verwendeten Kraftstoffs.

E10 und andere Ethanolgemische werden als nützlich für die Verringerung der Abhängigkeit der USA von fremdem Öl angesehen und können die Kohlenmonoxid (CO) -Emissionen unter den richtigen Bedingungen um 20 bis 30% reduzieren. Obwohl E10 die Emissionen von CO und Treibhausgasen wie CO2 im Vergleich zu herkömmlichem Benzin um geschätzte 2% senkt, kann es abhängig von Faktoren wie dem Alter des Fahrzeugs und den Wetterbedingungen zu einer Zunahme der Verdunstungsemissionen und einiger Schadstoffe führen. Nach Angaben des philippinischen Energieministeriums ist die Verwendung von nicht mehr als 10% Ethanol-Benzin-Gemisch für Kraftstoffsysteme von Autos nicht schädlich. Im Allgemeinen wird Automobilbenzin, das Alkohol (Ethanol oder Methanol) enthält, nicht für den Einsatz in Flugzeugen empfohlen.

E15
E15 enthält 15% Ethanol und 85% Benzin. Dies ist im Allgemeinen das höchste Verhältnis von Ethanol zu Benzin, das in Fahrzeugen verwendet werden kann, die von einigen Automobilherstellern empfohlen werden, auf E10 in den USA zu fahren. Dies ist auf die Hydrophilie und Lösungsmittelkraft von Ethanol zurückzuführen.

Als Folge des Energy Independence and Security Act von 2007, der eine Erhöhung von erneuerbaren Kraftstoffen für den Transportsektor vorschreibt, begann das US-Energieministerium mit der Bewertung der Realisierbarkeit der Verwendung von Ethanol-Zwischenmischungen in der bestehenden Fahrzeugflotte höherer Verbrauch von Ethanolkraftstoff. Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) führte Tests durch, um die möglichen Auswirkungen von Ethanol-Zwischenmischungen auf Altfahrzeuge und andere Motoren zu bewerten. In einem vorläufigen Bericht, der im Oktober 2008 veröffentlicht wurde, präsentierte der NREL die Ergebnisse der ersten Bewertungen der Auswirkungen von E10-, E15- und E20-Benzinmischungen auf Auspuff- und Verdunstungsemissionen, Katalysator- und Motorhaltbarkeit, Fahrverhalten, Motorbetrieb sowie Fahrzeug und Motor Materialien. Dieser vorläufige Bericht ergab, dass keines der Fahrzeuge als Ergebnis der verwendeten Ethanolmischung eine Fehlfunktionsanzeige anzeigte; Es wurden keine Verstopfungssymptome des Kraftstofffilters beobachtet; bei 24 ° C (75 ° F) und 10 ° C (50 ° F) Laborbedingungen wurden keine Kaltstartprobleme beobachtet; und wie erwartet, passt sich Computertechnologie, die in neueren Modellfahrzeugen verfügbar ist, der höheren Oktanzahl an, was zu geringeren Emissionen mit größerer Leistung und in einigen Fällen zu einer größeren Kraftstoffwirtschaftlichkeit führt.

Im März 2009 bat die Lobbygruppe der Ethanolindustrie, Growth Energy, die US-Umweltschutzbehörde (EPA), den Ethanolgehalt in Benzin von 10% auf 15% zu erhöhen. Zu den Organisationen, die solche Studien durchführen, gehören das Energieministerium, der Bundesstaat Minnesota, der Verband für erneuerbare Brennstoffe, das Rochester Institute of Technology, das Minnesota Center for Automotive Research und die Universität Stockholm in Schweden.

Im Oktober 2010 gewährte die EPA eine Verzichtserklärung, wonach bis zu 15% des mit Benzin vermischten Ethanols nur für Autos und leichte Pickup-Fahrzeuge mit einem Modelljahr 2007 oder später verkauft werden dürfen, was etwa 15% der Fahrzeuge auf US-Straßen entspricht. Im Januar 2011 wurde der Verzicht erweitert, um die Nutzung von E15 für Personenwagen des Modelljahrs 2001 bis 2006 zu genehmigen. Die EPA hat auch entschieden, keine Verzichtserklärung für die Verwendung von E15 in Motorrädern, schweren Nutzfahrzeugen oder nicht für den Straßenverkehr bestimmten Motoren zu erteilen, da die aktuellen Testdaten einen solchen Verzicht nicht unterstützen. Laut der Renewable Fuels Association decken die E15-Freistellungen nun 62% der Fahrzeuge auf der Straße in den USA ab, und die Ethanolgruppe schätzt, wenn alle 2001 und neueren Autos und Pickups E15 verwenden würden, wäre die theoretische Mischwand für den Ethanoleinsatz ungefähr 17.5 Milliarde Gallonen (66.2 Milliarde Liter) pro Jahr. Die EPA untersuchte noch, ob ältere Autos einer 15% igen Ethanolmischung widerstehen können.

