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de combustible de etanol
Química
Estructura de la molécula de etanol. Todos los enlaces son enlaces simples
Glucosa (Un azúcar simple) se crea en la planta mediante la fotosíntesis.
6 CO2 + 6 H2O + luz C6H12O6 + 6 O2
Durante la fermentación de etanol, la glucosa se descompone en etanol y dióxido de carbono.
C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + calor
Durante la combustión de etanol reacciona con oxígeno para producir dióxido de carbono, agua y calor:
C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O + calor
Después de doblar la reacción de combustión debido a que dos moléculas de etanol se producen por cada molécula de glucosa, y la adición de las tres reacciones, hay el mismo número de cada tipo de molécula cada lado de la ecuación, y la reacción neta de la producción mundial y el consumo de etanol es justo:
calor luz
El calor de combustión del etanol se utiliza para conducir el pistón en el motor de la expansión de gases calientes. Podemos decir que la luz del sol se utiliza para girar el motor.
La glucosa en sí no es la única sustancia en la planta que se fermenta. La fructosa azúcar simple también está experimentando fermentación. Tres otros compuestos presentes en la planta puede ser fermentado después de su separación de la hidrólisis en glucosa y fructosa moléculas que los componen. Almidón y celulosa son las moléculas que son cadenas de moléculas de glucosa y sacarosa (azúcar de mesa) es una molécula de glucosa unidas una molécula de fructosa. La energía para crear fructosa en la planta proviene en última instancia del metabolismo de la glucosa formada por la fotosíntesis, y por lo tanto la luz del sol proporciona la energía producida por la fermentación de estas otras moléculas.
El etanol también puede ser producido industrialmente a partir del etileno (etileno). La adición de agua al doble enlace convierte de etileno etanol:
CH2 = CH2 + H2O CH3CH2OH
Esto se hace en presencia de un ácido que cataliza la reacción, pero no se consume. Etileno se produce a partir de aceite de craqueo a vapor.
Cuando el etanol se quema en la atmósfera en lugar de oxígeno puro, otras reacciones químicas se producen con los diferentes componentes de la atmósfera como N2. Esto conduce a la producción de óxidos de nitrógeno NOx, un contaminante del aire más importantes.
Fuentes
Artículo principal: los cultivos de la Energía
La recolección de caña de azúcar
Maizal África Sur
El pasto switchgrass
El etanol es una fuente de energía renovable, porque la energía se genera con un recurso, la luz del sol, que la reposición natural. Creación de etanol comienza con la fotosíntesis causando una carga como la caña de azúcar o el maíz, para crecer. Estas materias primas son transformadas en etanol.
Aproximadamente el 5% de etanol en todo el mundo en 2003 era en realidad un producto derivado del petróleo. Está formada por hidratación catalítica del etileno con ácido sulfúrico como catalizador. También se puede obtener a través de etileno o de acetileno, carburo de calcio, carbón, petróleo, gas y otras fuentes. Dos millones de toneladas de etanol derivado del petróleo se producen cada año. Los principales proveedores son las plantas en los Estados Unidos, en Europa y Sudáfrica. El etanol derivado del petróleo (etanol sintético) es químicamente idéntico al bio-etanol y se puede diferenciados sólo por la datación por radiocarbono.
El bioetanol se obtiene de la transformación de materiales a base de carbono. materias primas agrícolas se considera renovable debido a que obtienen su energía del sol mediante la fotosíntesis, siempre que todos los minerales necesarios para el crecimiento (como el nitrógeno y fósforo) son devueltos a la tierra. El etanol puede ser producido partir de diversas materias primas como la caña de azúcar, el bagazo, miscanthus, remolacha azucarera, sorgo, sorgo, switchgrass, la cebada, cáñamo, kenaf, patatas, batatas, mandioca, girasol, jarabe de frutas, melaza, maíz, caña de azúcar, grano, paja de trigo, algodón, la biomasa, y muchos tipos de residuos de celulosa y la cosecha, lo que tiene la mejor evaluación de los pozos de las ruedas.
Otro método para producir bioetanol a partir de algas está siendo desarrollado por la empresa Algenol. En lugar de cultivo y la recolección de algas y la emoción que las algas crecen en la luz solar y la producción de etanol que se extrae directamente sin matar algas. Dijo que el proceso puede producir 6.000 galones por acre por año contra 400 litros para la producción de maíz.
