燃料乙醇

燃料乙醇（英語：Ethanol fuel），也稱乙醇燃料，又稱生質酒精，是一種被廣泛用於運輸業的生物燃料^[1]。它和酒精飲料中的乙醇是同一類型的醇類。燃料乙醇由富含糖類物質的農作物釀製產生，可作為添加劑加入汽油中製成混合燃料。燃料乙醇主要供汽車、摩托車等交通工具使用，汽油發動機無需做過多改動就可以直接使用燃料乙醇。當汽油價格較高時，燃料乙醇具有明顯的成本優勢。但是，大規模使用燃料乙醇導致玉米、甘蔗等農作物供不應求、價格上升。同時在生產燃料乙醇的過程中也會釋放出二氧化碳或污染物，因而有損其清潔燃料的稱號^[2]。

世界運輸燃料乙醇生產在2000年和2007年間增長了三倍，從170億到超過520億公升。從2007年到2008年，乙醇在全球汽油型燃料的使用比例從3.7％上升至5.4％^[3]。在2011年的全球燃料乙醇產量達到22.36 BG^注^[4]（846億升），其中美國是最大的生產者，擁有13.9 BG（526億升），佔全球產量的62.2％，其次是巴西5.6 BG（211億升）^[5]。乙醇燃料具有「加侖汽油當量（英語：Gasoline gallon equivalent）」（GGE）1.5美制加侖（5.7公升），這意味着1.5加侖乙醇產生一加侖汽油的能量^[6]。

化學

在乙醇發酵期間，在玉米中的葡萄糖和其它醣類（或在甘蔗或其他作物中）被轉換成乙醇和二氧化碳。

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + 熱

像任何發酵反應，發酵並非100％的選擇性，其他的副產物例如乙酸，乙二醇和許多其他產品在相當程度上形成，並且在乙醇的淨化過程中需要被除去。

乙醇在燃燒過程中與氧發生反應，產生二氧化碳，水和熱：

C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O + 熱

生產

液化

植物漿液被置於蒸汽加壓鍋中加熱至100℃的過程被稱為「液化」。在此步驟中，胚乳內的澱粉顆粒被分散開來，澱粉分子也被酶破壞。此後，漿液溫度將被降至80-90℃，並被加入α-澱粉酶^[7]，然後仍需要繼續反應至少30分鐘。

糖化

在液化過程結束後，漿液將被冷卻至大約30℃，並被加入葡萄糖澱粉酶以將澱粉水解為葡萄糖。這一步被稱為「糖化」。糖化發生於漿液倒入發酵罐後並貫穿接下來的「發酵」這一步。

發酵

通過微生物發酵的糖產生乙醇。微生物發酵將目前僅僅直接作用於糖。植物的兩個主要組成部分，澱粉和纖維素，是由糖類組成，並且在原則上還可以發酵轉換成糖。目前，只有糖（如蔗糖）和澱粉（如玉米）的部分可以符合經濟效益的轉換。在纖維素乙醇領域有很多研究活動，把植物的一個組成部分纖維素分解為糖，並隨後轉化為乙醇。

各國產量

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燃料乙醇年產量前十的國家/地區（2015–2021）^[5]
世界排名	國家/地區	佔世界產量%	2021	2020	2019	2018	2017	2016	2015
1	美國	55%	15,000	13,941	15,778	16,091	15,936	15,413	14,807
2	巴西	27%	7,500	8,080	8,790	8,080	6,760	6,870	7,200
3	歐洲聯盟	5%	1,300	1,260	1,380	1,360	1,320	1,240	1,360
4	中國	3%	860	930	1,010	810	850	730	770
5	印度	3%	820	510	470	420	210	270	190
6	加拿大	2%	440	430	500	460	460	450	450
7	泰國	1%	390	390	430	390	380	330	310
8	阿根廷	1%	260	210	290	290	290	240	220
*	其他	3%	740	659	682	729	664	627	393
	世界總產量	100%	27,310	26,410	29,330	28,630	26,870	26,170	25,700
（百萬美制加侖/每年）