Die EPA-Verzichtserklärung autorisiert den Verkauf von E15 nur vom 15. September bis zum 31. Mai aus einem schwarzen Schlauch und einem gelben Schlauch, um Treibstofffahrzeuge nur vom 1. Juni bis 14. September zu verbiegen. Einzelhändler haben die Gebäudeinfrastruktur wegen der kostspieligen regulatorischen Anforderungen gemieden, die ein praktische Barriere für die Kommerzialisierung der höheren Mischung. Die meisten Tankstellen haben nicht genug Pumpen, um die neue Mischung anbieten zu können. Nur wenige bestehende Pumpen sind für die Ausgabe von E15 zertifiziert, und es sind keine speziellen Tanks für die Lagerung von E15 verfügbar. Außerdem müssten einige staatliche und bundesstaatliche Vorschriften geändert werden, bevor E15 legal verkauft werden kann. Die National Association of Convenience Stores, die die meisten Benzinhändler vertritt, hält das Potenzial für die tatsächliche E15-Nachfrage für gering, „weil die Autoindustrie den Kraftstoff nicht akzeptiert und ihre Garantien oder Empfehlungen für den Kraftstofftyp nicht einstellt“. Eine mögliche Lösung für die Barrieren in der Infrastruktur ist die Einführung von Mischpumpen, die es den Verbrauchern ermöglichen, eine Wählscheibe zu wählen, um das Ethanolniveau zu wählen, was es auch den Besitzern von Fahrzeugen mit flexiblem Kraftstoff ermöglicht, E85-Kraftstoff zu kaufen.

Im Juni 2011 erließ die EPA in Zusammenarbeit mit der Federal Trade Commission ihre endgültige Entscheidung über das E15-Warnschild, das in allen E15-Zapfsäulen in den USA angebracht sein muss, um die Verbraucher darüber zu informieren, welche Fahrzeuge und welche Fahrzeuge und Ausrüstung nicht verwendet werden dürfen die E15-Mischung. Sowohl die Allianz der Automobilhersteller als auch der nationale Petrochemie- und Raffinerieverband beklagten sich, dass der alleinige Verzicht auf dieses Warnzeichen nicht ausreicht, um die Verbraucher vor Fehlbetankung zu schützen. Im Juli 2012 war eine Tankstelle in Lawrence, Kansas, die erste in den USA, die die E15-Mischung verkaufte. Der Kraftstoff wird über eine Mischpumpe verkauft, die es den Kunden ermöglicht, zwischen E10, E15, E30 oder E85 zu wählen, wobei letztere Mischungen nur an Fahrzeuge mit flexiblem Kraftstoff verkauft werden. Bis Juni 2013 gibt es etwa 24 Tankstellen, die E15 von 180.000 Stationen in den USA verkaufen

Im Dezember 2010 reichten mehrere Gruppen, darunter die Allianz der Automobilhersteller, das American Petroleum Institute, die Vereinigung der internationalen Automobilhersteller, die National Marine Manufacturers Association, das Outdoor Power Equipment Institute und die Grocery Manufacturers Association, Klage gegen die EPA ein das United States Court of Appeals für den District of Columbia Circuit. Die Kläger argumentierten, die EPA sei nicht befugt, einen „Teilverzicht“ zu erlassen, der einige Autos und nicht andere abdeckt. Unter anderem argumentierten die Gruppen, dass die höhere Ethanolmischung nicht nur ein Problem für Autos ist, sondern auch für Kraftstoffpumpen und unterirdische Tanks, die nicht für die E15-Mischung ausgelegt sind. Es wurde auch argumentiert, dass der Anstieg des Ethanols in den letzten Jahren zu dem großen Anstieg der Maispreise beigetragen hat. Im August 2012 wies das Bundesberufungsgericht die Klage gegen das EPA zurück. Der Fall wurde aus einem technischen Grund abgelehnt, da das Gericht entschied, dass die Gruppen keine rechtliche Berechtigung hätten, die Entscheidung der EPA, die Verzichtserklärung für E15 zu erlassen, anzufechten. Im Juni 2013 lehnte es der Oberste Gerichtshof der Vereinigten Staaten ab, einen Appell von Industrieverbänden zu hören, die sich gegen das EPA-Urteil zu E15 ausgesprochen hatten, und ließ das Urteil des Bundesberufungsgerichts 2012 bestehen.

