一般的なエタノール燃料混合物

2013年に世界中で使用された主なエタノール混合物の概要

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おり、自動車、小型トラック、オートバイにのみ使用される必要があります。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量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燃料には「E」という数字が付けられており、これは混合燃料中のエタノール燃料の体積割合を表します。例えば、E85は無水エタノール85%、ガソリン15%です。低エタノール混合燃料は通常E5からE25ですが、国際的にはE10混合燃料を指すのが一般的です。

E10以下の混合燃料は世界20カ国以上で使用されており、中でも米国では2011年にエタノールがガソリン燃料供給の10%を占めた。[ 1 ] E20からE25までの混合燃料は1970年代後半からブラジルで使用されている。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る。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ており、含水E15（hE15）はオランダの現代のガソリン車に使用されている。[ 2 ]

E10以下

米国の車の燃料給油口に貼付されている、E10までの燃料の使用能力と、E20からE85までの混合燃料の使用に関する一般的な警告

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燃機関で使用できます。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への使用が承認されており、一部の地域では排出ガス規制などの理由から使用が義務付けられています。[ 3 ]

他に一般的な混合燃料としては、E5とE7があります。これらの濃度は、純ガソリンで作動する最近のエンジンにとって一般的に安全です。2006年時点で、少なくとも36の州と17の国で、車両燃料へのバイオエタノールの混合が義務付けられており、ほとんどの義務ではガソリンに10～15%のエタノールを混合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指標の一つに「ガソリン換算ガロン」（GEG）がある。2002年、米国では自動車燃料として13万7000テラジュール（3.8 × 10 10  kWh）相当のエタノールが使用された。これはガソリン11億3000万ガロン（4.3ギガリットル）に相当するエネルギーである。これは、その年の総燃料使用量の1%未満であった。[ 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やCO2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、蒸発ガス排出量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は、航空機での使用は推奨されていません。[ 9 ]

在庫状況

デラウェア州の燃料ディスペンサーにはE10のロゴが必要です
  • E10は2021年9月からイギリスのガソリンスタンドの標準燃料となった。[ 10 ]
  • E10は2007年にタイ全土で導入され、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はアメリカ中西部で広く入手可能です。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への使用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、および主に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定められた義務化により、エタノール混合はアメリカ全土で増加し、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量で約8%に達しました。[ 13 ] [ 14 ]
  • モザンビークではエタノールの混合が義務付けられているが、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ます。[ 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す。[ 17 ]
  • ドミニカ共和国では、2015年までにエタノールを15%混合することが義務付けられている。[ 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か月早い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月以降、ベトナムでは92オクタン価の燃料に5%のエタノール（E5）の混合が義務付けられました。95オクタン価の燃料にはエタノールの混合は不要です。[ 20 ]
  • アルゼンチンは2021年6月から最低12ユーロ（法律27640）を承認し、2022年10月以降は最高15ユーロの免除を承認した。[ 21 ] [ 22 ]
世界中で使用されている低エタノールブレンド（E5～E25）
ブレンドの使用が義務付けられている国、または任意で使用できる国  欧州連合  アメリカ合衆国（義務付けられている州のみ）[注 1 ]
国 エタノールブレンド 合法的な使用 国 エタノールブレンド 合法的な使用 国 エタノールブレンド 合法的な使用 州 エタノールブレンド 州 エタノールブレンド
 アルゼンチン[ 21 ]
E12
義務化[ n 2 ] メキシコ[ 18 ]
E6
義務化[ n 3 ] オーストリア[ 27 ]
E10
オプション  フロリダ
E10
 ミネソタ
E10
 オーストラリア[ 28 ]
E10
オプション  ニュージーランド[ 29 ]
E10
オプション  デンマーク[ 27 ]
E5
オプション  ハワイ
E10
 ミズーリ
E10
 ブラジル[ 30 ]
E18 - E27.5
義務化  パキスタン[ 31 ]
E10
オプション  フィンランド[ 32 ]
E5/E10
義務化  アイオワ
E10
 モンタナ
E10
 カナダ[ 33 ]
E5
義務付けられている[ n 4 ] パラグアイ[ 34 ]
E18/24
義務化  フランス[ 35 ] [ 36 ]
E5/E10
オプション  カンザス州
E10
 オレゴン州
E10 [ n 5 ]
 中国[ 38 ]
E10
9つの州  ペルー[ 39 ]
E8
義務付けられている[ n 6 ] ドイツ[ 41 ]
E5/E10
オプション[ n 7 ] ルイジアナ州
E10
 ワシントン
E10
 コロンビア[ 42 ]
E10
義務化[ n 8 ] フィリピン[ 44 ]
E10
義務化  アイルランド[ 45 ]
E4
義務化  カリフォルニア州[ 46 ]
E10
 コスタリカ[ 47 ] [ 48 ]
E7
義務化[ n 9 ] タイ[ 51 ]
E10/E20
義務化  オランダ
E5/E10/hE15
オプション
 インド[ 52 ]
E20
義務化  ベトナム
E5
オプション  ルーマニア[ 53 ]
E4
義務化
 ジャマイカ[ 54 ]
E10
義務化[ n 10 ] ジンバブエ[ 55 ]
E20
義務化  スウェーデン[ 56 ]
E5/E10
義務化
 マラウイ[ 15 ]
E10
義務付けられている[ n 11 ] ウルグアイ[ 57 ] [ 58 ]
E8.5 - E10
義務化
記事末尾の国別ノートを参照