En la actualidad, el proceso de la primera generación para la producción de etanol de maíz sólo utilizamos una pequeña parte de la planta de maíz: los granos de maíz se extraen de la planta de maíz y el almidón, lo que representa aproximadamente el 50% del peso en seco del núcleo, se convierte en etanol. Hay dos tipos de procesos de producción son segundos el desarrollo. El primer tipo utiliza enzimas y levaduras para convertir la celulosa en etanol, mientras que el segundo tipo utiliza pirólisis transformar toda la planta ya sea a un bio-aceite o gas de síntesis. proceso de la segunda generación también se puede utilizar con las plantas como las hierbas, madera o residuos agrícolas como la paja.
proceso de producción
Ver también: los problemas relacionados con el etanol derivado del maíz
Los pasos básicos para la producción a gran escala de etanol son: microorganismos (levaduras) la fermentación azúcares, destilación, deshidratación (los requisitos varían, consulte las mezclas de etanol combustible, abajo), y la desnaturalización (opcional). Antes de la fermentación, Algunos cultivos requieren sacarificación o la hidrólisis de los carbohidratos como la celulosa y el almidón en azúcares. Sacarificación de la celulosa que se conoce celulolisis (véase el etanol de celulosa). Las enzimas se utilizan para convertir el almidón en azúcar.
Fermentación
Artículo principal: Fermentación etanol
El etanol se produce por la fermentación microbiana de azúcar. fermentación microbiana que actualmente trabajan directamente con los azúcares. Dos componentes importantes de las plantas, el almidón y la celulosa están compuestos por los azúcares, y pueden, en principio, se convierte en azúcares para la fermentación. En la actualidad, sólo el azúcar (por ejemplo, la caña de azúcar) y almidón (maíz, por ejemplo) Algunas partes pueden ser económicamente convertido. Pero hay mucha actividad en el ámbito de etanol celulósico, donde se ha roto parte de una planta de celulosa en azúcares y se convierten en etanol.
Destilación
planta de etanol en West Burlington, Iowa
Sertozinho planta de etanol en Brasil.
Para que puedan utilizar etanol como combustible, el agua debe ser removida. La mayoría del agua se extrae por destilación, pero la pureza está limitada a 95-96% debido a la formación de un azeótropo de bajo punto de ebullición del agua-etanol. El 95,6% m / m (96,5% v / v) de etanol, 4,4 m% m / m (3,5% v / v) mezcla de agua se puede utilizar como único combustible, pero a diferencia de etanol anhidro, insoluble en la gasolina, por lo que la fracción de agua es típicamente eliminados en el tratamiento de otros quemaduras en combinación con gasolina en motores de gasolina.
La deshidratación
Hay cinco métodos básicos para la deshidratación eliminar el agua de etanol azeotrópico mezcla de agua /. El primer método, utilizado en muchas plantas de etanol carburante al principio, y se llama destilación azeotrópica como la inclusión de benceno o ciclohexano en la mezcla. Cuando estos elementos se agregan a la mezcla, forma una mezcla heterogénea azeotrópica en equilibrio líquido-vapor-líquido, que cuando se produce el etanol anhidro destilado en la parte inferior de la columna y una mezcla de vapor de agua y ciclohexano de benceno. Cuando condensada, se convierte en una mezcla de dos fases líquidas. Otro método Rápida, llamada destilación extractiva, que incluye la adición de un elemento ternario lo que aumenta la volatilidad relativa de etanol. Cuando la mezcla ternario se destila, producirá etanol anhidro en la parte superior del flujo de columna.
Con una atención cada vez mayor atención al ahorro de energía Muchos métodos han sido propuestos para evitar la destilación juntos por deshidratación. Entre estos métodos, tercera método ha surgido y se han adoptado por la mayoría de las plantas de etanol moderna. Este nuevo proceso utiliza tamiz molecular eliminar el agua de combustible de etanol. En este proceso, el vapor de etanol, bajo la presión pasa a través de un lecho de bolas molecular tamiz. El tamaño del cordón de los poros para permitir la absorción de agua mientras que excluye el etanol. Después de un período de tiempo, el lecho es regenerado de vacío para eliminar el agua absorbida. Dos camas se usan para que uno puede servir para absorber el agua mientras que el otro es regenerado. La tecnología de la deshidratación puede conseguir un ahorro energético de 3.000 BTU / galón (840 kJ / l) en comparación con tiempo de destilación azeotrópica.