Ab November 2012 sind die Verkäufe von E15 in Kalifornien nicht erlaubt, und laut dem California Air Resources Board (CARB) steht die Mischung noch immer zur Genehmigung an, und in einer öffentlichen Erklärung sagte die Agentur, dass „es mehrere Jahre dauern würde die Fahrzeugprüfung und Regelentwicklung, die notwendig ist, um einen neuen Transporttreibstoff in den kalifornischen Markt einzuführen. “

Laut einer Umfrage der American Automobile Association (AAA) im Jahr 2012, nur 12 Millionen von den mehr als 240 Millionen leichten Nutzfahrzeugen auf den US-Straßen im Jahr 2012 sind von den Herstellern genehmigt sind vollständig konform mit E15 Benzin. Nach Angaben des Verbandes warnten BMW, Chrysler, Nissan, Toyota und Volkswagen davor, dass ihre Garantien den durch E15 verursachten Schaden nicht decken würden. Trotz der Kontroverse können die Fahrzeuge von General Motors für die Jahre 2012 und 2013, um sich an die EPA-Vorschriften anzupassen, einen Kraftstoff mit bis zu 15 Prozent Ethanol verwenden, wie in den Fahrzeughandbüchern angegeben. Der Automobilhersteller warnte jedoch davor, dass für Modelljahr 2011 oder ältere Fahrzeuge „dringend empfohlen wird, dass sich GM-Kunden auf die Handbücher ihres Besitzers für die richtige Kraftstoffbezeichnung für ihre Fahrzeuge beziehen“. Die Ford Motor Company fertigt auch alle Fahrzeuge des Jahres 2013, die E15-kompatibel sind, einschließlich Hybridelektrik und Fahrzeuge mit Ecoboost-Motoren. Auch Porsche, die seit 2001 gebaut wurden, sind vom Hersteller für den Einsatz von E15 zugelassen. Volkswagen kündigte für das Modelljahr 2014 an, dass die gesamte Produktpalette E15-fähig sein wird. Fiat Chrysler Automobiles kündigte im August 2015 an, dass alle Chrysler / Fiat-, Jeep-, Dodge- und Ram-Modelle des Modelljahres 2016 E15-kompatibel sein werden.

Im November 2013 hat die Environmental Protection Agency ihren Vorschlag zur Reduzierung der Ethanolmenge, die für die US-Benzinversorgung gemäß dem Energy Independence and Security Act von 2007 erforderlich ist, zur öffentlichen Stellungnahme veröffentlicht. Die Agentur nannte Probleme bei der Erhöhung der Ethanolmischung über 10 %. Diese Grenze, die als „Mischwand“ bekannt ist, bezieht sich auf die praktische Schwierigkeit, zunehmende Mengen an Ethanol in die Transportkraftstoffversorgung bei Volumina einzubauen, die diejenigen übersteigen, die durch den Verkauf von fast allem Benzin als E10 erreicht werden.

hE15
Seit 2008 wird an öffentlichen Tankstellen in den Niederlanden eine 15% wasserhaltige Ethanol- und 85% -Benzinmischung, HE15, eingeführt. Die Ethanol-Kraftstoffspezifikationen weltweit schreiben traditionell die Verwendung von wasserfreiem Ethanol (weniger als 1% Wasser) für die Benzinmischung vor. Dies führt zu zusätzlichen Kosten, Energieverbrauch und Umweltauswirkungen, die mit dem zusätzlichen Verarbeitungsschritt verbunden sind, der erforderlich ist, um das durch Destillation erzeugte wasserhaltige Ethanol (3,5-4,9 Vol.% Wasser) zu dehydratisieren, um die aktuellen wasserfreien Ethanolspezifikationen zu erfüllen. Eine patentierte Entdeckung zeigt, dass wasserhaltiges Ethanol in den meisten Ethanol / Benzin-Mischanwendungen effektiv verwendet werden kann.

Gemäß der brasilianischen ANP-Spezifikation enthält wasserhaltiges Ethanol bis zu 4,9 Vol.% Wasser. In hE15 würde dies bis zu 0,74 Vol .-% Wasser in der Gesamtmischung betragen. Japanische und deutsche wissenschaftliche Beweise zeigten, dass das Wasser ein Inhibitor für Korrosion durch Ethanol ist.

Die Experimente zeigen, dass Wasser in Kraftstoffethanol die Trockenkorrosion hemmt. Bei 10.000 ppm Wasser in den E50-Experimenten von JARI und 3.500 ppm Wasser in den E20-Experimenten der TU Darmstadt wurde die Alkoholat / Alkoxid-Korrosion gestoppt. Im Kraftstoffethanol entspricht dies im Fall von JARI 20 000 ppm oder 2 Volumen-% und im Falle der TU Darmstadt 5 x 3500 = 17 500 ppm von 1,75 Volumen-%. Die Beobachtungen stimmen mit der Tatsache überein, dass wasserhaltiges Ethanol bekanntermaßen weniger korrosiv ist als wasserfreies Ethanol. Der Reaktionsmechanismus wird bei Mischungen mit niedrigerer Mitte gleich sein. Wenn genügend Wasser in dem Brennstoff vorhanden ist, reagiert das Aluminium vorzugsweise mit Wasser, um Aluminiumoxid zu erzeugen, wodurch die schützende Aluminiumoxidschicht repariert wird, weshalb die Korrosion aufhört. Das Aluminiumalkoholat / -alkoxid bildet keine feste Oxidschicht, weshalb die Korrosion weitergeht. Mit anderen Worten, Wasser ist wichtig, um die Löcher in der Oxidschicht zu reparieren. Basierend auf den japanisch / deutschen Ergebnissen wird derzeit ein Minimum von 2 Vol.% Oder 2,52% m / m Wasser bei der Überarbeitung der wasserhaltigen Ethanolspezifikation für das Beimischen von Benzin bei E10 + vorgeschlagen. Die Wassereinspritzung hat zusätzliche positive Auswirkungen auf die Motorleistung (thermodynamische Effizienz) und reduziert die Gesamt-CO2-Emissionen.