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、95E10の方が燃費が大幅に良いという一般認識に反して、フィンランドで販売されている市販ガソリングレード95E10と98E5では、通常の運転条件での燃費に実質的に差がないことがわかった。VTTは管理された実験室環境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)であった。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燃費が0.7%増加する。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％優勢となりました。[ 59 ]

スウェーデン

スウェーデンにおけるバイオ燃料混合による化石燃料からの温室効果ガス排出量削減義務（％）[ 60 ] [ 61 ]
年 ガソリン ディーゼル ジェット燃料
2020 4.2 21 -
2021 6.0 (8月1日) 26 （8月1日） 0.8 （7月1日）
2022 7.8 30.5 1.7
2023 10.1 7.8 ** 35 30.5 ** 2.6
2024 12.5 6* 40 6* 3.5
2025 15.5 6* 45 6* 4.5
2026 19 6* 50 6* 7.2
2027 22 * 54 * 10.8
2028 24 * 58 * 15.3
2029 26 * 62 * 20.7
2030 28 * 66 * 27
*) 2023年のクリスターソン内閣の法案に基づき、削減量はEUの最低レベル（ガソリンとディーゼルは6%）まで削減されました。 [ 62 ] **) 2023年中のさらなる削減は、アンダーソン内閣の法案に基づき一時停止されました

スウェーデンでは、2021年8月1日にエタノール含有量が5%から6%に引き上げられたため、95オクタン価のガソリンはすべて10%（エタノール6～10%）となっています。1990年代前半から中頃には、一部のガソリンチェーンでも10%を販売していました。スウェーデンで購入される新型ガソリン車と多くの旧型ガソリン車は、この価格帯に対応しているはずです。[ 63 ] 2011年1月以降、燃料品質指令（指令2009/30/EC）が、EU加盟27カ国の一員であるスウェーデンの法律に置き換えられ、適用されています。[ 64 ]

E15

車両の取扱説明書に記載されている、最大E10まで使用できる車両能力に関するメーカーの一般的な記述

E15はエタノール15%とガソリン85%で構成されています。これは、米国で一部の自動車メーカーがE10燃料の使用を推奨している車両で使用可能な、ガソリンに対するエタノールの比率としては一般的に最高のものです。[ 65 ] [ 66 ]これは、エタノールの親水性と溶解力によるものです。

運輸部門の再生可能燃料の増加を義務付けた2007年エネルギー独立安全保障法の結果、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。[ 67 ]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。[ 67 ] [ 68 ] 2008年10月に発表された予備報告で、NRELは、E10、E15、E20ガソリン混合物が排気管と蒸発ガスの排出、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発表しました。[ 67 ] [ 68燃料フィルターの詰まり症状は見られず、24℃（75℉）および10℃（50℉）の実験室環境では始動不良も見られず、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高オクタン価に適応し、排出量の低減と馬力向上、場合によっては燃費向上を実現している。[ 67 ]

燃費については、他の情報源では逆の主張がなされています。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ため、E15ガソリンでは燃費が悪くなる」とのことです。[ 69 ]