Tecnología
motores a base de etanol
El etanol es más utilizado automóviles poder, aunque puede utilizarse para alimentar otros vehículos, como tractores agrícolas, embarcaciones y aviones. Etanol (E100) el consumo en un motor es aproximadamente un 51% superior a la de la gasolina porque la energía por unidad de volumen de etanol es 34% menor que la gasolina. Sin embargo, la mayor relación de compresión en un motor de etanol sólo permiten la salida Mayor y mejor economía de combustible que se podría obtener con menor relación de compresión. En general, los motores de etanol son sintonizado para dar un poco más de potencia y torque que los motores de gasolina. En los vehículos de combustible flexible, la relación de compresión baja requiere valores que dan el mismo resultado utilizando gasolina o etanol hidratado. Para obtener los máximos beneficios del etanol, una relación de compresión mucho más alto debe ser usado, que lo hacen inadecuado para su uso en la gasolina de motor. Cuando la disponibilidad de combustible etanol permite alta compresión de los vehículos de combustible de etanol para ser práctico, el consumo de combustible de estos motores deben ser iguales o mayor que los motores de gasolina actuales. Actual diseños de alta compresión del motor no son el combustible de etanol en cerca de un 20-30% menos eficaz sólo que sus homólogos de gasolina.
Un estudio realizado en 2004 en el MIT y un artículo anterior publicado por la Sociedad de Ingenieros Automotrices identificar un método para explotar características del combustible de etanol sustancialmente mejor que se mezcle con la gasolina. El método tiene la posibilidad de obtener alcohol para lograr una mejora significativa en el coste-efectividad de los vehículos eléctricos híbridos. La mejora es utilizar dos de inyección directa de alcohol puro (o mezcla azeotrópica o E85) y gasolina en cualquier proporción hasta 100% de cada uno, en una relación de compresión turbo de alta, el motor pequeño desplazamiento con un rendimiento similar a un motor de dos veces el desplazamiento. Cada fuente se hizo por separado, con un pequeño tanque de alcohol. La alta compresión (aumento de la eficiencia) motor en marcha la gasolina regular en las condiciones de la travesía de baja potencia. El alcohol se inyecta directamente en los cilindros (inyección de gasolina y la misma reducción del tiempo) sólo cuando sea necesario para eliminar Nock como cuando aceleración significativa. cilindros de inyección directa plantea documento ya de alto octanaje del etanol hasta un 130 reales. El cálculo de la reducción global El consumo de combustible y emisiones de CO2 es de 30%. El tiempo de recuperación para el consumo muestra una mejora con respecto a 4:01 turbodiesel y una mejora con respecto a 5:01 híbrido. Además, los problemas de absorción de agua en la gasolina premezclada (que causa la separación fase), los problemas de abastecimiento de relaciones de mezcla de tiempo múltiples y de arranque en frío se evitan.
El etanol mayor índice de octanaje permite un aumento de la relación de compresión de un motor de mayor rendimiento térmico. En un estudio, los controles del motor y aumentar la recirculación gas tiene una relación de compresión de 19,5 E50 con combustibles a partir de etanol puro. Eficiencia térmica hasta en eso por un motor Diesel se ha alcanzado. Esto daría como resultado el MPG (millas por galón) de un vehículo de etanol dedicada casi lo mismo que la quema de gasolina.
Desde 1989, también hay motores de etanol se basa en el principio de funcionamiento de diesel en Suecia. Se utilizan principalmente en la los autobuses urbanos, sino también en los camiones recolectores de basura y la distribución. Los motores, Scania, tiene un cambio tasa de compresión, y el combustible (conocido como nombre ED95) utilizada es una mezcla de etanol 93,6% y el 3,6% de encendido, y la desnaturalización del 2,8%. El l'allumage, es posible para encender el combustible en el ciclo de combustión de diesel. Es entonces también es posible utilizar el principio de la eficiencia energética diesel con etanol. Estos motores se utilizaron en el Reino Unido mediante la lectura del transporte, pero el uso de combustible de bioetanol se va out.why
Motor de arranque en frío durante el invierno
2008 Honda Civic brasileña de combustible flexible tiene un acceso directo al exterior del tanque tanque de combustible secundario en la parte frontal derecha, la puerta del depósito de combustible correspondiente es indicada por la flecha.