Insgesamt wird erwartet, dass ein Übergang von wasserfreiem zu wasserhaltigem Ethanol für die Benzinmischung einen wesentlichen Beitrag zur Kostenwettbewerbsfähigkeit von Ethanol, zur Nettoenergiebilanz des Kraftstoffkreislaufs, zur Luftqualität und zu Treibhausgasemissionen leisten wird.

Das Mischungsniveau über 10% (V / V) wird sowohl aus technischer (Sicherheits) sicht gewählt als auch um das Produkt in Europa aus Gründen der Besteuerung und der Kundenklarheit von bleifreiem Normalbenzin zu unterscheiden. Tests im kleinen Maßstab haben gezeigt, dass viele Fahrzeuge mit modernen Motortypen problemlos mit dieser wasserhaltigen Ethanolmischung betrieben werden können. Mischtankszenarien mit wasserfreien Ethanolmischungen bei 5% oder 10% bewirken keine Phasentrennung. Da die Vermischung mit E0, insbesondere bei extrem niedrigen Temperaturen, in Logistiksystemen und Motoren nicht zu empfehlen ist, wird in einer niederländischen technischen Vereinbarung NTA 8115 eine separate Spezifikation für die kontrollierte Verwendung vorgestellt. Die NTA 8115 ist für eine weltweite Anwendung im Handel und Kraftstoffmischung.

E20, E25
E20 enthält 20% Ethanol und 80% Benzin, während E25 25% Ethanol enthält. Diese Mischungen werden seit den späten 1970er Jahren in Brasilien verwendet. Als Reaktion auf die Ölkrise von 1973 verpflichtete die brasilianische Regierung die Mischung von Ethanolkraftstoff mit Benzin, die zwischen 1976 und 1992 zwischen 10% und 22% schwankte. Aufgrund dieser obligatorischen Mindestbenzinmischung ist reines Benzin (E0) nicht mehr vorhanden in Brasilien verkauft. Im Oktober 1993 wurde ein Bundesgesetz verabschiedet, das im gesamten Land eine zwingende Mischung aus 22% wasserfreiem Ethanol (E22) vorsieht. Dieses Gesetz ermächtigte die Direktion auch, unterschiedliche Ethanolanteile innerhalb vorher festgelegter Grenzen festzulegen, und seit 2003 wurden diese Grenzwerte auf maximal 25% (E25) und mindestens 20% (E20) nach Volumen festgelegt. Seitdem hat die Regierung den Prozentsatz für die Ethanolmischung entsprechend den Ergebnissen der Zuckerrohrernte und Ethanolproduktion aus Zuckerrohr festgelegt, was sogar innerhalb desselben Jahres zu Mischungsvariationen führt.

Seit dem 1. Juli 2007 wurde die vorgeschriebene Beimischung per Exekutivdekret auf 25% wasserfreien Ethanol (E25) festgelegt, und dies war die Standard-Benzinmischung, die ab 2011 die meiste Zeit in Brasilien verkauft wurde Aufgrund des Versorgungsengpasses und der daraus resultierenden hohen Ethanolpreise hat die Regierung 2010 eine befristete 90-tägige Mischungserniedrigung von E25 auf E20 ab dem 1. Februar 2010 in Auftrag gegeben. Die Preise stiegen aufgrund von Versorgungsengpässen, die zwischen 2010 und 2010 wieder auftraten, wieder abrupt an 2011 Erntezeiten, einige Ethanol musste aus den Vereinigten Staaten importiert werden, und im April 2011 reduzierte die Regierung die obligatorische Mindestmischung auf 18% und ließ die obligatorische Mischung Bereich zwischen E18 und E25.

Alle brasilianischen Autohersteller haben ihre Benzinmotoren so angepasst, dass sie mit dieser Reihe von Gemischen reibungslos funktionieren. Daher sind alle Benzinfahrzeuge so gebaut, dass sie mit Mischungen von E20 bis E25 laufen, die nach lokalem Gesetz als „Common-Benzin-Typ C“ definiert sind. Einige Fahrzeuge könnten mit niedrigeren Konzentrationen von Ethanol richtig funktionieren, aber mit wenigen Ausnahmen können sie nicht sauber mit reinem Benzin laufen, was zu Motorklopfen führt, wie Fahrzeuge, die in benachbarte südamerikanische Länder reisen, gezeigt haben. Flex-Fuel-Fahrzeuge, die mit jeder Art von Benzin E20-E25 bis zu 100% wasserhaltigem Ethanol (E100 oder hydratisiertes Ethanol) betrieben werden können, waren erstmals Mitte 2003 verfügbar. Im Juli 2008 waren 86% aller in Brasilien verkauften neuen Light Vehicles Flexibles, und nur zwei Automobilhersteller bauen Modelle mit einem Flex-Fuel-Motor, der für den Betrieb mit reinem Benzin (E0) optimiert ist: Renault mit den Modellen Clio, Symbol, Logan , Sandero und Mégane, und Fiat mit dem Siena Tetrafuel.