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、米国環境保護庁（EPA）に対し、ガソリン中のエタノール含有量を10%から15%に引き上げるよう正式に要請した。このような研究を行った機関には、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。[ 70 ]

EPAのE15ラベルは、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ます。

2010年10月、EPAは、2007年モデル以降の乗用車および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%に相当）に限り、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承認した。[ 71 ] [ 72 ] [ 73 ] 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の使用が認められた。EPAはまた、現在の試験データがそのような免除を裏付けていないため、オートバイ、大型車両、またはオフロードエンジンにおけるE15の使用については免除を承認しないことを決定した。再生可能燃料協会によると、E15の免除は現在、米国の道路を走る車両の62%に適用されており、エタノール協会は、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を使用した場合、理論上のエタノール混合上限は年間約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%のエタノール混合に耐えられるかどうかについて、まだ調査中です。[ 74 ] [ 75 ]

EPAの免除により、E15は9月15日から5月31日まで黒色のホースから、フレックス燃料車には6月1日から9月14日まで黄色のホースからのみ販売することが認められる。小売業者は、高濃度燃料の商業化に対する実質的な障壁となっている高額な規制要件のために、インフラ整備を敬遠してきた。ほとんどのガソリンスタンドは、新しいブレンドを提供するのに十分なポンプを持っておらず、既存のポンプはE15の供給が認定されておらず、E15を保管するための専用タンクも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する必要がある。[ 71 ] [ 72 ]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、燃料の種類に応じて保証や推奨事項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1つの解決策は、消費者がダイヤルを回してエタノールの量を選択できるブレンダーポンプを導入することであり、これによりフレックス燃料車の所有者はE85燃料を購入できるようになる。[ 75 ]

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警告ラベルに関して最終決定を下しました。このラベルは、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っていては、消費者を誤給油から守るのに不十分だと訴えました。[ 76 ] [ 77 ] 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、E85のブレンドはフレックス燃料車にのみ販売されています。[ 78 ] 2013年6月現在、全米18万ヶ所のガソリンスタンドのうち、E15を販売しているスタンドは約24ヶ所ある[ 79 ]

ミシガン州イーストランシングのブレンダー燃料ポンプでは、標準ガソリン (E10) に加えて E15 を販売しており、さらに高濃度のブレンドである E30 と E85 も販売しています。

2010年12月、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、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。原告側は、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」を出す権限はないと主張した。特に、団体側は、エタノール混合比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があると論じた。また、エタノール価格の上昇は近年のトウモロコシ価格の高騰の一因にもなっていると主張した。[ 80 ] [ 81 ] 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EPAのE15免除決定に異議を申し立てる法的根拠がないと判断したからである。[ 81 ] [ 82 ] 2013年6月、米国最高裁判所は、E15に関するEPAの裁定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確定させた。[ 79 ]

2012年式トヨタ・カムリ・ハイブリッドの燃料キャップには、自動車メーカーが許容するエタノール混合燃料の最大量（ガソリンE10まで）に関する警告が表示されています。警告ラベルには、この車両ではE15からE85までのエタノール混合燃料を使用してはならないことが示されています。

2012年11月現在、カリフォルニア州ではE15の販売は認可されておらず、カリフォルニア州大気資源局（CARB）によると、この混合燃料はまだ承認待ちであり、同局は公式声明で「カリフォルニア州の市場に新しい輸送燃料を導入するために必要な車両試験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。[ 83 ]

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、メーカー認定を受けて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関連の損傷は保証に含まれないと警告した。[ 84 ]論争にもかかわらず、EPA規制に適応するため、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。しかし、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、車両の適切な燃料の指定についてはオーナーズマニュアルを参照することを強く推奨する」と警告した。フォード・モーター・カンパニーも、ハイブリッド車やエコブーストエンジン車を含む2013年モデルの全ての車両をE15対応で製造している。[ 85 ]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。[ 84 ]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。[ 86 ]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。[ 87 ]

