에탄올 연료 생산 및 사용 이해 / 작동 원리

저작권. 허가를 받아 사용했습니다. 본문 텍스트를 변경하지 마세요. 우리는 이 저작물을 수정할 권한이 없습니다. Appropedia 라이센스에 대한 예외 인 공개 액세스 로 취급하십시오 . 더 읽어보세요...

권한에 대한 자세한 내용이 있으시면 토론 페이지 에 메모를 남겨주세요 .

더 읽어보세요...

하위 페이지 메뉴

에탄올 연료 생산 및 사용 이해

• 대안 비교
• vi

II. 운영 원칙

에탄올 생산

에탄올 연료 생산은 생물학적 과정과 물리적 과정의 조합입니다. 에탄올은 효모와 설탕을 발효시켜 생산됩니다. 증류를 통해 연료 등급으로 농축됩니다.

기본 원료인 공급원료는 설탕 이나 전분을 함유한 작물 입니다 . 이러한 "바이오매스 연료 작물"(괴경 및 곡물)에는 일반적으로 사탕무 , 감자 , 옥수수 , 밀 , 보리 , 예루살렘 아티초크 및 단수 수가 포함됩니다 . 사탕수수, 사탕무, 단수수 등의 설탕 작물을 추출하여 효모에 의해 직접 발효될 수 있는 당 함유 용액을 생성합니다. 그러나 전분 공급원료는 추가 전환 단계를 거쳐야 합니다. 전분은 포도당의 긴 "사슬" 중합체입니다(즉, 사슬에 결합된 많은 포도당 중합체 단위). 전분은 직접 에탄올로 발효될 수 없습니다. 먼저 가수분해 과정을 통해 단순한 포도당 단위로 분해되어야 합니다. 가수분해 단계에서는 전분 공급원료를 분쇄하고 물과 혼합하여 일반적으로 전분 함량이 15~20%인 매시를 생성합니다. 그런 다음 매시는 끓는점 이상에서 조리되고 두 가지 효소 제제로 순차적으로 처리됩니다. 첫 번째 효소는 전분 분자를 짧은 사슬로 가수분해합니다. 두 번째 효소는 단쇄를 포도당으로 가수분해합니다. 그런 다음 매쉬를 30°C로 냉각하고 효모를 첨가합니다.

효모는 에탄올을 생산하는 미생물이다. 이 미생물은 발효라는 생물학적 과정을 통해 설탕을 알코올로 전환할 수 있습니다. 다음 방정식은 1kg의 포도당을 발효하여 에탄올, 이산화탄소 및 열로 전환시키는 기본적인 생물학적 반응을 보여줍니다.

이론적으로 포도당에서 에탄올로의 최대 전환 효율은 중량 기준으로 51%입니다. 그러나 일부 포도당은 효모에 의해 세포 덩어리 생산과 에탄올 이외의 대사 산물에 사용됩니다. 실제로 포도당의 40~48%가 에탄올로 전환됩니다. 45%의 발효 효율로 1,000kg의 발효 가능한 설탕은 약 570리터의 순수 에탄올을 생산합니다. 반대로, 1,000리터의 에탄올을 생산하려면 약 1,800kg의 발효 가능한 설탕이 필요합니다. 매시는 일반적으로 발효가 완료되면 리터당 50~100g(부피당 중량의 5~10%)의 에탄올을 함유합니다.

에탄올은 증류를 통해 매시에서 분리됩니다. 이는 용액의 구성 요소(이 경우 물과 에탄올)가 끓는점이나 증기압의 차이를 통해 분리되는 물리적 과정입니다.

