エタノール燃料

エタノール燃料はアルコール飲料に含まれる同種のアルコールであり、燃料として使用されるエチルアルコールです。 それは主にガソリン用のバイオ燃料添加剤としてモーター燃料として使用されます。 エタノールで全面的に操業した最初の生産車は、1978年にブラジルでフィアットによって導入されたフィアット147でした。 エタノールは、一般に、トウモロコシまたはサトウキビのようなバイオマスから作られる。 輸送燃料の世界的なエタノール生産量は、2000年から2007年の間に17×109リットル（3.7×109リットルガロン、3.7×109リットルガロン）から53リットル（1.4ガロン、1.1×1010インペアガール）まで3倍に増加した。 2007年から2008年にかけて、世界のガソリン型燃料使用量におけるエタノールのシェアは3.7％から5.4％に増加した。 2011年の世界のエタノール燃料生産量は8.46×1010リットル（2.23×1010 USガール、1.86×1010 imp gal）に達し、米国とブラジルが世界生産の62.2％と25％を占めるトッププロデューサーです。 米国のエタノール生産量は2017-04年に57.54×109リットル（1.520×1010 USガール、1.266×1010 impガール）に達した。

エタノール燃料は、1.5のガソリンガロン当量（GGE）値を有する。すなわち、1容量のガソリンのエネルギーを置換するためには、1.5倍のエタノール量が必要である。

エタノール混合燃料は、ブラジル、米国、および欧州で広く使用されている（国別にはエタノール燃料も参照）。 今日の米国では、ほとんどの自動車がエタノールで最高10％のブレンドで走行することができ、エタノールは2011年に米国のガソリン燃料供給量の10％を占めています。 100％エタノール燃料を使用する。

1976年以来、ブラジル政府はガソリンとエタノールを混合することを義務づけており、2007年以降、エタノールは約25％、ガソリンは75％（E25）である。 2011年12月までに、ブラジルにはフレキシブル燃料自動車と軽トラック1450万台、定期的にきれいなエタノール燃料（E100として知られている）を使用する150万回のフレックス燃料オートバイがありました。

バイオエタノールは、農業用原料から製造することができる再生可能エネルギーの一形態です。 それは、大麻、サトウキビ、ジャガイモ、キャッサバおよびトウモロコシのような非常に一般的な作物から作ることができる。 ガソリンを代替するにあたり、バイオエタノールがどれほど有用であるかについては、かなりの議論がありました。 その生産と使用に関する懸念は、作物に必要な大量の耕作可能土地と、特にトウモロコシからのエタノール生産の全サイクルのエネルギーと汚染バランスのために、食料価格の上昇に関連している。 セルロース系エタノール生産および商業化を伴う最近の開発は、これらの懸念のいくつかを和らげる可能性がある。

セルロース系エタノールは、植物細胞の壁における主要で普遍的な成分であるセルロース繊維を用いてエタノールを製造することができるため、有望である。 国際エネルギー機関（International Energy Agency）によると、セルロース系エタノールは、エタノール燃料が将来大きな役割を果たす可能性がある。

化学
エタノール発酵中、トウモロコシ（またはサトウキビまたは他の作物）中のグルコースおよび他の糖は、エタノールおよび二酸化炭素に変換される。

C ₆ H ₁₂ O ₆ →2 C ₂ H ₅ OH + 2 CO ₂ +熱
エタノール発酵は、酢酸およびグリコールなどの副生成物で100％選択的ではない。 それらは大部分エタノール精製中に除去される。 発酵は水溶液中で行われる。 得られた溶液は約15％のエタノール含量を有する。 引き続いて、エタノールを吸着および蒸留の組み合わせによって単離および精製する。

燃焼中、エタノールは酸素と反応して二酸化炭素、水および熱を生成する：

C ₂ H ₅ OH + 3 O ₂ →2 CO ₂ + 3 H ₂ O +熱
デンプンおよびセルロース分子は、グルコース分子のストリングである。 セルロース系材料からエタノールを生成することも可能である。 しかしながら、これは、セルロースをグルコース分子およびその後に発酵され得る他の糖に分割する前処理を必要とする。 得られた生成物はセルロース源と呼ばれ、その源を示している。