2013年11月、環境保護庁（EPA）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おけるエタノール含有量を削減する提案について、パブリックコメントを募集しました。EPAは、エタノールの混合比率を10%以上に高めることの問題点を挙げました。「ブレンドウォール」と呼ばれるこの制限は、ほぼすべてのガソリンをE10として販売することで達成できる量を超えて、輸送燃料供給にエタノールを増量することが実際上困難であることを指します。[ 88 ] [ 89 ]

hE15

オランダの公共ガソリンスタンドの例。ディーゼルとレギュラーガソリンの横にhE15と表示されています

オランダでは、2008年から公共ガソリンスタンドで、含水エタノール15%とガソリン85%の混合燃料（hE15）が導入されています。世界各国のエタノール燃料規格では、ガソリンへの混合には無水エタノール（水分1%未満）の使用が義務付けられています。このため、蒸留によって生成された含水エタノール（水分3.5～4.9 vol%）を脱水処理し、現在の無水エタノール規格を満たすための追加工程が必要となり、コスト、エネルギー消費、環境負荷が増加します。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りました。[ 90 ] [ 91 ]

ブラジル石油庁（ANP）の規格によると、含水エタノールには最大4.9vol%の水分が含まれています。hE15では、混合物全体の水分含有量は最大0.74vol%となります。日本とドイツの科学的証拠は、水がエタノールによる腐食を抑制することを明らかにしました。[ 92 ]

実験では、燃料用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 実験では水分濃度 10,000 ppm、ダルムシュタット工科大学による E20 実験では水分濃度 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。燃料用エタノールでは、JARI の場合は水分濃度 20,000 ppm、つまり 2 体積%、ダルムシュタット工科大学の場合は 5 x 3500 = 17,500 ppm、つまり 1.75 体積% に相当します。この観察結果は、含水エタノールが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、保護的な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。日本とドイツの研究結果に基づき、E10+レベルのガソリンに混合する含水エタノールの規格改正において、現在、最低2 vol%（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CO2排出量を削減します。

hE15プロモーション アムステルダム

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。[ 93 ]

10%（V/V）を超える混合レベルは、技術的（安全）な観点と、税制上の理由と顧客への分かりやすさの観点から、欧州において通常の無鉛ガソリンと区別するために選択されている。小規模試験では、この含水エタノール混合燃料で多くの最新エンジン搭載車がスムーズに走行できることが示されている。無水エタノール混合燃料を5%または10%のレベルで混合タンクに充填しても相分離は起こらない。物流システムやエンジンにおいて、特に極低温下でのE0との混合を避けることは推奨されないため、制御された使用のための別の仕様がオランダ技術協定NTA 8115に示されている。NTA 8115は、世界中で取引や燃料混合に適用されるよう作成されている。[ 94 ]

E20、E25

ブラジルで使用されているエタノール混合燃料の歴史的変遷 1931～2015年（一部年のみ）
年エタノール混合年エタノールブレンド
1931E52004E20
1966E252005E22
1976E112006E20
1978E18-20-232007E23-25
1981E20-12-202008年[ 95 ]E25
1987-88E222009 [ 95 ]E25
1993-98E222010 [ 96 ]E20-25
2000E202011 [ 97 ]E18-E25
2001E222015E18-E27.5
2003E20-25
出典：1937–2007、JAプエルトリコ（2007）、表3.8、pp.81–82 [ 98 ]注：2010年の25ユーロから20ユーロへの引き下げは一時的なもので、2月から4月の間に行われました。[ 96 ]下限値は2011年4月に20％から18％に引き下げられました。 [ 97 ] [ 99 ]

E20はエタノール20%とガソリン80%、E25はエタノール25%です。これらの混合燃料は1970年代後半からブラジルで広く使用されています。[ 98 ] 1973年の石油危機への対応として、ブラジル政府はガソリンにエタノール燃料を混合することを義務付けました。混合率は1976年から1992年まで10%から22%の間で変動しました。[ 98 ]この最低混合ガソリンの義務付けにより、純粋ガソリン（E0）はブラジルでは販売されなくなりました。1993年10月には、全国で無水エタノール22%（E22）の混合を義務付ける連邦法が可決されました。この法律は、行政機関に、あらかじめ定められた範囲内でエタノールの異なる割合を設定する権限を与え、2003年以降、これらの制限は、最大25％（E25）、最小20％（E20）の容積比に固定された。[ 30 ] [ 98 ]それ以来、政府はサトウキビの収穫とサトウキビからのエタノール生産の結果に応じてエタノール混合の割合を設定し、同じ年の中でも混合率が変化する結果となった。[ 98 ]