mezclas de etanol representan un gran problema para llegar a la presión de vapor suficiente para vaporizar el combustible y de encendido por chispa en el clima frío (Desde el etanol tiende a aumentar la entalpía de vaporización del combustible). Cuando la presión de vapor sea inferior a 45 kPa arrancar un motor frío es difícil. Para evitar este problema a temperaturas inferiores a 11 grados centígrados (59 F), y reducir las emisiones de etanol mayor durante la estación fría, los mercados de los EE.UU. y Europa ha adoptado el E85 aprovechar al máximo su combustible en los vehículos flexibles, y están optimizados para funcionar a esa mezcla. En lugares con frío extremo, el etanol en los Estados Unidos tiene una reducción estacional del E70 para estas regiones muy frías, pero sigue siendo vendido como E85. En los lugares donde la temperatura desciende por debajo de -12 C (10 F) durante el invierno, Se recomienda instalar un calentador de gasolina y E85. Suecia tiene una reducción similar en la temporada, pero el contenido de etanol en la mezcla se reduce a E75 durante los meses de invierno.
Brasil vehículos de combustible flexible pueden ejecutar en las mezclas El etanol E100, que es el etanol hidratado (con un máximo de 4% de agua), lo que hace bajar la presión de vapor más rápidamente en comparación con el E85. En consecuencia, los vehículos flex brasileños están construidas con un tanque de combustible secundario ubicado cerca el pequeño motor. Durante un arranque en frío de gasolina pura se inyecta para evitar problemas con el arranque a bajas temperaturas. Esta disposición es especialmente necesaria para los usuarios en las regiones del sur y centro de Brasil, donde las temperaturas suelen descender por debajo de la 15 grados centígrados (59 F) durante el invierno. Una generación de mejores motores Flex-Fuel se inició en 2009, lo que elimina la necesidad de tanque de almacenamiento de gas secundaria. En marzo de 2009, Volkswagen do Brasil ha puesto en marcha el Polo E-Flex, el primer modelo de combustible flexible brasileño sin un tanque auxiliar de arranque en frío.
mezclas de combustible de etanol
Para más detalles sobre este asunto, vea comunes las mezclas de etanol carburante.
la gasolina de etanol hidratado tipo C precio mesa para uso en Brasil
Para evitar la parada del motor a causa de "babosas" agua en el caudal de combustible interrumpir las líneas de combustible, el combustible debe existir como una única fase. La fracción de agua que el etanol-gasolina pueden contener, sin fase de separación aumenta con el porcentaje de etanol .. Esto demuestra, por ejemplo, que E30 puede tener con el agua alrededor del 2%. Si más del 71% de etanol, el resto puede ser cualquier proporción de gasolina y agua o de separación de fases se no se produce. Sin embargo, el consumo de combustible disminuye con el contenido de agua en aumento. La solubilidad en agua aumenta con la adición de etanol permite E30 y el etanol hidratado para poner en el mismo tanque, ya que cualquier combinación de los mismos siempre resulta en una sola fase. Un poco menos el agua se tolera temperaturas más bajas. Para E10, que es alrededor de 0,5% v / v de 70 F y disminuye a cerca de 0,23% v / v a -30 F.
En muchos países, los coches tienen el mandato de utilizar mezclas de etanol. Brasil requiere ser adecuada para los coches de etanol 25%, y ha requerido varias mezclas entre 22% y 25% de etanol, desde julio de 2007 y el 25% se requiere. Los Estados Unidos permiten mezclas 10%, y algunos estados requieren este (o una cantidad menor) en toda la gasolina vendida. Otros países han adoptado sus propias necesidades. A partir del año Modelo 1999, un creciente número de vehículos en el mundo se fabrican con motores que pueden funcionar con cualquier combustible de etanol 0% a 100% de etanol sin modificación. Muchos autos y camiones ligeros (una clase que contiene monovolúmenes, todo terrenos y camionetas) están diseñados para ser vehículos de combustible flexible (también llamados vehículos bi-fuel). En los modelos más antiguos, sus sistemas de motor los sensores de alcohol en el combustible y / o sensores de oxígeno en los gases de escape que el suministro de insumos a la computadora control del motor para ajustar la inyección de combustible para alcanzar estequiométricas (sin actividad residual de combustible o de oxígeno libres en los gases de escape), de la relación aire-combustible para cualquier mezcla de combustible. En los nuevos modelos, sensores de alcohol han sido retirados, con el ordenador utilizando el oxígeno y la retroalimentación sensor de aire para estimar el contenido de alcohol. El control de la computadora motor también puede ajustar (por adelantado), la sincronización del encendido para lograr una mayor producción sin pre-ignición cuando se predijo que los porcentajes los más altos niveles de alcohol están presentes en el combustible quemado. Este método se apoya en sensores avanzados knock – utilizado en la mayoría de motores de gasolina de alto rendimiento, independientemente de que están diseñados para el uso del etanol o no – que puede detectar antes de la ignición y la detonación.
