Ужесточение экологических требований к качеству автомобильных бензинов, в первую очередь для крупных городов и мегаполисов, и сокращение запасов нефти в сочетании с бурным ростом численности  автотранспорта в России подразумевает необходимость использования альтернативных биовозобновляемых высооктановых компонентов (добавок) к автомобильным бензинам. Наиболее перспективным высокооктановой добавкой к автомобильным бензинам является этиловый спирт (этанол).

Высокая  детонационная стойкость, низкая токсичность, возможность производства из возобновляемых источников сырья, имеющиеся в России свободные мощности для производства - все это делает этанол более привлекательным по сравнению с другими оксигенатами (высокооктановыми добавками). Еще с 80-х годов ХХ века началось массовое использование в                Бразилии, США, Канаде и Колумбии автомобильных бензинов, содержащих 5, 10 («Газохол»), 15 (Е15) и 22% этанола.

В настоящее время объем мирового рынка этанола оценивается около 40 млрд. литров в год, из которых 60% используется как добавка к топливам, 25% потребляет химическая промышленность, 15% используется в пищевых целях, при чем эта доля постоянно сокращается. Мировое производство этанола в последние годы увеличивается годовыми темпами порядка 10%, лидерами являются Бразилия - 14; США -12; Китай - 3 млрд. литров в год.

Директива Европейского парламента и Совета 2003/30/ЕС от 8 мая 2003 года по использованию биотоплива предусматривает, что доля биотоплива в общем потреблении автомобильных бензинов и дизельного топлива в 2010 году должно достичь 5,75% , а к 2020 году этот показатель должен возрасти до 20 %.

В настоящее время на заправочных станциях Бразилии, США, Канады и ряда других стран продают смеси бензина с эталоном Е 10 (10% этанола),       Е 85 (85% этанола), Е 95 (98% этанола) и чистый этанол Е 100. Типовое топливо Е 10 в котором этанол заменяет МТБЭ, обеспечивает безопасную эксплуатацию всех типов современных автомобилей этих стран.

Достаточно благополучная ситуация в производстве и использовании этанола для автотранспорта сложилась в Бразилии, которая является одним их основных производителей этанола в мире (более 12 млрд. литров этанола в год), что составляет половину объема потребностей в бензине и более 50 % мирового производства). 40 % бразильского автопарка использует чистый этанол (с 4% воды) и 60% автопарка использует бензин с 22% безводного этанола. При недостатке топливного этанола его заменяют смесью, содержащей 60 % этанола, 33% метанола и 7% бензина.

В качестве октаноповышающей добавки этанол (до 10%) используется в США в качестве топлива, называемого «газохол». Каждая четвертая тонна бензина, производимая в США, содержит этиловый спирт.

Учитывая постоянно повышающиеся требования к автомобильному бензину в странах Европы каждые шесть лет ужесточаются требования к автомобильному бензину /прежде всего это относится к соединениям серы, ароматических углеводородов (бензола и его производной), летучие углеводородные фракции С4-С5/. Так, с 2005 года введен в действие стандарт             ЕН 228-04 - (называемый также «ЕВРО-4»), до 2000 года действовал стандарт ЕН 228-99 - («ЕВРО-3»), а предыдущий стандарт ЕН-228-92 - («ЕВРО-2») был введен в 1993 г.

В итоге за последние 12 лет допустимое содержание бензола в бензинах, закрепленное в стандартах, сократилось с 5 до 1% ; серы с 500 ппм (миллионные доли) до 50, ароматики с 42 до 35%.

В Европейском стандарте ЕН 228-99 «Автомобильные топлива. Неэтилированный бензин. Технические требования и методы испытания», указывается, что членами Европейской национальной организации по стандартизации устанавливаются требования и методы испытаний для неэтилированного бензина стандартного качества (с октановым числом по исследовательскому методу не менее требований, установленных в национальном стандарте и с октановым числом по моторному методу не менее требований, установленных в национальном стандарте) и высшего сорта (с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95 и с октановым числом по моторному методу не менее 85).

Содержание этилового спирта (этанола) в них устанавливается в пределах до 5% (по объему) с учетом возможного вовлечения также до 3% метилового спирта и других оксигенатов - суммарно не более 10 % (по объему), при этом содержание кислорода не должно превышать 2,7 %  (по массе). Это относится и к Европейскому стандарту ЕН-228-04.

Аналогичные ужесточения действующих норм для стран Европы по показателям качества моторных топлив (автомобильных бензинов и дизельного топлива), предложенные мировыми производителями автомобили опубликованы в декабре 1998 года. Основные экологические требования к топливам, поступающим на рынок, содержатся в Директиве Европейского парламента и Совета Европы №98/70/ЕС с изменениями внесенными Директивой 2003/17/ЕС.

В отличие от европейских стандартов качества ЕН-228 «Бензин автомобильный» и ЕН 590 «Топливо дизельное», имеющих добровольный характер, указанные Директивы устанавливают обязательные требования к автомобильным бензинам и дизельному топливу, обеспечивающие оптимальный состав выхлопных газов при использовании топлива на технике соответствующего класса.