Thailand führte 2008 die E20 ein, aber der Mangel an Ethanollieferungen bis Mitte 2008 führte zu einer Verzögerung beim Ausbau des E20-Tankstellennetzes im Land. Bis Mitte 2010 verkauften 161 Tankstellen E20, und der Absatz stieg seit April 2009 um 80%. Das schnelle Wachstum der E20-Nachfrage ist darauf zurückzuführen, dass die meisten seit 2009 lancierten Fahrzeugmodelle E20-kompatibel waren und der Absatz von E20 voraussichtlich schneller wachsen wird einmal mehr beginnen lokale Autohersteller, kleine, E20-kompatible, kraftstoffsparende Autos zu produzieren. Die thailändische Regierung fördert die Ethanolnutzung durch Subventionen, da Ethanol vier Baht pro Liter mehr kostet als Benzin.

Ein in Minnesota im Jahr 2005 genehmigtes Gesetz sah vor, dass Ethanol ab dem Jahr 2013 20% des gesamten in diesem amerikanischen Staat verkauften Benzins umfasst. Erfolgreiche Tests wurden durchgeführt, um die Leistung unter E20 durch aktuelle Fahrzeuge und Kraftstoffausgabegeräte für E10 zu bestimmen. Dieses Mandat wurde jedoch später auf 2015 verschoben und ist nie in Kraft getreten, da das Bundes-EPA die Verwendung von E20 als Ersatz für Benzin noch nicht genehmigt hat.

Eine von BP in Auftrag gegebene Studie, die im September 2013 veröffentlicht wurde, kam zu dem Schluss, dass die Verwendung moderner Biokraftstoffe im Vereinigten Königreich und insbesondere von E20-Zelluloseethanol eine kostengünstigere Methode zur Verringerung von Emissionen ist als die Verwendung von Plug-in-Elektrofahrzeugen (PEV) Zeitraum bis 2030. Die Studie fand auch heraus, dass die Verwendung von höheren Mischungen von Biokraftstoffen komplementär zu Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEV) und Plug-in-Hybriden (PHEVs) ist. Batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) können mit einem entkarbonisierten Stromnetz starke CO2-Einsparungen erzielen, sollen aber bis 2030 deutlich höhere Kosten als Verbrennungsmotoren und Hybridautos verursachen, da diese bis 2030 die beliebtesten Modelle sein werden. Laut der Studie kann im Jahr 2030 eine E20-Mischung in einem HEV eine 10-prozentige Emissionseinsparung im Vergleich zu einem HEV mit E5 erreichen, bei einer jährlichen Kraftstoffkostenprämie von 13 GBP im Vergleich zu jährlichen Kosten von 195 GBP für alle -Elektroauto.

E70, E75
E70 enthält 70% Ethanol und 30% Benzin, während E75 75% Ethanol enthält. Diese Wintermischungen werden in den Vereinigten Staaten und in Schweden für E85-Fahrzeuge mit flexiblem Kraftstoff bei kaltem Wetter verwendet, aber immer noch an der als E85 bezeichneten Pumpe verkauft. Die saisonale Reduzierung des Ethanolgehalts auf eine E85-Wintermischung ist erforderlich, um Kaltstartprobleme bei niedrigen Temperaturen zu vermeiden.

In den USA gilt diese saisonale Reduzierung des Ethanolgehalts auf E70 nur in kalten Regionen, wo die Temperaturen im Winter unter 0 ° C fallen. In Wyoming beispielsweise wird E70 von Oktober bis Mai als E85 verkauft. In Schweden verwenden alle flexiblen E85-Fahrzeuge eine E75-Wintermischung. Diese Mischung wurde seit dem Winter 2006-07 eingeführt und E75 wird von November bis März verwendet.

Bei Temperaturen unter -15 ° C benötigen alle E85-Flex-Fahrzeuge eine Motorblockheizung, um Kaltstartprobleme zu vermeiden. Die Verwendung dieses Geräts wird auch für Benzinfahrzeuge empfohlen, wenn die Temperaturen unter -23 ° C (-9 ° F) fallen. Eine weitere Option, wenn extremes kaltes Wetter erwartet wird, ist das Hinzufügen von mehr reinem Benzin im Tank, wodurch der Ethanolgehalt unter der E70-Wintermischung reduziert wird oder einfach E85 bei extremen Niedertemperaturzaubern nicht verwendet wird.