エタノールはまた、触媒および高温の存在下での二重結合の水和によってエチレンから工業的に製造される。

C ₂ H ₄ + H ₂ O→C ₂ H ₅ OH
大部分のエタノールは発酵によって生成される。

ソース
2003年に世界で生産されたエタノールの約5％は、実際には石油製品でした。 これは触媒として硫酸を用いたエチレンの触媒水和によって作られる。 これは、炭化水素、石炭、石油ガス、および他の供給源から、エチレンまたはアセチレンを介して得ることもできる。 毎年200万トンの短期間（1,786,000トン、1,814,000トン）の石油由来エタノールが生産されています。 主なサプライヤーは、米国、欧州、南アフリカの工場です。 石油由来のエタノール（合成エタノール）はバイオエタノールと化学的に同一であり、放射性炭素年代測定によってのみ区別することができます。

バイオエタノールは、通常、炭素系供給原料の転換から得られる。 農業用原料は、成長に必要なすべてのミネラル（窒素やリンなど）が土地に戻されれば、光合成を利用して太陽からのエネルギーを得るため、再生可能と考えられています。 大麦、大麻、ケナフ、ジャガイモ、サツマイモ、キャッサバ、ヒマワリ、果物、糖蜜、トウモロコシ、穀物、穀物、穀類、小麦、麦わら、綿、他のバイオマスなどのセルロース廃棄物および収穫のいずれかが最良の坑道評価を有する多くのタイプのものが含まれる。

藻類からバイオエタノールを製造する別のプロセスが、Algenol社によって開発されている。 藻類を栽培し、それを収穫し発酵させるのではなく、藻類は太陽光のもとで生育し、エタノールを直接生産します。これは藻類を殺さずに取り除かれます。 トウモロコシ生産のために1エーカー当たり400 USガロン（330 imp gal / acre; 3,700 L / ha）と比較して、1エーカーあたり6,000 USガロン（1エーカーあたり5000英国ガロン、1ヘクタール当たり56,000リットル）を生産できると主張している。

現在、トウモロコシからのエタノール製造のための第1世代プロセスは、トウモロコシ植物のほんの一部のみを使用する：トウモロコシ穀粒はトウモロコシ植物から採取され、乾燥穀粒塊の約50％に相当する澱粉のみが形質転換されるエタノールに入れる。 2つのタイプの第2世代プロセスが開発中である。 第1のタイプは酵素および酵母発酵を用いて植物セルロースをエタノールに変換するが、第2のタイプは熱分解を用いて植物全体を液体バイオオイルまたは合成ガスに変換する。 第二世代のプロセスは、草、木材、ストローなどの農業廃棄物などの植物にも使用できます。

製造
エタノール燃料を生産するにはさまざまな方法がありますが、最も一般的な方法は発酵による方法です。

エタノールの大規模生産のための基本的なステップは、糖の微生物（酵母）発酵、蒸留、脱水（必要条件が異なる、以下のエタノール混合燃料を参照）、および変性（オプション）である。 発酵に先立って、いくつかの作物は、セルロースおよびデンプンのような炭水化物の糖への糖化または加水分解を必要とする。 セルロースの糖化は、セルロース分解（cellulolysis）と呼ばれる（セルロース性エタノールを参照）。 デンプンを砂糖に変換するために酵素が使用される。

発酵
エタノールは、糖の微生物発酵によって生成される。 微生物の発酵は現在のところ糖と直接作用するだけである。 植物、デンプンおよびセルロースの2つの主要成分は糖でできており、原則として発酵のために糖に変換することができます。 現在、砂糖（例えば、サトウキビ）および澱粉（例えば、トウモロコシ）部分のみを経済的に変換することができる。 植物のセルロース部分が糖に分解され、続いてエタノールに変換されるセルロースエタノールの領域では、多くの活性がある。