2007年7月1日以降、行政命令により無水エタノール25%（E25）の義務的混合比率が設定され、 [ 95 ]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比率となっている。[ 100 ]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を受け、政府は2010年2月1日から90日間、混合比率をE25からE20に一時的に引き下げることを義務付けた。[ 96 ] [ 101 ] 2010年と2011年の収穫期の間に再び供給不足が発生し、価格が急騰したため、米国からエタノールを輸入しなければならなくなり、2011年4月、政府は最低義務的混合比率を18%に引き下げ、義務的混合比率の範囲をE18からE25とした。[ 97 ] [ 99 ]

ブレンダー ポンプは、E20、E30、E85、またはその他の事前選択されたブレンドから顧客が選択できるマルチ燃料ブレンド ディスペンサーです。

ブラジルの自動車メーカーはすべて、この範囲の混合燃料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「共通ガソリンタイプC」と定義されているE20からE25の混合燃料で作動するように作られています。[ 102 ] [ 103 ]一部の車両は低濃度のエタノールで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した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。 [ 104 ]フレックス燃料車は、E20-E25のどのタイプのガソリンでも、最大100%の含水エタノール（E100または水和エタノール）比率で走行でき、[ 105 ] 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%は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、[ 104 ] [ 106 ]シンボル、ローガン、サンデロ、メガーヌ、フィアットのシエナテトラフューエルの2社のみであった。[ 107 ] [ 108 ]

タイは2008年にE20を導入したが[ 109 ]、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。[ 110 ] 2010年半ばまでに161の燃料ステーションがE20を販売し、売上は2009年4月以来80％増加した。[ 111 ] E20需要の急速な増加は、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の販売はより速く成長すると予想される。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。 [ 111 ]

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の性能を決定するためのテストが成功しました。[ 112 ]しかし、この義務化はその後2015年に延期され、連邦EPAがガソリンの代替として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）を補完するものであ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モデルにな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にE20を混合すると、E5で走行するHEVと比較して10％の排出量削減が可能になり、年間燃料費プレミアムは13ポンドであるのに対し、全電気自動車の年間コストは195ポンドです。 [ 113 ] [ 114 ]

E70、E75

エタノール混合燃料の蒸気圧が45kPaを下回ると、寒い冬の日に燃料の着火が保証されなくなり、冬季の最大エタノール混合率はE75に制限されます。[ 115 ]

E70はエタノール70%、ガソリン30%、E75はエタノール75%です。これらの冬季混合燃料は、米国とスウェーデンでは寒冷期にE85フレックス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。[ 116 ]低温始動時のトラブルを回避するため、季節的にエタノール含有量をE85冬季混合燃料に減らすことが義務付けられています。[ 116 ] [ 117 ]

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。[ 118 ] [ 119 ]例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。 [ 116 ] [ 120 ]スウェーデンでは、すべてのE85フレックス燃料車はE75冬季ブレンドを使用しています。[ 117 ]このブレンドは2006-07年冬季から導入され、E75は11月から3月まで使用されています。[ 121 ]

気温が−15  ℃（5  ℉）以下の場合、すべてのE85フレックス車は始動不良を避けるためにエンジンブロックヒーターが必要です。[ 121 ]この装置の使用は、気温が−23  ℃（−9  ℉）を下回る場合のガソリン車にも推奨されます。[ 122 ]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、極寒の時期にはE85を使用しないことです。[ 121 ] [ 122 ]

化石燃料

E85ブレンドを使用するように製造された米国車の燃料フィラーキャップに使用される典型的な黄色のキャップ

E85は、エタノール85%とガソリン約15%の混合物で、米国や欧州諸国、特にスウェーデンでは、フレックス燃料車の標準燃料として一般的に使用されている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が含まれています。一方、ガソリンには酸素原子が含まれないため、内燃機関は単位体積あたりに吸入する空気量が少なくなり、ポンピング損失が減少し、発熱化学反応がさらに促進されます。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」の一種と考えられています。

米国でE85燃料に使用されるロゴ

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。[ 118 ]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[ 119 ]、この混合燃料は冬季E85と呼ばれ、依然としてE85ラベルで販売されている。米国の一部の地域ではE70の冬季混合燃料が義務付けられているが[ 116 ] [ 120 ]、スウェーデンではE75が義務付けられている。[ 117 ] [ 121 ]米国の一部の地域では、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トップを占めている。[ 123 ] [ 124 ]アメリカ合衆国では、2014年8月までに2,154の都市に3,354台の公共E85燃料ポンプが設置されており、そのほとんどは中西部に集中している。[ 125 ]