E85
E85, ein Gemisch aus 85% Ethanol und 15% Benzin, ist im Allgemeinen das Kraftstoffgemisch mit dem höchsten Ethanolgehalt in den Vereinigten Staaten und mehreren europäischen Ländern, insbesondere in Schweden, da diese Mischung der Standardkraftstoff für Fahrzeuge mit flexiblem Kraftstoff ist. Diese Mischung hat eine Oktanzahl von 94-97, was deutlich niedriger ist als reines Ethanol, aber immer noch höher als normales Benzin (87-93 Oktan, je nach Land).

Die 85% -Grenze des Ethanolgehalts wurde festgelegt, um die Ethanolemissionen bei niedrigen Temperaturen zu reduzieren und Kaltstartprobleme bei kaltem Wetter bei Temperaturen unter 11ºC (52ºF) zu vermeiden. Eine weitere Verringerung des Ethanolgehalts wird während des Winters in Regionen mit Temperaturen unter 0 ° C (32 ° F) angewendet, und diese Mischung wird Winter E85 genannt, da der Kraftstoff noch unter dem E85-Label verkauft wird. Eine Wintermischung von E70 ist in einigen Regionen in den USA vorgeschrieben, während Schweden E75 mandatiert. Einige Regionen in den USA erlauben nun, E51 (51% Ethanol, 49% Benzin) in den Wintermonaten als E85 zu verkaufen.

Ab Oktober 2010 befanden sich in Europa fast 3.000 E85-Kraftstoffpumpen, angeführt von Schweden mit 1.699 Tankstellen. Die Vereinigten Staaten hatten bis August 2014 3.354 öffentliche E85-Kraftstoffpumpen in 2.154 Städten, hauptsächlich im Mittleren Westen konzentriert.

Thailand führte Ende 2008 E85-Treibstoff ein, und bis Mitte 2010 standen nur noch vier E85-Tankstellen zur Verfügung. Bis 2012 soll die Tankstelle auf 15 Tankstellen erweitert werden.

Eine wesentliche Einschränkung, die den Verkauf von E85 flex-Fahrzeugen oder die Betankung mit E85 behindert, ist die beschränkte Infrastruktur für den Verkauf von E85 an die Öffentlichkeit, da bis 2014 nur 2 Prozent der Motorkraftwerke E85 angeboten haben, gegenüber etwa 1 Prozent im Jahr 2011. Stand November 2015 gab es in den gesamten USA nur 3.218 Benzin-Tankstellen, die E85 an die Öffentlichkeit verkauften, während etwa 156.000 Tankstellen für den Einzelhandel keine E85-Mischung anbieten. Die Zahl der E85 stieg von 1.229 im Jahr 2007 auf 2.442 im Jahr 2011, stieg aber nur um 7% von 2011 auf 2013, als die Gesamtzahl 2.625 erreichte. Es gibt eine große Konzentration von E85 Stationen in den Corn Belt Staaten, und im November 2015 ist der führende Staat Minnesota mit 274 Stationen, gefolgt von Michigan mit 231, Illinois mit 225, Iowa mit 204, Indiana mit 188, Texas mit 181 , Wisconsin mit 152 und Ohio mit 126. Nur acht Staaten haben kein E85 für die Öffentlichkeit, Alaska, Delaware, Hawaii, Montana, Maine, New Hampshire, Rhode Island und Vermont. Das Haupthindernis für eine schnellere Erweiterung der E85-Verfügbarkeit besteht darin, dass an Tankstellen eigene Lagertanks mit geschätzten Kosten von 60.000 US-Dollar für jeden Ethanoltank benötigt werden. Eine vom US-Energieministerium durchgeführte Studie kam zu dem Schluss, dass jede Tankstelle in den USA für einen Preis von 3,4 bis 10,1 Milliarden US-Dollar auf E85 umgestellt werden könnte.

ED95
ED95 bezeichnet eine Mischung aus 95% Ethanol und 5% Zündungsverbesserer; Es wird in modifizierten Dieselmotoren verwendet, wo eine hohe Verdichtung verwendet wird, um den Kraftstoff zu zünden, im Gegensatz zu dem Betrieb von Benzinmotoren, wo Zündkerzen verwendet werden. Dieser Kraftstoff wurde vom schwedischen Ethanolproduzenten SEKAB entwickelt. Wegen der hohen Entzündungstemperaturen von reinem Ethanol ist der Zusatz eines Zündverbesserers für einen erfolgreichen Dieselmotorbetrieb erforderlich. Ein mit Ethanol betriebener Dieselmotor hat auch eine höhere Verdichtungsrate und ein angepasstes Kraftstoffsystem.

Dieser Kraftstoff wird seit 1985 erfolgreich in vielen schwedischen Scania-Bussen eingesetzt, die rund 700 Ethanolbusse produziert haben, davon mehr als 600 in schwedischen Städten, und in jüngerer Zeit auch Ethanolbusse für den kommerziellen Einsatz in Großbritannien, Spanien und Italien , Belgien und Norwegen. Ab Juni 2010 verfügt Stockholm über die größte Ethanol-ED95-Busflotte der Welt.