蒸留
エタノールを燃料として使用するためには、酵母固形物および大部分の水を除去しなければならない。 発酵後、マッシュを加熱してエタノールを蒸発させる。 このプロセスは、蒸留として知られているが、エタノールを分離するが、その最大純度（95.6％m / m（96.5％v / v）エタノール）を有する低沸点の水 – エタノール共沸混合物の形成により、その純度は95〜96％および4.4％m / m（3.5％v / v）の水）。 この混合物は含水エタノールと呼ばれ、燃料のみとして使用することができますが、無水エタノールとは異なり、含水エタノールはガソリンとのすべての比率で混和しませんので、ガソリンエンジンのガソリン。

脱水
共沸エタノール/水混合物から水を除去するための3つの脱水プロセスがある。 多くの初期燃料エタノールプラントで使用される第1の方法は、共沸蒸留と呼ばれ、ベンゼンまたはシクロヘキサンを混合物に加えることからなる。 これらの成分を混合物に添加すると、蒸気 – 液体 – 液体平衡の不均一共沸混合物が形成され、蒸留すると塔底に無水エタノールが生成され、水、エタノールおよびシクロヘキサン/ベンゼンの蒸気混合物が生成する。

凝縮すると、これは2相の液体混合物になる。 エントレーナー（ベンゼンまたはシクロヘキサン）に含まれないより重質の相は、エントレーナーから除去され、フィードにリサイクルされるが、ストリッピングからの凝縮物を伴う軽質相は第2カラムに再循環される。 抽出蒸留と呼ばれる別の初期の方法は、エタノールの相対的揮発性を増加させる三元成分を加えることからなる。 三元混合物を蒸留すると、カラムの頂部流に無水エタノールが生成される。

省エネルギーへの関心が高まっているため、脱水のために蒸留を避ける多くの方法が提案されている。 これらの方法のうち、第3の方法が現れ、現代のエタノールプラントの大部分によって採用されている。 この新しいプロセスでは、モレキュラーシーブを使用して燃料エタノールから水分を除去します。 このプロセスでは、加圧下のエタノール蒸気がモレキュラーシーブビーズの床を通過する。 ビーズの細孔は、エタノールを排除しながら水の吸着を可能にする大きさである。 一定時間後、床を真空下または不活性雰囲気（例えばN 2）の流れで再生して吸着水を除去する。 2つの床がしばしば使用されて、一方が水を吸着し、他方が再生されるようにする。 この脱水技術は、以前の共沸蒸留と比較して、3,000 btus /ガロン（840 kJ / L）の省エネルギーを説明することができます。

最近の研究は、ガソリンと混合する前の完全脱水が必ずしも必要でないことを実証している。 代わりに、共沸混合物をガソリンと直接ブレンドして、液 – 液相平衡が水の除去を助けることができる。 ミキサー・セトラー・タンクの2段階向流セットアップは、エネルギー消費を最小限にして、燃料相へのエタノールの完全な回収を達成することができる。

ポストプロダクションの水問題
エタノールは吸湿性があり、大気から直接水蒸気を吸収します。 吸収された水はエタノールの燃料値を希釈し、エタノール – ガソリンブレンドの相分離（エンジンストールを引き起こす）を引き起こす可能性があるので、エタノール燃料の容器はしっかりと密閉されていなければならない。 この水との高い混和性は、液体炭化水素のような近代的なパイプラインを通して長距離にわたってエタノールを効率的に輸送することができないことを意味する。

エタノール – ガソリン燃料が相分離なしに含有することができる水の割合は、エタノールのパーセンテージとともに増加する。 例えば、E30は約2％までの水を有することができる。 エタノールが約71％を超える場合、残りは水またはガソリンの任意の割合であり得、相分離は起こらない。 燃費は水分の増加とともに低下します。 より高いエタノール含有量での水の溶解度の増加は、E30と水和エタノールを同じタンクに入れることを可能にし、それらの任意の組合せは常に単一相をもたらすからである。 低温では許容される水量は多少ある。 E10については21℃で約0.5％v / vであり、-34℃で約0.23％v / vに減少する。