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燃料スタンドは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。[ 111 ]

E85フレックス車の販売やE85での燃料補給を妨げている主な制約は、E85を一般に販売するための利用可能なインフラが限られていることです。2014年までに、自動車燃料スタンドのわずか2％がE85を提供していましたが、[ 126 ] 2011年の約1％から増加しています。[ 127 ] 2015年11月現在、米国全体で一般にE85を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、[ 128 ]約156,000の自動車燃料小売店はE85ブレンドを提供していません。[ 126 ] E85の数は2007年の1,229軒から2011年には2,442軒に増えましたが、2011年から2013年の合計が2,625軒になったときまで、わずか7％の増加にとどまりました。[ 126 ] 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、ミネソタ州が274のステーションでトップを占め、ミシガン州が231、イリノイ州が225、アイオワ州が204、インディアナ州が188、テキサス州が181、ウィスコンシン州が152、オハイオ州が126となっている。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。[ 129 ] E85の入手可能性をより急速に拡大するための主な制約は、ガソリンスタンドに専用の貯蔵タンクが必要なことで、[ 122 ]専用エタノールタンク1つあたりの推定コストは6万ドルである。 [ 130 ]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付けた。

ED95

ED95は、エタノール95%と着火促進剤5%の混合物を指します。これは、点火プラグを使用するガソリンエンジンの動作とは対照的に、高圧縮比を利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[ 131 ] 。この燃料は、スウェーデンのエタノール製造会社SEKABによって開発されました[ 131 ]。純粋なエタノールは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着火促進剤の添加が不可欠です。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、燃料システムも適合しています。

改造ディーゼルエンジンで走行するスウェーデンのED95バス

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ました。[ 132 ] 2010年6月現在、ストックホルムには世界最大のエタノールED95バス車両群があります。[ 132 ] [ 133 ]

2010年現在、スウェーデンのED95エンジンは第3世代となり、排気ガスの後処理を一切行わずにユーロ5排出ガス基準を既にクリアしています。このエタノール燃料エンジンは、ストックホルム市において環境強化車両（EEV）の認定も取得中です。EEV規制は欧州で施行される予定日が未定であり、ユーロ5規制よりも厳しい規制となっています。[ 134 ]

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両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。その後まもなく、レディングでもED95型2階建てバスが導入された。[ 135 ]

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台を超えるバイオエタノール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 ] [ 136 ] [ 137 ]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。[ 137 ] [ 138 ] [ 139 ] [ 140 ]ブラジルの試験プロジェクトは 3 年間実施され、パフォーマンスと排出量は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 )によって監視されました。[ 141 ]

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台を導入する協定を締結した。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。[ 142 ] [ 143 ]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月からサンパウロ州南部で定期運行を開始する。[ 141 ] ED95バス50台の費用は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。[ 141 ] [ 144 ]

E100

15℃（59℉）以下の温度でもエンジンを始動できるように、二次ガソリンタンクを備えたブラジルの代表的なフレキシブル燃料エンジン
ブラジルの 2008 年型ホンダ シビックフレックス燃料には、矢印で示すように、右前側にある二次リザーバー ガソリン タンクへの外部アクセスがあります。

E100は純エタノール燃料です。自動車燃料としての含水エタノールは、1970年代後半からブラジルで純粋エタノール車[ 98 ] [ 145 ]、最近ではフレキシブル燃料車[ 146 ] [ 147 ]に広く使用されています。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%の水に相当します。[ 148 ]共沸混合物は、単純な分別蒸留 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[ 149 ]。ブラジルではEの名称は採用されていないが、含水エタノールはE100と表記されることがある。これは、水分が添加剤ではなく蒸留工程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、一部の研究者によってE95とも呼ばれている。[ 150 ] [ 151 ]

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取り付けられており、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。[ 122 ] [ 152 ] [ 153 ] [ 154 ]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。[ 122 ]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。[ 155 ]これは、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の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た後です。[ 145 ] 2012年9月時点で、ブラジルではまだ110万台の純エタノール車が使用されていました。[ 156 ] 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のガソリンの任意の組み合わせとの混合で走行することができます[ 146 ] [ 147 ]（無水エタノールとの混合物）は、国の義務的ブレンドです。[ 30 ] [ 95 ] 2012年9月時点で、ブラジルの道路では1710万台のフレックス燃料車が走っていました。[ 156 ]