В Директиве 98/70/ЕС Европейского Парламента и Совета от 13 октября 1998 г.,  касающейся качества бензина и дизельных топлив - в статье 3. «Бензин», пункты 2а и 2б, говорится, что государства - члены Европейского Парламента и Совета должны гарантировать, что не позднее 1 января 2000 г. неэтилированный бензин можно продавать на рынке в пределах своей территории, если он соответствует требованиям, установленным в приложении 1 (или допускать торговлю на рынке в пределах своей территории неэтилированного бензина, соответствующего требованиям, установленным в приложении 3).

Содержание этилового спирта (этанола) в приложениях 1 и 3 устанавливается в пределах до 5% (по объему) с учетом возможного вовлечения также до 3% метилового спирта и других оксигенатов- суммарно не более 10 % (по объему), при этом содержание кислорода не должно превышать 2,7 %  (по массе).

Эти требования устанавливаются для неэтилированных автомобилей бензинов с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95 и октановым числом по моторному методу не менее 85.

В Директиве 2003/17/ЕС Европейского Парламента и Совета от 03 марта 2003 г.,  вносящей изменения в Директиву 98/70/ЕС, касающейся качества бензина и дизельных топлив - в статье 3 (2) говорится, что государства - члены Европейского Парламента и Совета должны гарантировать, что не позднее 1 января 2005 г. неэтилированный бензин можно продавать на рынке в пределах своей территории, если он соответствует требованиям, установленным в приложении 1 (или допускать торговлю на рынке в пределах своей территории неэтилированного бензина, соответствующего требованиям, установленным в приложении 3).

Содержание этилового спирта (этанола) устанавливается в пределах до 5% (по объему) с учетом возможного вовлечения также до 3% метилового спирта и других оксигенатов - суммарно не более 10 % (по объему), при этом содержание кислорода не должно превышать 2,7 %  (по массе).

Эти требования устанавливаются для неэтилированных автомобилей бензинов с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95 и октановым числом по моторному методу не менее 85.

Страны СНГ также уделяют внимание использованию этанола в качестве добавок к автомобильному топливу.

Правительство Украины 4 июля 2000 года утвердила программу «Этанол», предусматривающую выпуск кислородсодержащей добавки к бензинам на базе этанола, получаемого из сельскохозяйственного сырья и автомобильных бензинов, содержащих эту добавку. Разработаны ГОСТ на бензин, содержащий этанол (ГСТУ 320.00149943.015-2000 «Бензины моторные смесевые») и ТУ У 30183376.001 на высокооктановую кислород содержащую добавку на базе этилового спирта (ВКД). Содержание ВКД во всех марках бензинов А-80Ек, А-92Ек, А-95Ек, А-98Ек не более 6 % масс. В 2000 году мощности по производству добавки составляли около 100 000 тонн в год.

В августе 2000 года сейм Литвы принял закон о биотопливе. По этой программе в республике будет выпускаться автомобильный бензин, содержащий 7% этанола. Это позволит Литве сэкономить около 30 000 тонн нефти в год и на 25-30% сократить загрязнение окружающей среды отработавшими газами автомобиля.

Аналогичные проекты, типа программы «Этанол», разрабатывались в Белоруссии, Узбекистане и Азербайджане. Так например в Белоруссии разработана рецептура добавки ВКДЭ (ТУ 38.401-58-318-2002), обладающая антидетонационными и антикоррозионными свойствами включающая стабилизатор, который позволяет сохранять гомогенность бензинов с этанолом при низких температурах в присутствии небольшого количества воды.

В России к проблеме использования этилового спирта в качестве                   высокооктанового компонента автомобильных бензинов вплотную подошли в 1995 году.

В 1996 году был разработан Федеральный закон (№28-ФЗ                            от 03.04.96 г.) об энергосбережении, предусматривающие развитие производств альтернативных топлив.

В 2002 г. распоряжением Правительства Российской Федерации  (№978-р от 16.07.2002 г.) была одобрена Концепция развития автомобильной промышленности России, одним из приоритетных направлений научно-технического обеспечения промышленности в которой также указано использование альтернативных видов топлив, включая этанол.

Наконец, энергетическая стратегия России на период до 2020 г. (утверждено Правительством РФ №1234-р от 28.08.2003 г.), в которой  для обеспечения экологической безопасности энергетики предусматривается увеличение производства высококачественных моторных топлив с улучшенными экологическими характеристиками, соответствующими европейским нормам.

Конкретных программ и политики стимулирования производства альтернативных топлив, включая этанолсодержащие, в России пока нет.

