E85
米国でE85燃料に使用されるロゴ

E85は、通常、体積比で85% のエタノール燃料と 15% のガソリンまたはその他の炭化水素のエタノール燃料混合物を指す略語です。

アメリカ合衆国では、燃料用エタノールと炭化水素の正確な比率は、E85の許容エタノール含有量を51%から83%の範囲と規定するASTM 5798によって異なる場合があります。[ 1 ]これは、純エタノールの発熱量が低いため、比較的寒冷な気候では、吸気口の予熱、クランキングの高速化、または気候に応じたガソリンの混合比率の調整を行わない限り、エンジンを始動することが困難になるためです。寒冷な気候でのコールドスタートは、エタノール燃料がガソリン成分と混合される主な理由です。

ブラジルでは、ガソリンスタンドでエタノール燃料がそのまま供給されているため、トラック、トラクター、オートバイ、モペッドなどのフレキシブル燃料車（FFV）はE100を使用しています。85%のエタノールは、米国を除く世界中のガソリンスタンドで一般的に販売されており、E85として供給または販売されている場合は、常に85%のエタノールです（ガソリンスタンドまたはバレル）。エタノール含有率が保証されているため、車両システムがパフォーマンスと経済性を最大化するために最適なエンジンチューニングを計算する必要がなくなります。

E85が常に85%エタノールであるオーストラリアのような国では（そして、様々な割合のポンプ燃料は「フレックス燃料」と呼ばれます）、高性能モータースポーツ愛好家やモーターレーシングクラブ/選手権はE85を広く使用しています（FFV認証は必要ありません）。モーターレーシングの歴史におけるアルコール（エタノールとメタノール）の使用は自動車の発明と並行しており、高い熱効率、高いオクタン価、高いトルク、そして一部の先進エンジンによる優れた燃料消費率など、固有の燃焼特性により好まれてきました。米国では、エタノール全般、特にE85に対する政府の補助金により、特に中西部のトウモロコシ栽培州で、E85の小売販売のインフラが成長しています。

燃費

燃料消費率

E85推進派と自動車技術協会は、自動車メーカーがエタノールベースの混合燃料の優れた特性を活かせないために、ガソリンの燃費に匹敵するレベルに達していないと主張している。一部のエタノールエンジンは、既に同等のガソリンエンジンと比較して1ガロンあたり22%も燃費が向上しているという。[ 2 ]

エタノール推進派は、エタノールエンジンの設計をガソリンエンジンの設計に基づいて行うのは誤りであり、ディーゼルエンジンの設計パラメータに基づくべきだと主張している。このアプローチを用いて、EPAはガソリンエンジンよりもはるかに高い正味熱効率を達成するエタノール専用エンジンを開発した。[ 3 ]燃費は、エタノールとガソリンの混合比、トランスミッション、エンジンチューニングの状態（主に燃料と空気の混合比、点火時期、圧縮比）に依存する。米国では、エタノールに最適化されていない車両の燃費差を相殺するため、エタノール費用を補助する法律が制定されている。

エネルギー値

対照的に、エタノール批判派は、E85の発熱量がガソリンよりも33%低いという事実に注目し、E85の利点に異議を唱えています。しかし、熱量で表されるエネルギーの比較は、オットーサイクルにおける総仕事量を反映していません。エネルギー含有量は、潜熱や比熱、燃焼圧力を考慮していないため、燃焼方程式において熱量のみを見ても、熱力学の法則に従った効率や仕事量を決定することはできません。

オクタン価とパフォーマンス

通常のガソリンスタンドのE85燃料ディスペンサー

フレックス燃料車での使用

E85 エタノールは、より高濃度のエタノールに対応するように改造されたエンジンで使用されます。米国ではこのような FFV は、最大 85% のエタノールまでのガソリンまたはエタノールの混合液で作動するように設計されているのに対し、気候が一般的に温暖なブラジルなどの国では、FFV は純アルコールで作動します。FFV と非 FFV の間には、いくつかの大きな違いがあります。1 つは、燃料システムからむき出しのマグネシウム、アルミニウム、およびゴムの部品が排除されていることです。燃料噴射制御システムは、最大 34% 多くの燃料を噴射するために、より広いパルス幅の範囲を持っています (その結果、より多くの電力が生成されます)。プラスチックで裏打ちされている場合もあるステンレス鋼の燃料ラインと、 terne (ブリキ) 燃料タンクの代わりにステンレス鋼の燃料タンクが使用されています。場合によっては、FFV は酸を中和する特定のエンジン オイルを使用します。タンク内に燃料ポンプが搭載されている車両では、アーク放電を防止するための予防措置や、タンクの給油パイプ内に 火炎防止装置が取り付けられることがあります。