消費者生産システム
バイオディーゼルの生産システムは家庭およびビジネスユーザーに長年にわたり販売されてきましたが、最終消費者用に設計された商業化されたエタノール生産システムは市場で遅れています。2008年には、2社が家庭用エタノール生産システムを発表しました。 Allard Research and DevelopmentのAFS125 Advanced Fuel Systemは、エタノールとバイオディーゼルの両方を1台のマシンで生産することができますが、E-Fuel CorporationのE-100 MicroFuelerはエタノール専用です。

エンジン

燃費
エタノールには約 ガソリンよりも単位体積あたりのエネルギー消費量が34％少なく、したがって理論上、純粋なガソリンを燃やすのと同じ燃費で、純粋なエタノールを燃やすと、ガソリンは34ガロンあたり34％減少します。 しかし、エタノールはオクタン価が高いので、圧縮比を上げることでエンジン効率を高めることができます。 可変ジオメトリまたはツインスクロールターボチャージャーを使用することで、圧縮比を燃料に最適化することができ、あらゆるブレンドで燃費をほぼ一定に保つことができます。

E10（エタノール10％、ガソリン90％）では、従来のガソリンと比較して効果は小さく（約3％）、酸素化され再配合された混合物と比較してさらに小さい（1〜2％）。 E85（85％エタノール）については、その効果が顕著になる。 E85はガソリンよりも燃費が低く、頻繁な燃料補給が必要です。実際の性能は、車両によって異なる場合があります。 すべての2006年のE85モデルのEPAテストに基づいて、E85車の平均燃費は、無鉛ガソリンよりも25.56％低かった。 現在の米国フレックス・フューエル・ビークルのEPA定格走行距離は、価格比較の際に考慮する必要がありますが、E85はオクタン価が約94-96の高性能燃料で、プレミアムと比較する必要があります。

冬の間のコールドスタート
高エタノール混合物は、寒い天候の間に燃料が蒸発して点火するのに十分な蒸気圧を達成するための問題を提示する（エタノールは蒸発燃料のエンタルピーを増加させる傾向があるため）。 蒸気圧が45kPa未満であると、低温エンジンが始動しにくくなる。 寒い時期に11°C（52°F）以下の温度でこの問題を回避し、エタノールの排出量を削減するために、米国と欧州市場の両方で、E85をフレキシブル燃料車に使用する最大配合として採用し、そのようなブレンドで実行するように最適化されています。 過酷な寒さのある場所では、米国のエタノールブレンドは非常に寒い地域ではE70に季節的に減少していますが、まだE85として販売されています。 冬季の気温が-12°C（10°F）を下回る場所では、ガソリン車とE85車の両方にエンジンヒーターシステムを取り付けることをお勧めします。 スウェーデンでも同様の季節的な減少が見られますが、冬季にはブレンド中のエタノール含量がE75に減ります。

ブラジルのフレックス燃料車はE85までのエタノールと比較して蒸気圧を速く低下させる含水エタノール（最大4％の水を含む）であるE100までのエタノール混合物で作動することができます。 その結果、ブラジルのフレックス車には、エンジンの近くに小さな二次ガソリンリザーバが設置されています。 低温始動時に低温始動の問題を避けるために純粋なガソリンを注入します。 この規定は、特に冬の間に気温が15°C（59°F）を下回るブラジルの南部および中部地域のユーザーには特に必要です。 2009年に改良されたフレックスエンジン発電が開始され、二次ガス貯蔵タンクが不要になりました。 2009年3月、フォルクスワーゲン・ド・ブラジルは、コールドスタート用補助タンクを持たない最初のブラジルフレックス燃料モデルであるポロEフレックスを発売しました。

燃料混合物
多くの国では、自動車はエタノールの混合物を使用することが義務づけられています。 すべてのブラジル軽量車は25％（E25）までのエタノール配合で作動するように作られています。1993年以来、連邦法では22％から25％のエタノールが必要で、2011年7月中旬には25％が必要です。すべての小型車は、10％のエタノールブレンド（E10）で正常に動作するように作られています。 2010年末には、米国で販売されているすべてのガソリンの90％以上がエタノールと混合されました。 2011年1月、米国環境保護庁（EPA）は、ガソリン（E15）と混合されたエタノールの最大15％を、2001年またはそれ以降の年式の自動車および軽自動車用にのみ販売する権利を放棄した。