В настоящее время  в Российской Федерации действуют следующие нормативные документы, которые предусматривают использование этанола в качестве компонента автомобильного бензина:

- ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-99) «Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия».Дата введения с 01.07.2002 года. Марки бензина : Премиум Евро-95, Супер Евро-98, Регуляр Евро-92. Объемная доля этанола не более 5% ;

- ГОСТ Р 52201-2004 «Топливо моторное этанольное для автомобильных двигателей с принудительным зажиганием. Бензанолы. Общие технические требования». Дата введения с 01.07.2004 года. Марки бензанолов:              БИ 80, БИ 92, БИ 95, БИ 98. Объемная доля этанола 5,0 - 10,0%;

-  ТУ 38.401-58-330-2003 «Бензанол. Этанольное моторное топливо для двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием. Технические условия». Дата введения с 11.08.2003 года. Марки бензанола БИ-82, БИ-93, БИ-96. Объемная доля этанола 5,0 - 10,0%;

- ТУ 0251-346-11605031-2004 «Бензанол. Этанольное моторное топливо для двигателей с электронной системой управления». Дата введения с 05.09.2004 года. Марки бензанола - Премиум-БИ-95, Супер-БИ-98. Объемная доля этанола 5,0 - 10,0%;

- ТУ 38.401-58-244-2005 «Бензины автомобильные неэтилированные, содержащие этанол». Дата введения с 10.10.2005 года. Марки АИ-80Э,                АИ-92Э, АИ-95Э, АИ-98Э. Объемная доля этанола до 5%;

-  ТУ 38.401-58-350-2005    «Бензины  для  автомобилей   класса

Евро-4». Дата введения с 01.06.2005г. Марки: Регуляр Евро-92/4, Премиум Евро-95/4, Супер Евро -98/4. Объемная доля  этанола до 5%.

Октаноповышающие добавки на основе этанола в России выпускают:

- ЗАО «Нефтехимия» (бывший Самарский завод «Этанол») - «Многофункциональная добавка на основе этанола» (ТУ 38.401-58-260-00);

- Хорский гидролизный завод и Кировский биохимический завод - «Продукт спиртосодержащий для повышения октановых чисел бензина»           (ТУ 9291-001-32465440-98);

- ЗАО НПО «Химсинтез» - «Октаноповышающая добавка для автомобильных бензинов «ОДЭ» (ТУ 0258-072-11726438-2000);

- ЗАО «Каннский биохимический завод» - «Спит этиловый топливный денатурированный» (ТУ 2421-009-05754593-2001).

Основным недостатком бензино-этанольных топлив является их фазовое разделение, обусловленное наличием в них небольших количеств воды и как следствие,  ограниченной взаимной растворимостью компонентов. Проблема фазового разделения бензино-спиртовых смесей частично снимается, если использовать абсолютированный спирт. Однако в реальных условиях хранения и транспортирования бензино-этанольного топлива неизбежно его обводненение за счет попадания воды в топливо различными путями. Основными источниками воды является влага транспортных линий, влага просачивающаяся в хранилище топлива, влага конденсирующаяся из воздуха при температурных колебаниях, а также вода вносимая обводненным этиловым спиртом.

Другим существенным недостатком автомобильных топлив содержащих этиловый спирт, является их коррозионная активность по отношению к металлическим поверхностям, поэтому при разработке таких топлив, во-первых,  стремятся ограничить содержание воды в этиловом спирте (этаноле) до 1,5% масс., во-вторых, использовать стабилизирующие добавки и               ингибиторы коррозий. К последним относятся: многофункциональная добавка на основе этанола - эктанол (ТУ 38.401-58-260-00); уже упомянутые - октаноповышающая добавка для автомобильных бензинов «ОДЭ» (ТУ 0258-072-11726438-00) и продукт спиртосодержащий для повышения октановых чисел бензинов - ВОКЭ (ТУ 9291-001-32465440-98), а также добавка октаноповышающая для автобензинов «АЛЬФА-ЛИТ» (ТУ 0257-001-49679164-02)  и др.

В России мощности по производству этанола из пищевого сырья составляют около 1,5 млрд. литров, его ежегодное потребление находится на уровне 0,7-0,8 млрд. литров, причем 80% его используется для производства алкогольных напитков.

Производство этиловых спиртов в России, предназначенных для использования в качестве компонента моторных топлив, а в недалеком будущем и в качестве автомобильного топлива, находится в стадии освоения.             Пока же для этих целей используется этиловые ректификованные спирты, полученные по традиционным технологиям, как из пищевого, так и непищевого сырья.

В настоящее время в стадии разработки находится проект национального стандарта Российской Федерации «Денатурированный топливный биоэтанол. Технические условия».

Соответствие требований к качеству российского автомобильного            бензина, содержащего метанол, мировым нормам позволит не только улучшить экологическую обстановку, но и экспортировать не только сырье-нефть, но и продукты ее  переработки.

Однако, учитывая компонентный состав бензинов, который имеет место на сегодняшний день в России, ожидать массового использования этилового спирта в качестве высокооктанового компонента не приходится. Скорее всего, в коротком периоде будут по-прежнему широко использовать МТБЭ, при этом объемы его использования внутри страны возрастут, скорее всего, в значительной степени, в ближайшее время. После этого внутреннее потребление начнет снижаться. К тому же, учитывая тот факт, что Правительство РФ ввело акцизы в том числе на денатурированный этиловый спирт, ожидать резкого увеличения потребления этилового спирта не приходится, по крайней мере, до тех пор, пока его использование не будет в должной степени приветствоваться на законодательном уровне.