オクタン価

E85の高オクタン価を活かすべくエンジンの性能を最大限に引き出す努力が進むにつれ、エンジンはより大きなパワーを発揮するようになります。エタノールでより高いパワーを発揮する車の一つがケーニグセグCCXRで、エタノール使用時には量産車の中で5番目にパワフルな車となり、E85使用時にはガソリン使用時よりも20%高い馬力を発揮します。メーカーによると、これはエタノールの冷却特性によるものです。E85のオクタン価は、レギュラーガソリンの一般的なオクタン価87、またはプレミアムガソリンのオクタン価91～93よりも高くなっています。そのため、E85は高圧縮エンジンで使用でき、ガソリンエンジンよりも単位排気量あたりの出力が高くなる傾向があります。オクタン価の誤記例としては、アイオワ州再生可能燃料協会の「E85の事実」[ 4 ]で100～105の範囲を引用しているものや、テキサス州エネルギー保存局の「エタノール」[ 5 ]で113の評価を引用しているものがあります。

一部の車両は、E85専用に設計されていないにもかかわらず、E85燃料を使用するように改造することができます。発熱量が低いE85は、吸気温度が低く、高オクタン価による高い安定性と相まって、ターボチャージャー付きの高性能車両では「パワーアップ」としても使用されています。これらの改造は、温室効果ガス排出量の削減だけでなく、通常、ホイールにおけるパワーとトルクが10～12%向上します。以前はガソリンによってノックリミットに達していたエンジンでは、出力が最大40%向上します。

価格が安く、特定の地域では入手しやすいことから、人々は通常 1 ガロンあたり 10 ドル以上かかる高級レーシング燃料の代わりにこれを使用するようになりました。

排出量

科学者が研究する汚染物質には、主に4種類あります。これらの排出物は、炭化水素（HC）、窒素酸化物（NO x）、一酸化炭素（CO）、二酸化炭素（CO 2）です。E85は主にエタノールであるため、排気ガスの排出物はレギュラーガソリンとは大きく異なります。多くの研究で、様々な排出物とそれらが環境に与える影響を比較対照してきましたが、テストは決定的な結論に至っていません。あまりにも多くの変数が関係しているため、テストはほとんど、あるいは全く一貫性がないことが示されています。車両のメーカーとモデル、エタノールの製造方法、そして車両の全体的な燃費はすべて、各研究の全体的な結果に大きな影響を与えます。[ 6 ]不正確さの問題に対処するため、国立再生可能エネルギー研究所のエンジニアは、該当するすべての排出物研究のデータを組み合わせて、1つのデータセットにまとめました。このまとめられたデータセットは、平均して、連邦政府の規制対象となるすべての排出物において、E85とガソリンの間に減少が見られるか、統計的に有意な差が見られないことを示しました。[ 7 ]

EPAの厳格なTier II車両排出ガス基準では、FFVはE85とガソリンのどちらを使用しても、同じ低排出レベルを達成することが求められています。しかし、E85は従来のガソリンや低容量エタノール混合物と比較して、特定の汚染物質の排出をさらに削減できます。例えば、E85はガソリンや低容量エタノール混合物よりも揮発性が低いため、蒸発ガス排出量が少なくなります。E85の使用は一酸化炭素の排出量も削減し、ヒトに対する発がん性物質として知られるベンゼンを含む多くの有害な毒素の排出量を大幅に削減します。しかし、特定のエンジン運転条件下では、E85はアセトアルデヒドの排出量を増加させる可能性があります。EPAは、E85の排出への影響についての理解を深めるために、追加分析を実施しています。[ 8 ]

論争

経済

パデュー大学の研究によると、E85の経済的利益は原油価格に大きく依存していることが判明した。[ 9 ]