Seit 2010 befindet sich der schwedische Motor ED95 in der dritten Generation und erfüllt bereits die Abgasnorm Euro 5 ohne jegliche Nachbehandlung der Abgase. Der mit Ethanol betriebene Motor wird auch in der Stadt Stockholm als „Environmental Enhanced Vehicle“ (EEV) zertifiziert. Die EEV-Regel hat in Europa noch kein Datum und ist strenger als die Euro 5-Norm.

Nottingham war die erste Stadt in England, die einen regelmäßigen Busverkehr mit Ethanol betriebenen Fahrzeugen betrieb. Im März 2008 wurden drei Eindeckbusse des Typs ED95 in der Stadt in Betrieb genommen. Kurz darauf führte Reading auch die Doppeldeckerbusse ED95 ein.

Im Rahmen des Projekts BioEthanol for Sustainable Transport wurden von 2006 bis 2009 in vier Städten, drei in Europa und einem in Brasilien, mehr als 138 Bioethanol-Busse des Typs ED95 in Demonstrationsversuchen getestet. fünf Busse fuhren in Madrid, drei in La Spezia und eine in Brasilien. In Brasilien wurde im Dezember 2007 in São Paulo der erste Scania ED95-Bus mit modifiziertem Dieselmotor als Testversion vorgestellt, und seit November 2009 sind zwei ED95-Busse im Linienverkehr. Das brasilianische Versuchsprojekt lief über drei Jahre, und die Leistung und Emissionen wurden vom Nationalen Referenzzentrum für Biomasse (CENBIO – Portugiesisch: Centro Nacional de Referência em Biomassa) an der Universidade de São Paulo überwacht.

Im November 2010 unterzeichnete die Stadtregierung von São Paulo mit der UNICA, Cosan, Scania und Viação Metropolitana, einem lokalen Busbetreiber, eine Vereinbarung über die Einführung einer Flotte von 50 mit Ethanol betriebenen ED95-Bussen bis Mai 2011. Scania produziert die Busmotoren und Chassis in seinem Werk in São Bernardo do Campo, São Paulo, mit der gleichen Technologie und Kraftstoff wie die bereits in Stockholm betriebenen Busse ED95. Der Buskörper ist ein brasilianischer CAIO. Die ersten mit Ethanol betriebenen Busse wurden im Mai 2011 ausgeliefert, und die 50 Busse werden im Juni 2011 in der südlichen Region von São Paulo in Betrieb genommen. Die 50 Busse des Typs ED95 hatten Kosten in Höhe von 20 Mio. R $ (12,3 Mio. USD), und aufgrund der höheren Kosten des Kraftstoffs ED95 und des geringeren Energiegehalts von Ethanol im Vergleich zu Diesel, eines der am Kooperationsvertrag beteiligten Unternehmen Raísen (ein Joint Venture zwischen Royal Dutch Shell und Cosan), liefert den Kraftstoff an die Gemeinde zu 70% des Marktpreises für normalen Diesel.

E100
E100 ist reiner Ethanol-Kraftstoff. Gerades wasserhaltiges Ethanol als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge wird in Brasilien seit Ende der 1970er Jahre für reine Ethanolfahrzeuge und neuerdings für Fahrzeuge mit flexiblem Kraftstoff verwendet. Der Ethanolkraftstoff, der in Brasilien verwendet wird, wird in der Nähe der Azeotropmischung aus 95,63% Ethanol und 4,37% Wasser (bezogen auf das Gewicht) destilliert, was ungefähr 3,5% Wasser pro Volumen ist. Das Azeotrop ist die höchste Ethanolkonzentration, die durch einfache fraktionierte Destillation erreicht werden kann. Die maximale Wasserkonzentration gemäß der ANP-Spezifikation beträgt 4,9 Vol .-% (ca. 6,1 Gew .-%). Die E-Nomenklatur wird in Brasilien nicht angewendet, aber hydratisiertes Ethanol kann als E100 gekennzeichnet werden, dh es enthält kein Benzin, weil der Wassergehalt ist kein Zusatz, sondern ein Rückstand aus dem Destillationsprozess. Gerades wasserhaltiges Ethanol wird von einigen Autoren auch E95 genannt.