에탄올과 물은 약 95%의 알코올과 5%의 물로 구성된 공비혼합물, 즉 지속적으로 끓는 용액을 형성합니다. 5%의 물은 기존 증류법으로 분리할 수 없습니다. 순수하고 물이 없는(무수) 에탄올을 생산하려면 증류 후 탈수 단계가 필요합니다. 에탄올 연료 생산에서 상대적으로 복잡한 단계인 탈수는 두 가지 방법 중 하나로 수행됩니다. 첫 번째 방법은 에탄올/물 혼합물에 첨가되는 세 번째 액체(가장 일반적으로 벤젠)를 사용합니다. 이는 용액의 끓는점 특성을 변화시켜 무수 에탄올을 분리할 수 있게 합니다. 두 번째 방법은 물과 에탄올의 분자 크기 차이를 바탕으로 물을 선택적으로 흡수하는 분자체를 사용하는 것입니다.

증류된 매쉬(증류액)의 비발효 고형물에는 공급원료에 따라 다양한 양의 섬유질과 단백질이 포함되어 있습니다. 액체에는 수용성 단백질과 기타 영양소가 포함될 수도 있습니다. 가축 사료로 사용하기 위해 스틸 찌꺼기에서 단백질과 기타 영양소를 회수하는 것은 경제적인 에탄올 연료 생산에 필수적일 수 있습니다. 단백질 함량은 공급원료에 따라 달라집니다. 일부 곡물(예: 옥수수, 보리)은 고체 부산물인 증류 건조 곡물(DDG)을 생성합니다. 이 곡물은 단백질 함량이 25~30%에 달하며 가축에게 탁월한 사료가 됩니다. 가공 장비가 스테인레스 스틸로 구성되고 잘 통제된 조건에서 가공이 수행되면 단백질 부산물도 사람이 섭취할 수 있습니다.

에탄올을 생산하면 잠재적인 오염 문제인 액체 유출물도 생성됩니다 . 에탄올 1리터당 약 9리터의 폐수가 생성됩니다. 잘 설계된 시설에서는 일부 폐수를 재활용할 수 있습니다. 폐수는 유기 수질 오염 가능성의 척도인 [[생물학적 산소 요구량]](BOD)이 높을 수 있으며 산성입니다. 퇴원 전 치료가 필요합니다. 처리 요구사항은 공급원료 및 현지 오염 통제 규정에 따라 다릅니다. 산성 함량으로 인해 폐수를 들판에 뿌릴 경우 주의가 필요합니다.

에탄올 최종 용도

에탄올은 고품질의 안정적인 액체입니다. 에탄올의 화학적, 물리적 특성 중 일부가 표 1에 요약되어 있습니다.

[a] 끓는점은 액체가 상을 바꾸고 기체가 되는 온도입니다. 액체의 증기압이 시스템의 증기압과 같아지는 지점.

[b] 연소열은 단위량의 탄화수소(예: 에탄올)가 연소되어 이산화탄소와 물로 변할 때 방출되는 열량입니다.

[c] 기화열은 끓는점의 액체를 동일한 온도의 증기로 변화시키는 데 필요한 열 입력입니다(예: 100[°C]의 물을 100[°C]의 증기로).

[d] 화학양론적 공연비란 연료를 완전히 산화(연소)하는 데 필요한 공기의 양입니다.

엔진에서의 에탄올 사용

에탄올은 운송 및 농업 분야에서 내연기관, 4사이클 불꽃점화 엔진에 연료를 공급하기 위해 가장 일반적으로 사용됩니다. 휘발유를 직접 대체하여 사용하거나 휘발유와 증량제 및 옥탄가 부스터로 혼합하여 사용합니다.

가솔린을 대체하기 위해 에탄올을 사용하려면 기화기, 연료 시스템 구성 요소 및 종종 압축비에 대한 수정이 필요합니다. 기존 가솔린 엔진을 효율적으로 전환하려면 숙련되고 지식이 풍부한 기술자가 필요합니다.

에탄올 연료로 작동하도록 특별히 설계 및 제조된 엔진은 일반적으로 개조된 가솔린 엔진보다 더 효율적입니다. 80~95% 농도의 에탄올을 연료로 사용할 수 있어 정교한 탈수 시스템이 필요 없고 증류가 단순화됩니다. 많은 경우, 에탄올을 사용하여 작동하도록 엔진을 전환하는 것이 에탄올 탈수보다 더 간단하고 비용 효율적일 수 있습니다. 엔진 변환의 단점은 차량 주행 거리가 에탄올의 공급 및 분배에 의해 제한된다는 것입니다.