1999年のモデル年代から、世界の自動車の台数は、0％エタノールから100％エタノールに変更することなく燃料を使いこなせるエンジンで製造されています。 多くの車と軽トラック（ミニバン、SUV、ピックアップトラックを含むクラス）は、北米と欧州で85％（E85）、ブラジルで100％（E100）のエタノールブレンドを使用するフレキシブル燃料車として設計されています。 より古いモデル年では、そのエンジンシステムは、エンジン制御コンピュータに入力を提供して化学量論的（排気中の残留燃料も遊離酸素もない）空気を達成するように燃料噴射を調整するために、排気中の燃料および/任意の燃料混合物に対する燃料対燃料比。 より新しいモデルでは、アルコールセンサーを取り除きました。コンピューターは、アルコールとエアフローセンサーのフィードバックのみを使用してアルコール含有量を見積もりました。 また、エンジン制御コンピュータは、点火時期を調整（前進）させて、燃焼中の燃料中に高アルコール率が存在すると予測するときに、予燃焼を行わずに高出力を達成することができる。 この方法は、エタノールを使用するかどうかにかかわらず、ほとんどの高性能ガソリンエンジンで使用される高度なノックセンサーによって予備点火とデトネーションを検出することによってバックアップされます。

その他のエンジン構成

ED95エンジン
1989年以来、スウェーデンで操業しているディーゼル原則に基づくエタノールエンジンもあります。 それらは主に都市バスで使用されるだけでなく、流通トラックや廃棄物収集装置でも使用されます。 Scania製のエンジンは圧縮比が変更され、ED95として知られている燃料は93.6％のエタノールと3.6％の点火向上剤と2.8％の変性剤の混合物です。 点火向上剤は、ディーゼル燃焼サイクルにおいて燃料が点火することを可能にする。 エタノールを用いたディーゼル原理のエネルギー効率を使用することも可能である。 これらのエンジンは英国でリーディングバスによって使用されてきましたが、現在はバイオエタノール燃料の使用が段階的に廃止されています。

二重燃料直噴
2004年のMIT研究と自動車技術者協会が発表した以前の論文は、ガソリンと混合するよりも実質的に効率的に燃料エタノールの特性を利用する方法を特定した。 この方法は、ハイブリッド電気の費用対効果に対して明確な改善を達成するために、アルコールの使用を活用する可能性を提示する。この改良は、純粋なアルコール（または共沸混合物またはE85）とガソリンの二重燃料直接噴射を、いずれかの比率のいずれかの比率で、ターボチャージされた高圧縮比、小排気量のエンジン2倍の変位量を有するエンジンに供給される。 各燃料は別々に運ばれ、アルコールタンクははるかに小さくなっています。 高圧縮（高効率用）エンジンは、低出力クルーズ条件下で通常のガソリンで作動します。 著しく加速するときのように「ノック」を抑制するために必要なときにのみ、アルコールがシリンダーに直接注入される（そしてガソリンの注入が同時に低減される）。 直接シリンダー噴射は、すでに高オクタン価のエタノールの評価を有効な130に上げます。計算されたガソリン使用量とCO2排出量の全体的な削減は30％です。 消費者コストの回収時間は、ターボディーゼルに対して4：1、ハイブリッドに比べて5：1の改善を示しています。 予混合ガソリンへの水の吸収（相分離を引き起こす）、複数の混合比の供給問題、および寒い天候の始動の問題も回避される。

熱効率の向上
2008年の研究では、複雑なエンジンコントロールと排気ガス再循環の増加により、純エタノールからE50までの燃料との圧縮比19.5が可能になりました。 ディーゼルのそれまでの熱効率が達成された。 これは、純エタノール車の燃費が、1つの燃焼ガソリンとほぼ同じであることになる。