Das erste Nutzfahrzeug, das mit reinem Ethanol betrieben werden konnte, war der Ford Model T, der von 1908 bis 1927 hergestellt wurde. Er war mit einem Vergaser mit einstellbarer Düse ausgestattet, der den Einsatz von Benzin oder Ethanol oder eine Kombination aus beidem erlaubte. Zu dieser Zeit stellten andere Autohersteller auch Motoren für den Ethanol-Kraftstoffverbrauch bereit. Danach, und als Antwort auf die Energiekrisen von 1973 und 1979, wurde das erste moderne Fahrzeug, das mit reinem wasserhaltigem Ethanol (E100) betrieben werden kann, auf dem brasilianischen Markt, dem Fiat 147, getestet, nachdem es von mehreren Prototypen der brasilianischen Tochtergesellschaften getestet worden war Fiat, Volkswagen, General Motors und Ford. Im September 2012 waren in Brasilien noch 1,1 Millionen Fahrzeuge mit reinem Ethanol in Betrieb. Seit 2003 können brasilianische neuere Flex-Fuel-Fahrzeuge mit reinem wasserhaltigem Ethanol (E100) oder mit einer Kombination aus E20- bis E27,5-Benzin (eine Mischung aus wasserfreiem Ethanol), der nationalen obligatorischen Mischung, gemischt werden. Im September 2012 gab es 17,1 Millionen flexible Fahrzeuge auf brasilianischen Straßen.

E100 begrenzt den normalen Fahrzeugbetrieb, da der niedrigere Verdampfungsdruck von Ethanol (im Vergleich zu Benzin) Probleme verursacht, wenn der Motor bei Temperaturen unter 15 ° C (59 ° F) kalt gestartet wird. Aus diesem Grund werden sowohl die reinen Ethanol- als auch die E100-Flex-Fuel-Fahrzeuge mit einem zusätzlichen kleinen Benzintank im Motorraum gebaut, um den Motor bei kaltem Start durch anfängliches Einspritzen von Benzin zu starten. Nach dem Start wird der Motor wieder auf Ethanol umgestellt. Eine verbesserte Flex-Fuel-Motorgeneration wurde entwickelt, um den Bedarf nach dem Sekundärgastank zu beseitigen, indem der Ethanol-Kraftstoff während des Startens erwärmt wird und bei Temperaturen von -5 ° C (23 ° F), der niedrigsten erwarteten Temperatur, gestartet werden kann überall in Brasilien. Der im März 2009 eingeführte Polo E-Flex war das erste Flex-Fuel-Modell ohne Zusatztank für den Kaltstart. Das Wärmesystem Flex Start wurde von der Robert Bosch GmbH entwickelt.

Schwedische Autohersteller haben für den neuen Saab Aero X BioPower 100 Concept E100 nur Ethanol-fähige Motoren entwickelt, mit einem V6-Motor, der vollständig mit E100 Bioethanol betrieben wird, und der limitierten Edition des Koenigsegg CCXR, einer auf E85 umgerüsteten Version des CCX oder E100, sowie Standard-98-Oktan-Benzin, und derzeit das schnellste und stärkste Flex-Fuel-Fahrzeug mit seinem Twin-Kompressor-V8 produziert 1018 PS bei Biokraftstoff, im Vergleich zu 806 PS auf 91-Oktan bleifreies Benzin.

Die höhere Kraftstoffeffizienz von E100 (im Vergleich zu Methanol) in Rennwagen mit hoher Leistung führte dazu, dass Indianapolis 500 Rennen in den Jahren 2007 und 2008 mit 100% Kraftstoff-Ethanol betrieben wurde.

Verwenden Sie Einschränkungen

Änderungen an Motoren
Die Verwendung von Ethanolgemischen in herkömmlichen Benzinfahrzeugen ist auf niedrige Mischungen beschränkt, da Ethanol korrosiv ist und einige der Materialien in dem Motor- und Kraftstoffsystem abbauen kann. Außerdem muss der Motor im Vergleich zu einem reinen Benzinmotor auf ein höheres Verdichtungsverhältnis eingestellt werden, um den höheren Sauerstoffgehalt des Ethanols zu nutzen, was eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz und eine Verringerung der Abgasemissionen ermöglicht.

Andere Nachteile
Nachteile für Ethanol-Kraftstoffmischungen bei Verwendung in ausschließlich für Benzin ausgelegten Motoren sind geringere Kraftstofflaufleistung, Metallkorrosion, Verschlechterung von Kunststoff- und Gummikraftstoffsystemkomponenten, verstopfte Kraftstoffsysteme, Einspritzdüsen und Vergaser, Delaminierung von Kraftstoffverbundtanks, Lackablagerungen am Motor Teile, beschädigte oder zerstörte interne Motorkomponenten, Wasseraufnahme, Kraftstoffphasentrennung und verkürzte Kraftstofflagerdauer. Viele große Auto-, Marine-, Motorrad-, Rasengeräte-, Generator- und andere Hersteller von Verbrennungsmotoren haben Warnungen und Vorsichtsmaßnahmen bezüglich der Verwendung von mit Ethanol vermengten Benzinen jeglicher Art in ihren Motoren herausgegeben,und die Federal Aviation Administration und die wichtigsten Hersteller von Flugmotoren haben die Verwendung von Automobilbenzinen, die mit Ethanol gemischt wurden, in Leichtflugzeugen aufgrund von Sicherheitsproblemen aufgrund von Kraftstoffsystemen und Motorschäden verboten.