일부 "이중 연료" 시스템, 즉 에탄올이나 휘발유로 작동할 수 있는 기화기를 갖춘 엔진은 제한적으로 개발되었습니다. 브라질에서는 운송 차량의 상당 부분이 주요 국제 자동차 회사에서 제조한 특별히 설계된 엔진이 장착된 자동차에 에탄올 연료를 사용합니다.

수정되지 않은 엔진에서 에탄올은 휘발유의 최대 20%를 대체할 수 있습니다. 휘발유에 에탄올을 혼합하면 휘발유 공급량이 늘어나고 옥탄가가 높아져 휘발유의 품질이 향상됩니다. 옥탄 강화제로서 에탄올은 가솔린의 납 화합물을 대체할 수 있습니다. 순수 에탄올보다는 가솔린/에탄올 혼합물을 사용하면 이점이 있습니다. 블렌드에는 엔진 수정이 필요하지 않습니다. 이러한 방식으로 에탄올은 기존 휘발유 공급 및 유통 시스템과 신속하게 통합될 수 있습니다. 납 화합물을 에탄올로 대체하면 휘발유와 관련된 주요 대기 오염 문제 중 하나가 제거됩니다.

에탄올/가솔린 혼합물을 사용할 때의 단점은 에탄올이 무수물이어야 하며 생산 시 탈수 단계가 필요하다는 것입니다. 비무수 에탄올을 휘발유와 혼합하면 혼합물이 휘발유 상과 물/에탄올 상으로 분리되어 엔진 성능이 불규칙해집니다.

가솔린 연료 자동차, 트럭 또는 트랙터 엔진에 사용되는 것 외에도 에탄올은 다른 유형의 엔진에도 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 소규모 농업 장비(예: 경운기, 소형 트랙터)에 사용되는 소형 4사이클 가솔린 엔진은 가솔린을 직접 대체하기 위해 80~95%의 에탄올을 연소할 수 있습니다. 에탄올을 공급하는 이러한 엔진에는 최소한의 수정이 필요합니다.

특별히 설계된 2사이클 엔진에서 에탄올을 사용하는 것은 제한적으로 입증되었습니다. 이러한 엔진에 에탄올을 사용할 때의 문제점은 에탄올이 윤활유와 잘 섞이지 않는다는 것입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 에탄올의 영향을 받지 않는 윤활유를 찾는 연구가 진행되고 있습니다.

디젤 연료 엔진에 에탄올을 사용하는 것은 가능하지만 한계가 있습니다. 에탄올은 압축 시 점화되지 않으며 디젤 연료와 잘 섞이지 않습니다. 따라서 에탄올은 디젤 연료를 직접 대체하거나 압축 점화 엔진에 사용하기 위해 디젤 연료와 혼합하여 사용할 수 없습니다. 에탄올은 엔진에 예열 플러그가 장착된 경우에만 디젤 연료를 대체하여 사용할 수 있습니다.

에탄올은 과급 디젤 엔진에 총 연료의 최대 약 25%까지 사용될 수 있습니다. 이는 에탄올을 별도의 연료 탱크에 담아 과급기 공기 흐름을 통해 디젤 엔진에 주입함으로써 이루어집니다.

에탄올은 항공기 엔진의 항공 연료를 대체할 수도 있습니다.

가전제품에서의 에탄올 사용

에탄올은 다양한 요리, 난방, 조명 기기에 사용할 수 있습니다. 어떤 경우에는 에탄올을 기존 연료용으로 설계된 개조된 기기에 사용할 수 있습니다. 다른 경우에는 에탄올 연료용으로 특별히 설계된 기기가 필요합니다.

