Oktan, Ethanol & Methanol

EIO/E8S

I mange typer Racing Fuels tilsætter producenterne ethanol og/eller methanol i større eller mindre mængder. Man ser, specielt indenfor dragracing, at et alkohol som methanol anvendes rent som brændstof. Alkoholer som ethanol kan egentlig også anvendes rent, men ses oftest i en sammensætning El0 (10-15 ethanol) eller E85 (65-85 ethanol). Standerbenzin som El0 kan handles i bl.a. Sverige og Tyskland, men her er det særligt vigtigt at huske på, at også denne benzin er baseret på en almindelig standerbenzin med en densitet (massefylde) der varierer mellem 0.720 og 0,775 kg/L, hvilket afstedkommer en ligeså stor risiko for den tunede motor som almindelig oktan 95 og derfor på absolut ingen måde vil være hensigtsmæssig at benytte på en tunet motor. (Se afsnit om massefylde).

Alkohol og Oktan

Der er mange meninger om alkoholer og deres oktantal, men fakta er at de rent teknisk ikke er målbare. Det er således at alle motorer der benyttes til test af oktantal jf. (ASTM) er sugemotorer (karburatormotorer) og disse motorer er begrænsede af deres luft/brændstof forhold og kan af den årsag ikke håndtere de meget store forskelle i luft/brændstof der gør sig gældende for rene alkoholer som methanol og ethanol. Det er dog imidlertid muligt, i en hvis udstrækning, at angive oktantallet for alkoholholdige brændstoffer. Dette tal beskrives som Blending Octane Value (BOV). Generelt set er oktantallet for et blandingsbrændstof som f.eks. VP E85 , sammenholdt med oktantallet for blandingsbenzinen uden alkohol, hvorefter en række beregninger foretages, for på den måde at beskrive alkoholens påvirkning af benzinens oktantal. BOV kan dog ikke sidestilles med en normal oktanmåling.

Ser vi på oktantallet på en tankstander i USA så bestemmes dette ved et gennemsnit af to (ASTM) specificerede oktantests. Research Octane Number (RON) og Motor Octane Number (MON). Gennemsnittet af disse to værdier beskrives via en formel- (R+N) /2 = Anti knock Index (AKI) – oversat til dansk kan AKI beskrives som benzinens evne til at modvirke tændingsbanken, hvilket tolkes således – (Jo lavere et oktantal (AKt) en given benzin har, jo ringere er benzinens evne til at modvirke tændingsbanken.

Alkohol som oktanforhøjer

Typisk vil “Blending Octane Value” for methanol og ethanol overstige oktan generelt. Men når en mindre mængde alkohol hæver det generelle oktantal med nogle få oktan, gøres det samtidig gældende at tilsætning af den dobbelte mængde IKKE resulterer i en fordobling af oktantallet.

Dette skyldes at reglen om “aftagende udbyttes lov”* her gøres gældende. Som udgangspunkt ser det ud som om at alkohol har et højt oktantal når en mindre mængde tilsættes (som ved fastsættelse af BOV), men fakta er at det reelle oktantal ikke er så højt. Problematikken er at dikke er tekniskmuligt at bestemme et nøjagtigt oktantal for alkohol, hvorfor man er overladt til at foretage en “antagelse” af det endelige oktantal.

Ethanol er faktisk et udmærket eksempel idet BOV for ethanol er angivet som værende ca. 112 oktan. Eksemplet indebærer, at der tilsættes en lille mængde ethanol i en given mængde benzin, hvorefter en række beregninger umiddelbart indikerer at oktantallet vil stige jf. ethanols oktantal på 112 oktan. Dette er dog imidlertid ikke tilfældet, men virker blot på denne måde når en lille mængde alkohol tilsættes en benzin.
Det bedste skøn som er foretaget if. det faktiske oktantal gældende for ren ethanol angiver oktantallet som værende ca. 100. Tallet 100 må anses som en konservativ værdi, men det er en værdi som benzinmarkedet befinder sig komfortable med.
Støder du derimod som forbruger på oktantal hvor ethanol er angivet med 112 oktan er der grund til at udvise skepsis, idet oktantallet kan være ukorrekt angivet iht. BOV. De fleste typer almindelig benzin fra en tankstation er tilsat ethanol for en kunstig forhøjelse af oktantallet (typisk 4.6-5,0 ethanol) – og som det er beskrevet tidligere i afsnittet kan alkohol i en mindre mængde medvirke til en umiddelbar forhøjelse af oktantallet for et givent brændstof.

Oktanbooster

I forbindelse med alkoholer er vi nødt til også at nævne brugen af” oktanbooster”. Desværre er de fleste typer af “oktanbooster” bestående overvejende af ethanol, hvilket betyder at de kun i meget lille udstrækning vil have en effekt ved tilsætning i en benzin hvori der allerede fra producentens side er tilsat op til 5 ethanol.

Vær derfor varsom med denne type af produkter idet de angiveligt ikke opfylder, hverken forventninger eller motorens behov.

MTBE & ETBE

Tidligere i afsnittet omtales oktantal i Europa og konventionel benzin og i den forbindelse bør det nævnes at man, i Europa, tidligere benyttede et additiv i benzinen kaldet MTBE (Methyl-tert-butylether). Produktet er en oktanforbøjer som blev tilsat benzin efter brugen af blyholdig benzin blev udfaset. MTBE er senere blevet forbudt i stort set hele verden pga. dets grundvands forurenende ulemper. Dog har visse produkter indeholdende MTBE kunnet handles i bl.a. Tyskland frem til januar 2015, men også Tyskland er nu, ligesom resten af EU blevet pålagt at udfase brugen MTBE i benzinen, hvorfor de benzinvarianter der tidligere har indeholdt MTBE nu, som i resten af EU, risikerer at blive stærkt forringede.¨

MTBE erstattes imidlertid af nogle brændstofproducenter med ETBE (Ethyl-tert-butylether), et additiv der stort set besidder de samme egenskaber og oktantal som MTBE, men desværre er markant dyrere at producere.

Med brugen af ETBE som en fuld erstatning for MTBE vil en konventionel standerbenzin ende med at blive uforholdsmæssig dyr og af den årsag vælger en lang række af olieselskaberne i stedet at benytte ren ethanol som additiv for at kunstigt at hæve oktantallet. Beklageligvis har ethanol som er et alkohol den ulempe at det binder vand (H20) fra sine omgivelser og dermed “forgifter” benzinen – (Dvs. Benzinens optagelse af vand fra dets omgivelser uge for uge sænker benzinens oprindelige oktantal).Denne “forgiftning” begynder allerede når benzinen flyttes fra tankvognen til de jordtanke der forefindes på den enkelte benzinstation.

Samtidig er det oktan tal der er angivet på den enkelte benzinstander det oktantal der er målt når benzinen pumpes fra producentens lagertanke til tankvognen. “Aftagende udbyttes lov”,Teknisk-økonomisk lovmæssighed, der siger, at hvis der i produktionen af en vare indsættes flere enheder af et produkt, fx ethanol, mens mængden af de øvrige produkter forbliver uændret, vil grænseproduktet efterhånden aftage. Grænseproduktet er her den forøgelse af oktan, man får ved at tilsætte en given mængde af alkohol (ethanol).