エタノール改質装置を用いた燃料電池
日産は、2016年6月に、Hyundai Tucson FCEV、Toyota Mirai、Honda FCXなどの燃料電池車を開発し、商品化した他の自動車メーカーが選択した水素ではなく、エタノール燃料で燃料電池車を開発する計画を発表しましたクラリティ この技術的アプローチの主な利点は、各水素給油所の建設に100万米ドルから200万米ドルの費用がかかるため、水素を高圧で供給するのに必要なものを設定するよりも、給油インフラストラクチャを設置するほうが安価で簡単なことです。

環境

エネルギーバランス
すべてのバイオマスは、これらのステップの少なくとも一部を通過します：それは、栽培、収集、乾燥、発酵、蒸留、および焼成する必要があります。 これらのすべての手順には、リソースとインフラストラクチャが必要です。 得られたエタノール燃料を燃焼させることによって放出されるエネルギーと比較して、プロセスに入力されるエネルギーの総量は、エネルギー収支（または「エネルギー投入時のエネルギー返還量」）として知られている。 ナショナルジオグラフィック誌の2007年報告書には、米国で生産されたトウモロコシエタノールの控えめな結果が示されています。化石燃料エネルギーの1単位は、得られたエタノールから1.3エネルギー単位を作り出す必要があります。ブラジルで生産されるサトウキビエタノールのエネルギー収支はより好都合であり、化石燃料エネルギーの1単位はエタノールから8を作り出すのに必要である。 エネルギー収支の見積もりは容易に作成できないため、矛盾する多数のレポートが生成されています。 例えば、サトウキビからエタノールを生産するには、熱帯性気候が必要で生産性が高くなるため、消費される各ユニットのエネルギーは8〜9ユニットになり、トウモロコシと比較して約1.34ユニットの燃料エネルギー消費されたエネルギーの単位ごとに 2006年カリフォルニア大学バークレー校の研究では、6つの別々の研究を分析した結果、トウモロコシからエタノールを製造するには、ガソリンを製造するよりもはるかに石油が少ないと結論付けました。

発酵と燃焼中に二酸化炭素（温室効果ガス）が放出されます。 これは、植物がバイオマスを生産するために成長するにつれ、植物による二酸化炭素のより多くの摂取によって相殺される。 ガソリンと比較して、生産方法によっては、エタノールはより少ない温室効果ガスを放出する。

大気汚染
従来の無鉛ガソリンと比較して、エタノールは、酸素と燃焼して二酸化炭素、一酸化炭素、水およびアルデヒドを生成する微粒子を含まない燃焼燃料源である。 クリーンエア法では、米国内の一酸化炭素排出量を減らすために酸素化物を添加する必要があります。 添加剤のMTBEは現在、地下水汚染のために段階的に廃止されているため、エタノールは魅力的な代替添加剤になります。 現在の生産方法には、アンモニアなどの多量栄養素の製造業者からの大気汚染が含まれる。

スタンフォード大学の大気科学者による研究によると、米国ロサンゼルスではE85燃料がガソリンに比べて大気汚染による死亡リスクを9％増加させることが判明しました。これは最悪のシナリオである非常に大規模な都市型の車ベースの大都市です。 オゾンレベルが著しく増加し、それによって光化学スモッグが増加し、喘息などの医療問題が悪化する。

二酸化炭素

バイオエタノールの製造においてどのくらいの二酸化炭素が生成されるかの正確な計算は、複雑かつ不正確なプロセスであり、エタノールが生成される方法および計算において仮定される方法に大きく依存する。 計算には以下を含める必要があります。

原料の栽培コスト
原材料を工場に輸送するコスト
原料をバイオエタノールに加工するコスト

このような計算では、次のような影響が考えられる場合もあります。

燃料原料が栽培される地域の土地利用の変化のコスト。
バイオエタノールの工場から使用場所への輸送コスト
標準ガソリンと比較したバイオエタノールの効率
テールパイプで生成される二酸化炭素の量。
牛の飼料や電気などの有用な副産物の生産による利益。

右のグラフは、再生可能な輸送燃料義務のために英国政府が計算した数値を示しています。

追加の合併症は、生産にはGHGの一回放出をもたらす新しい土壌の耕作が必要であり、GHG排出量の数十年または数十年を均等にすることができるということです。 一例として、草地をエタノールのトウモロコシ生産に変換することは、最初の耕作から解放されたGHGを補うために、一世紀に一度の節約を要する。