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℉）以下の場合、エンジンを冷間始動する際に問題が発生するため、通常の車両操作に制限を課します。[ 157 ]このため、純エタノール車とE100フレックス燃料車はともに、エンジン室の中に小さなガソリンタンクが追加されており、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ます。エンジンが始動すると、その後、エタノールに切り替えられます。[ 157 ]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、[ 158 ] [ 159 ]ブラジル国内で予想される最低気温である−5  ℃（23  ℉）の低温でも始動できるようになりました。 [ 160 ] [ 161 ] 2009年3月に発売されたポロE-Flexは、コールドスタート用の補助タンクを備えない初のフレックス燃料車でした。フレックススタートと呼ばれるこの暖房システムは、ロバート・ボッシュGmbHによって開発されました。[ 162 ] [ 163 ]

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、E100バイオエタノールのみで燃料を供給されるV6エンジンを搭載したエタノール専用エンジンを開発した。 [ 164 ] [ 165 ]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オクタン無鉛ガソリンでは806馬力である。 [ 166 ] [ 167 ]

高性能レースカーにおけるE100（メタノールと比較して）の燃費効率の高さにより、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。[ 168 ]

使用制限

エンジンの改造

従来のガソリン車では、エタノール混合燃料は低濃度での使用に限られています。エタノールとガソリンの混合燃料は腐食性があり、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ためです。また、エタノールの酸素含有量が多いことを利用するためには、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、これにより燃費が向上し、排気ガスの排出量が削減されます。[ 115 ]次の表は、ガソリンエンジンをスムーズに動作させ、材料を劣化させることなく運転するために必要な改造を示しています。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開始され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ます。[ 169 ]

エタノール燃料の異なる混合物に対応するためにガソリンエンジンに必要な調整[ 170 ] [ 115 ]
エタノール混合キャブレター燃料噴射燃料ポンプ燃料圧力装置燃料フィルター点火システム蒸発システム燃料タンク触媒コンバーター基本エンジンエンジンオイル吸気マニホールド排気システムコールドスタートシステム
5%以下どの車両にも改造は不要
E5～E101987年から1992年頃以降の車両には改造は不要
E10からE25特別設計車両
E25からE85特別設計車両
E85からE100特別設計車両
  改造は不要
  おそらく改造が必要

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製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付着、エンジン内部部品の損傷または破壊、吸水性、燃料の相分離、燃料貯蔵寿命の短縮などがあります。[ 171 ] [ 172 ] [ 173 ] 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表しており、[ 174 ]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。[ 171 ] [ 172 ] [ 173 ] [ 175 ]

その他の欠点

エタノールの燃焼により、刺激物質であるアセトアルデヒドが生成されます。エタノールは、例えば地球の寒冷地域などの低温ではガソリンと混和しません。また、堆積物も発生します。[ 176 ]

参照

注記

  1. ^米国では10州でのみ義務付けられていますが、エタノール混合は他の州ではオプションとして、またはラベル表示なしで追加できるため、米国のガソリン供給量の3分の2にエタノール混合が含まれています。 [ 23 ] [ 24 ]
  2. ^実際の混合率はエタノールの供給状況に左右される。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る[ 25 ]。
  3. ^ 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 ]
  4. ^ 2010年12月15日から開始。 [ 33 ]
  5. ^オレゴン州は、2010年1月以降、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％エタノール義務から免除した。 [ 37 ]
  6. ^実際の混合率は7.8%エタノール（E8）で、一部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 ]
  7. ^ E5は2013年に廃止される予定である。
  8. ^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実施された。 [ 43 ]
  9. ^ 2009年に予定されていた義務化ブレンドは延期されました。E7の販売は、当初試験的に導入されていたグアナカステ州とプンタレナス州の6つの自治体で継続されています。 [ 49 ]全国販売開始は2012年6月に延期されました。 [ 50 ]
  10. ^ 2008 年 11 月 1 日より一部の都市で利用可能となり、2009 年 5 月からは義務化される予定です。
  11. ^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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