食料 vs. 燃料

E85反対派は、トウモロコシからのエタノール生産が世界の食料価格を高騰させ、トウモロコシが手に入らなくなる、あるいは入手不可能になると主張している。E85支持派は、米国で栽培されるトウモロコシの93%以上が直接人間に与えられることはなく、家畜の飼料として使われていることを指摘し、この懸念に反論している。エタノール生産に使用されるトウモロコシは、スイートコーンのように多量のデンプンを含み、人間が消化しにくい。米国の農家は、人々が購入するよりも多くのトウモロコシを栽培しており、米国では毎年トウモロコシが余剰となっている[ 10 ]。

E85推進派は、トウモロコシ価格が上昇したのは、商品市場の操作と、アメリカのトウモロコシ会社がメキシコや中国にアメリカ産トウモロコシをどんどん売っているため、トウモロコシの買い手にとって競争が激しくなり、価格が上がっているからだと主張する。E85批判派は、トウモロコシの栽培と精製に石油と天然ガスを使うため、エタノール生産者は炭素排出量を削減できないかもしれないと主張する。E85推進派は、エタノール生産者は炭素排出量を削減せず、E85の輸送にE85またはバイオディーゼル燃料を使用し、エタノール蒸留の熱源として天然ガスなどの石油製品ではなく バイオマスを使用していると反論する。

廃棄物やスイッチグラスなどの成長の早い非食用作物から生産されるセルロース系エタノールははるかに有益だが、大規模生産ではまだ経済的に現実的ではないという意見もある。一方で、トウモロコシよりも1エーカーあたりのエタノール収量が多い多くの作物からエタノールを生産するだけで、世界の石油使用量は容易に削減できるという意見もある。これは将来の技術ではなく、既存の技術で実現できるものだ[ 11 ]。また、セルロース系エタノール分野の一部の企業は、最低価格で最大のエタノールを生産することよりも特許権に関心があるという意見もある。

在庫状況と価格

メリーランド州でのE85小売ポンプの開設

E85は米国、特にトウモロコシが主要作物でありエタノール燃料製造の主原料である中西部で普及が進んでいます。2014年7月1日現在、E85燃料を提供するガソリンスタンドは3,300か所以上あります。 [ 12 ] E85は燃料として広く使用されていますが、そのほとんどはイタリアとブラジルから輸入されています。E85は以前はアイルランドのMaxolチェーンで販売されており、チーズ製造の副産物であるホエーから作られていました。 [ 13 ]物品税の大幅な引き上げにより経済的に採算が取れなくなったため、2011年に販売は終了しました。フィンランドでは、 E85はSt1チェーンの52か所とABCチェーンの71か所で購入できます。[ 14 ] [ 15 ] St1が販売するE85はRE85とラベル表示されており、ABCステーションではフィンランドのバイオ廃棄物から製造されていることを示すために「Eko E85」と表示されている。[ 16 ] [ 17 ] 国際的な価格比較では、クック諸島では、多くの太平洋諸島と同様に、ココナッツバイオマスから100％エタノールを生産するコストは、化石燃料の取得コストのほんの一部である。フランスでは、ガソリンスタンドの約30％（約2,725のスタンド）がE85を供給しており、設置されたフレックス燃料キットの数は2021年に前年から2倍の30,000キットになった。[ 18 ] E85は、 2006年3月14日にモリソンズスーパーマーケットチェーンによってイギリスで発売された。 [ 19 ]しかし普及率は非常に低く、E85は現在では少数の店舗でしか購入できない。