土地利用の変化
農業用アルコールを生産するには大規模な農業が必要であり、これには相当量の耕作地が必要である。 ミネソタ大学の研究者らは、米国で栽培されたすべてのトウモロコシをエタノールの製造に使用した場合、現在の米国のガソリン消費の12％を排除すると報告しています。 エタノール生産のための土地は森林伐採によって取得され、他の人々は現在森林を支えている地域は通常作物の栽培には適していないと主張しています。 いずれにしても、農業は、有機物の減少、水の入手可能性と品質の低下、農薬と肥料の使用の増加、地域社会の潜在的な転落による土壌肥沃度の低下を伴う可能性がある。 新しい技術により、農家とプロセッサーは、より少ないインプットを使用して同じアウトプットをますます生産することができます。

セルロース系エタノールの生産は、土地利用および関連する懸念を緩和する新しいアプローチである。 食物需要と燃料需要との間の矛盾を最小限に抑えるために、セルロース系エタノールは任意の植物材料から生産され、収量が倍増する可能性があります。 小麦および他の作物の澱粉副産物のみを利用する代わりに、セルロース系エタノール生産は、グルテンを含むすべての植物材料の使用を最大限にする。 このアプローチでは、エネルギー集約型の肥料と殺菌剤の量は、使用可能な材料の高生産性のために同じままであるため、炭素の排出量は少なくなります。 セルロース系エタノールを製造する技術は現在商業化段階にある。

エタノールの代わりにバイオマスを電気に使う
2009年5月にScienceに発表された分析によれば、バイオマスを電気自動車に充電するための電気に変換することは、バイオマスを使用するよりも「気候にやさしい」輸送手段である可能性がある。研究者は、エタノールおよび先進の車両用バッテリーです。

エタノール排出の健康コスト
米国で生産され、燃焼された燃料の10億ガロン当たり、ガソリンは4億6,​​900万ドル、バイオガスの熱源（天然ガス、コーン・ストーバー、またはバイオマス、ミカンスサス、トウモロコシ茎葉、またはスイッチグラス）に依存して、セルロース系エタノールの唯一の123〜208百万ドルである。

一般作物の効率性
エタノール収率が改善されるか、または異なる原料が導入されるにつれて、エタノール生産は米国においてより経済的に実現可能になる可能性がある。 現在、バイオテクノロジーを利用してトウモロコシの各ユニットからのエタノール収量の改善に関する研究が進められている。 また、原油価格が高いままであれば、セルロースなどの他の原料の経済的利用が可能になる。 ストローや木材チップなどの副産物はエタノールに変換することができます。 スイッチグラスのような急速に伸びている種は、他の現金作物には適さない土地で栽培され、単位面積当たり高濃度のエタノールが得られる。

削減された石油の輸入とコスト
米国での広範なエタノール生産のための1つの論理的根拠は、一部の外国産生産油の必要性を国内生産されたエネルギー源に移すことにより、エネルギー安全保障への利益である。 エタノールの生産にはかなりのエネルギーが必要ですが、現在の米国の生産は石油、天然ガス、石油以外の供給源からそのエネルギーの大半を得ています。 石油の純剰余と天然ガスのわずか16％（2006年の数値）と比較して、米国で消費される石油の66％が輸入されているため、石油ベースの燃料のエタノールへの移動は、エネルギー源。

アイオワ州立大学の2008年の分析によると、米国のエタノール生産の伸びにより、ガソリン小売価格は、ガソリン価格が0.29~0.40ドル/ガロン低下することになりました。

研究
エタノール研究は、代替原料、新規触媒および製造プロセスに焦点を当てています。 INEOSは、栄養物質と木材廃棄物からエタノールを生産しました。 牛ルーメン遺伝子および酵素で遺伝子操作された場合の細菌E.coliは、トウモロコシ茎葉からエタノールを生産することができる。 他の可能性のある原材料は、地方自治体廃棄物、リサイクル製品、籾殻、サトウキビバガス、木材チップ、スイッチグラスおよび二酸化炭素である。