III. 플랜트 설계 변형

이 섹션에서는 에탄올 연료 생산의 각 주요 단계에 필요한 공정과 장비를 간략하게 설명합니다. 또한 에탄올 연료 생산의 경제성에 대한 일반적인 논의를 제공합니다. 이는 플랜트 설계에 대한 구체적인 정보를 제공하기 위한 것이 아닙니다.

공정 및 장비는 공급원료, 전분 가수분해 필요성, 에탄올 최종 용도, 사용 가능한 지원 유틸리티, 공정 에너지원, 부산물 사용 및 공장 규모에 따라 크게 다릅니다.

공급원료 처리

플랜트 설계 연구에 따르면 수화된(190 프루프) 에탄올을 생산하고 공동 발전하는 연간 30,000,000갤런 규모의 플랜트에 대해 규모의 경제가 존재하는 것으로 나타났습니다. 즉, 수화된 에탄올로 연료를 공급하는 현장 가스 터빈 발전기 세트를 활용하여 관련 전력 수요를 제공합니다. 식물. 터빈 배기 가스는 고압 증기를 얻는 데 사용될 수 있으며 사용된 뜨거운 터빈 배기 가스는 공정 부산물 건조 작업에 사용될 수 있습니다. 비용 효율성을 극대화하려면 공정 부산물(DDG), 이산화탄소 및 동체유 성분을 생산하는 규정이 전체 설계에 포함되어야 합니다.

에탄올 연료 생산을 위해 선택한 공급원료의 유형은 공장 설계에 상당한 영향을 미칩니다. 에탄올은 공급원료 준비 공정의 설계를 수정하여 다양한 설탕 또는 전분 함유 작물에서 생산됩니다. 공급원료의 물리적 특성과 탄수화물의 특성(즉, 설탕 대 전분)을 수용하려면 변형이 필요합니다.

공급원료를 가공하기 전에 분쇄, 분쇄 또는 추출을 위한 준비 장비가 필요합니다. 공급원료 준비를 위한 밀링 장비는 수분 함량, 물리적 구조 및 섬유 함량과 같은 공급원료의 특성에 따라 다릅니다.

전분 가수분해

전분 함유 공급원료에는 탱크, 가열 및 냉각 시스템, 교반 시스템, 이송 펌프 및 모니터링 장비를 포함한 전분 가수분해 장비가 필요합니다. 전분질 공급원료는 가수분해 전에 20메시 스크린을 통과할 수 있는 입자 크기로 분쇄되어야 합니다.

열 교환기를 통해 순환되는 증기는 매시를 가열하는 가장 일반적인 수단입니다. 따라서 전분 가수분해 가열 요구 사항은 공장 보일러 용량에 포함되어야 합니다.

끓는점에서 발효 온도(약 30°C)까지 매시를 냉각시키는 것은 일반적으로 열교환기 설계에 있어서 결정적인 요소입니다. 이는 냉각수의 주변 온도가 상대적으로 높은 열대 기후에서 특히 그렇습니다.

전분 가수분해 탱크의 교반 시스템은 점성(진한) 전분 용액을 효율적으로 혼합하기에 적합해야 합니다. 전분을 물에 넣고 가열하면 매우 두꺼운 겔이 형성됩니다. 전분의 젤라틴화는 효율적인 효소 가수분해에 필수적입니다. 효율적인 열교환과 효소 활성을 보장하려면 겔화된 전분 매쉬를 철저히 혼합하는 것이 필요합니다.

전분 가수분해 모니터링 장비에는 매쉬 온도와 증기 온도를 측정하는 온도계와 가압 전분 가수분해 시스템을 사용하는 경우 매쉬 압력을 측정하는 압력 게이지가 포함됩니다. 전분 가수분해 효율을 측정하는 테스트도 필요합니다. 일반적으로 공급원료는 에탄올 생산의 경제성을 결정하는 가장 중요한 요소이며, 비효율적인 전분 가수분해는 에탄올 생산에 큰 경제적 영향을 미칠 수 있습니다.