米国の価格規制

2004年のアメリカ雇用創出法により、生産コストを補助するための容積測定エタノール物品税額控除（VEETC）が創設された。2008年農業法は、VEETCの51セントの税額控除を45セントに削減した。エタノール生産を活性化させるために議会が講じたその他の措置には、小規模エタノール生産者に税額控除を与える小規模エタノール生産者税額控除を規定した2004年のVEETC法案がある。より最近では、2010年の税制救済法、失業保険再認可法、雇用創出法により、VEETCによって認められた減税が2010年末から2012年末まで延長された。[ 20 ]米国では、FFVで同等の燃費を実現するために、E85の価格をガソリンよりはるかに低くする必要がある。 E85は、2011年というごく最近の時期でも、ほとんどの地域で少なくとも20%安価でした。ある米国でのテストでは、2007年式シボレー・タホFFVの平均燃費はガソリンで18.3 MPG（米ガロン）だったのに対し、E85では13.5 MPGとなり、ガソリンより26.5%も燃費が悪くなりました。しかし、ホールデンが2010年以降7万台以上のFFVを販売しているオーストラリアでは、ファミリーセダンに搭載された同様のV8エンジン搭載車における総合燃費の差は10%から20%です。2010年の米国の燃料費は平均3.42米ドルでしたが、E85は平均3.09米ドルで、ガソリン価格の90%に相当します。[ 21 ] [ 22 ]しかし、別のテストでは、フォード・トーラスの車両群は、従来のガソリン駆動のトーラスと比較して、エタノール駆動車では1ガロンあたり平均約6％少ないマイルしか走行しなかった。[ 23 ]

参照

参考文献

  1. ^ afdc.energy.gov、「E85およびその他のエタノール・ガソリン混合燃料の取り扱い、保管、供給に関するハンドブック」、米国エネルギー省。2013年10月2日閲覧。
  2. ^ Brusstar, M. (2002-10-21). 「ポート噴射エンジンによる高効率・低排出ガスの実現（純アルコール燃料使用時）」 .ポート噴射エンジンによる高効率・低排出ガスの実現（純アルコール燃料使用時） . SAE技術論文シリーズ. 第1巻. SAE International. doi : 10.4271/2002-01-2743 .
  3. ^米国環境保護庁（EPA）運輸・大気質局先端技術部およびFEVエンジンテクノロジー社「アルコール燃料向け経済的高効率エンジン技術」
  4. ^アイオワ再生可能燃料協会「E85に関する事実」 2011年5月30日アーカイブ、 Wayback Machine
  5. ^テキサス州エネルギー省エネルギー局「エタノール」 2011年4月29日アーカイブ、 Wayback Machine
  6. ^大気・廃棄物管理協会ジャーナル、第59巻（第8号）
  7. ^大気環境、第45巻、第39号
  8. ^ "SmartwayLogistics" . www.epa.gov. 2008年12月8日.オリジナルより2008年12月8日時点のアーカイブ。
  9. ^ 「エタノールの経済学」（PDF）。パデュー大学。
  10. ^ 「早期収穫で米トウモロコシ余剰が予想より拡大 - ブルームバーグ」ブルームバーグLP 2012年4月10日. 2013年9月5日閲覧。
  11. ^アルコールはガスになる可能性があるブルーム、デイビッド 2007予熱；pp. 406–410、点火時期の進歩：pp. 404、417-18、530エタノールによる高圧縮pp. 70、358-60、415-19、429、433-435
  12. ^ “E85 Prices” . E85prices.com. 2014年7月1日.オリジナルより2014年7月1日時点のアーカイブ。
  13. ^ 「Maxol Bioethanol E85リーフレット」（PDF） 。 2007年11月18日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2010年12月5日閲覧。
  14. ^ “RE85 - テホッカンピ バイオエタノール スーオマライセスタ ジャッテエスタ” . St1.fi。2016-10-02 のオリジナルからアーカイブ。2016 年 10 月 3 日に取得。
  15. ^ "ABC-asemat" . 2016 年 10 月 3 日に取得。
  16. ^ “Suomi - RE85” . St1.fi. 2012年12月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年12月26日閲覧。
  17. ^ 「Eko E85 Fuel」. 2016年10月3日閲覧。
  18. ^ 「ガソリン価格高騰でフランスの自動車運転者がエタノールを大量に消費」 www.reuters.comロイター2022年1月25日2022年1月25日閲覧。
  19. ^ 「英国、初のE85ガソリンポンプを販売開始」グリーンカー・コングレス。 2022年12月29日閲覧。
  20. ^ 「EPAが米国消費者にエタノールを推奨」 2011年3月28日。
  21. ^ 「E85 vs ガソリン比較テスト」 Edmunds.com。2010年11月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年12月5日閲覧。
  22. ^ 「エタノール：事実と疑問 | desmoinesregister.com」。デモイン・レジスター紙。 2013年1月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年4月4日閲覧。
  23. ^ 「オハイオ州初のエタノール燃料軽量車両群」（PDF） 。2004年10月30日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。

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