전분 가수분해 시스템에는 배치 시스템과 연속 시스템이라는 두 가지 일반적인 유형이 있습니다. 배치 시스템은 발효 탱크 용량 및 유지 시간에 따라 크기가 결정되는 탱크로 구성됩니다. 탱크에는 증기와 냉각수를 순환시키는 열 교환기(보통 내부 코일)가 장착되어 있습니다. 매시는 기어 감속 및 혼합 임펠러가 장착된 모터에 의해 교반됩니다. 높은 수준의 고형물을 처리할 수 있는 이송 펌프는 발효 탱크의 매시를 이송하는 데 사용됩니다. 점성이 매우 높은 공급원료의 경우 열 교환 및 매쉬 교반은 매시를 외부 열 교환기를 통해 탱크로 다시 펌핑하여 수행됩니다. 배치 시스템은 탱크를 채우고 효소 가수분해의 다단계 공정을 수행한 다음 전체 매시 볼륨을 발효기로 펌핑하여 작동됩니다.

연속 전분 가수분해 시스템에는 더 정교한 장비가 필요하지만 일반적으로 더 효율적입니다. 연속 시스템은 일반적으로 매시와 줄기가 105~150°C의 온도에서 압력을 받아 혼합되는 "제트 쿠커"를 사용합니다. 물, 공급원료 및 효소는 제어된 속도로 사전 혼합 탱크에 공급되고 가열되고 펌핑됩니다. 제트기를 통해 압력을 받고 있습니다. 매시는 몇 분 동안 고압 및 고온에서 유지된 후 밥솥에서 보관 탱크로 방출되어 냉각되고 추가 효소가 추가됩니다. 그런 다음 매시는 발효기로 옮겨집니다. 이러한 시스템의 높은 압력과 온도로 인해 전분의 젤라틴화 및 가수분해가 더욱 효율적으로 이루어집니다. 이러한 시스템에는 매시를 압력 하에 유지하기 위해 고압 보일러와 비교적 정교한 시스템이 필요합니다. 장비의 크기는 식물 발효기 용량과 쿠커 내 매쉬 체류 시간을 기준으로 결정됩니다.

발효

발효는 발효로 인해 발생하는 열을 제거하기 위해 교반기와 열교환기를 갖춘 탱크에서 이루어집니다. 탱크 크기는 매쉬의 설탕 농도, 발효 시간, 최종 에탄올 농도 및 식물 생산 속도를 기준으로 합니다.

최종 매시 에탄올 농도는 매시 설탕 농도의 직접적인 함수입니다. 공급원료와 효모 에탄올 내성의 한계 내에서 더 높은 에탄올 농도가 바람직합니다. 최대 매시 에탄올 농도는 부피당 중량의 약 10%입니다. 10% 이상의 농도에서는 효모가 죽습니다. 일반적으로 수분 함량이 높고 설탕이나 전분 농도가 20% 미만인 공급원료는 희석 없이 발효될 수 있습니다. 전분이나 설탕 농도가 높은 공급원료는 희석이 필요합니다. 농도가 효모가 견딜 수 있는 최대량의 에탄올을 생산하는 데 필요한 양을 초과하면 설탕이 낭비됩니다.

발효에는 일반적으로 발효를 시작하는 데 사용된 효모의 양과 매쉬 설탕 농도에 따라 12~72시간이 소요됩니다. 공장에는 일반적으로 증류용 발효 매쉬를 지속적으로 공급하기 위해 시차를 두고 운영되는 여러 발효 탱크가 장착되어 있습니다.

특히 소규모 공장에서 에탄올 생산 시 가장 중요한 문제 중 하나는 박테리아에 의한 매시 오염입니다. 박테리아는 에탄올로 전환될 수 있는 당을 활용합니다. 좋은 공장 설계와 효율적인 발효는 값비싼 멸균 시스템에 의존하지 않고도 오염을 제어할 수 있습니다.

증류

증류 시스템은 배치식 또는 연속식일 수 있습니다. 하나의 시스템을 선택하거나 다른 시스템을 선택하는 것은 공장 규모에 따라 결정됩니다. 두 유형 모두 가열 시스템, 일반적으로 증기(저압 보일러에서 나올 수 있음), 증류탑 및 응축기가 필요합니다.

증류탑 크기와 에탄올 생산 속도는 발효 매쉬의 에탄올 농도, 발효 용량 및 생산 일정에 따라 결정됩니다. 연간 에탄올 생산량이 최대 약 100,000리터에 달하는 소규모 공장에서는 배치 증류 시스템을 효율적으로 사용할 수 있습니다. 배치 시스템에서는 전체 매시 볼륨이 증류기라고 불리는 대형 용기에 전달되거나 충전된 후 가열됩니다. 증기는 증류탑으로 유입됩니다. 배치 시스템은 연속 공급 증류 시스템보다 효율성이 떨어지지만 구축 및 운영이 훨씬 쉽습니다.

연속 공급 시스템에서는 발효된 매쉬가 제어된 속도로 증류탑으로 펌핑되고 ​​열은 증류탑 바닥에 유입됩니다. 처리되지 않은 매시를 시스템을 통해 다시 공급하기 위해 컬럼 상단에 준비가 되어 있습니다. 향상된 효율성이 추가된 복잡성을 정당화하는 대규모 공장에서는 연속 공급 컬럼을 사용해야 합니다.

탈수

The intended use of the ethanol determines the need for dehydration systems to remove the five percent water that cannot be separated by distillation. If ethanol is to be blended with gasoline, dehydration is required. The presence of water in ethanol gasoline-blends results in phase separation in storage or fuel tanks. Dehydration is not required if ethanol is to be used to replace gasoline. Ethanol can be used directly in modified engines at concentrations of between 80 and 95 percent.

By-product Recovery

Solid by-products are recovered from stillage with solid/liquid separation equipment. This equipment can range from simple screens to such complex equipment as centrifuges or vacuum filters. Soluble protein in thin stillage can be recovered by evaporation. If by-products are to be stored or transported significant distances, drying is necessary. Stillage with high moisture content can often be fed directly to livestock at or near the site of ethanol production with minimal separation or processing.

Effluent Treatment

Production of each volume of fuel ethanol will generate about nine volumes of effluent. A portion of the effluent can be recycled and used to dilute high concentration feedstocks. However, even if the effluent is recycled, it can still cause a significant pollution problem. To avoid pollution of surface water or ground water, the effluent must undergo microbiological degradation; that is, the harmful organic matter contained in the effluent must be broken down before the effluent is disposed of. This is done anaerobically, aerobically, or by a sequential combination of the two methods. Effluent degradation is usually done in a simple treatment pond, followed by a stabilization pond, if necessary. Alternatively, the effluent can be fed to biogas digesters, combining energy production with waste treatment.

Utilities

Ethanol production requires water, boiler fuel, and transportation for feedstock, ethanol, and by-products. Electricity may be used to run pumps, stirring motors, process controls, and instrumentation, but there are many units throughout the world that produce up to 10,000 gallons per year without electricity. Water is required for mash dilution and cooling in heat exchangers used with starch hydrolysis systems, fermenters, and condensers.

Boilers used to generate process steam require a low-cost, low-quality fuel such as natural gas, biogas, biomass, coal, residual oil, or bagasse (bagasse is crushed sugar cane or beet refuse from sugar making). High-quality liquid fuels or electricity are uneconomical and inefficient for use as boiler fuel. Finally, the feedstock needs to be transported to the plant; and the products, both ethanol and by-product animal feed, need to be transported to the point of use.

The process energy requirements for ethanol fuel production vary widely depending on equipment, process design, and feedstock. The production of one liter of ethanol with a heating value of 5,625 Kcal/liter would typically require 800 to 1,200 Kcal for cooking, 1,300 to 1,500 Kcal for distillation, 800 to 1,000 Kcal for dehydration, and about 300 Kcal to operate stirring motors and pumps. The drying of by-products from the production of one liter of ethanol might require an additional 600 to 700 Kcal. The production of anhydrous ethanol and dried by-products from grain--representing the high range for process energy--would require 2,800 to 3,800 Kcal/liter. The production of 90 percent ethanol from sugar feedstock without by-product drying--representing the low range for process energy--would require 1,600 to 1,800 Kcal/liter.

The availability and the cost of utilities are critical factors both in the scale and the economics of alcohol production. Two factors have contributed to the failure of ethanol fuel projects in developing countries: (1) plants for the production of ethanol fuel were so large that the support utilities were unable to meet their energy needs; and (2) the plants were sited so far from the feedstock that transportation was not economical.

Plant Scale

Ethanol fuel plants range in size from a few thousand liters to more than 100 million liters of annual production. The design and operation of small-scale plants can be greatly simplified by combining starch hydrolysis, fermentation, and batch distillation in multi-purpose process tanks. The plants could include one or several tanks supplying fermented mash for a single distillation column. Plants up to about 100,000 liters of annual production can be designed this way. Even larger batch plants can be considered if low-cost boiler fuel is available. With good technical assistance, small-scale batch plants can be built and operated with local, community-level resources and skills.

Greater operating efficiency can be obtained in larger plants by separating starch hydrolysis and fermentation in specially designed systems and using continuous feed distillation columns. Generally, the greater capital cost and operating complexity of this type of plant will be returned in operating efficiency. Large-scale alcohol plants require at least some employees with relatively sophisticated management and technical skills. Plant design, equipment, and construction often require resources outside the local community.

COST/ECONOMICS

It is difficult to provide general information about ethanol fuel economics because production costs and product value depend on plant location, feedstock, production scale, and end use.

에탄올 생산에는 자본 비용과 운영 비용이 모두 포함됩니다. 소규모 배치 공장의 자본 비용에서 중요한 두 가지 요소는 전분 가수분해 시스템과 보일러 용량입니다. 대규모 공장에서는 엔지니어링, 증류 시스템 및 공정 제어가 상대적으로 더 중요합니다. 일반적으로 알코올 공장의 자본 비용은 연간 생산 능력 리터당 $0.50에서 $1(US)입니다. 미국 공장의 수치에 따르면, 매우 작거나 매우 큰 공장의 연간 생산 능력 리터당 자본 비용은 일반적으로 중간 규모 공장(연간 생산량 100만 ~ 1000만 리터)보다 높습니다.

규모에 관계없이 에탄올 생산에서 가장 큰 운영 비용은 공급원료입니다. 에탄올 연료 생산이 수익성을 갖기 위해서는 공급원료의 경제적인 공급이 필수적입니다. 소규모 공장에서는 인건비도 상대적으로 중요할 수 있습니다.

엔진 변환, 유통 및 마케팅, 플랜트 유틸리티, 공급원료 및 제품 운송에 대한 간접 비용도 에탄올 생산 비용을 평가하는 데 중요합니다.

에탄올 시장 가치는 최종 용도에 따라 달라집니다. 대체 연료로서 에탄올의 시장 가치는 일반적으로 휘발유 가격을 기준으로 측정됩니다. 가솔린과 혼합된 에탄올의 시장 가치는 에탄올/가솔린 혼합의 옥탄가가 증가하기 때문에 가솔린보다 높을 수 있습니다.

부산물 시장 가치는 동물 사료의 현지 가격을 기준으로 측정됩니다. 이 값은 일반적으로 사료의 단백질 함량을 비교하여 결정됩니다.

에탄올 생산 비용과 에탄올의 시장 가치를 제외한 다른 요인들도 경제 분석에 중요할 수 있습니다. 수입 석유를 국내에서 생산된 재생 연료로 대체하면 국제수지 적자를 개선할 수 있으며 상대적으로 높은 에탄올 비용에도 불구하고 경제적으로 유리할 수 있습니다. 농촌 고용 기회, 농산물 대체 시장 및 에너지 독립은 공장 수익성을 직접 계산하는 것 외에도 상당한 경제적 이점을 제공할 수 있습니다.