La economía de combustible
En teoría, todo el combustible del vehículo de motor de una economía de combustible (medido millas por galón EE.UU., o en litros por 100 km), que es directamente proporcional al contenido energético del combustible. En realidad, existen muchas otras variables que entran en juego que afectan al rendimiento de combustible en un motor en particular. El etanol contiene aprox. energía 34% menos por unidad volumen que la gasolina, y por lo tanto, en teoría, la combustión de etanol puro en un vehículo se traducirá en una reducción del 34% en millas por galón, habida cuenta de la misma economía de combustible en comparación a la quema de gasolina. Dado que el etanol tiene un octanaje más alto el motor puede ser más eficaz, aumentando la relación de compresión. De hecho, utilizando un turbocompresor variable, la relación de compresión puede ser optimizado para el combustible utilizada, que hace que la economía de combustible más o menos constante para todas las mezclas. . Para E10 (etanol 10% y 90% gasolina), es el efecto baja (~ 3%) en comparación con la gasolina convencional, e incluso más pequeño (1-2%) en comparación con oxigenada y reformulada mezclas. Sin embargo, E85 (etanol 85%), el efecto se vuelve significativo. E85 ocurren con menos kilometraje que la gasolina, y se requerirá más frecuentes estaciones de servicio. El El rendimiento real puede variar dependiendo del vehículo. Con base en las pruebas de la EPA para todos los modelos E85 2006, el gasto medio de combustible para vehículos E85 resultó en 25,56% menor que la gasolina sin plomo. millaje EPA nominal de los vehículos actuales de combustible flexible que Estados Unidos debería ser en cuenta al comparar los precios, pero debe tenerse en cuenta que el combustible E85 es un alto rendimiento, con un octanaje de cerca de 104, y deberá ser comparada con la prima. En un precio estimado de venta del E85 etanol en los EE.UU. es 2,62 dólares por galón o 3,71 dólar para corregir la equivalencia de energía en comparación con un galón de gasolina un precio de 3,03 dólares. etanol de caña de Brasil (100%) tiene un precio de 3,88 dólar frente a 4,91 dólar por E25 (como en julio de 2007).
sistemas de producción hasta el consumo
Mientras que los sistemas de producción de biodiésel se vendieron a usuarios domésticos y profesionales durante muchos años, los sistemas de producción de etanol comercializado diseñado para su uso por el consumidor final y se están quedando en el mercado. En 2008, dos empresas diferentes han anunciado los sistemas de escala en casa etanol. La avanzada del sistema de combustible AFS125 Allard investigación y desarrollo es capaz de producir etanol y biodiesel en una sola máquina, mientras que la E-100 MicroFueler E-Fuel Corporation se dedica al etanol solamente.
País Experiencia
Los primeros productores mundiales de etanol en 2008 fueron los Estados Unidos a 9,0 millones de galones de líquido EE.UU. (BG) y Brasil (6,47 GB), que representa el 89% de la producción mundial 17,33 mil millones de galones EE.UU. (65,6 millones de litros). fuertes incentivos, junto con otras iniciativas de desarrollo de la industria, dan lugar a industrias incipientes etanol en países como Canadá, China, Tailandia, Colombia, India, Australia y algunos países América Central. Sin embargo, el etanol no tiene todavía hacer mella en el consumo global de petróleo de alrededor de 4 mil millones toneladas / año (84 millones de barriles / día) en 2006.
La producción total anual de etanol (todos los niveles)
País (2004-2006)
Los 15 países
(En millones de galones de líquido EE.UU. por año)
La producción anual de combustible de etanol
País (2007-2008)
Los 15 países o bloques
(En millones de galones de líquido por año)
Mundo
rango
País
2006
2005
2004
Mundo
rango
País / Región
2008
2007
1
Estados Unidos
4855
4264
3535
1
EE.UU.
9000,0
6498,6
2
Brasil
4491
4227
3989
2
Brasil
6472,2
5019,2
3
China
1017
1004
964
3
Unión Europea
733,6
570,3
4
India
502
449
462
4
China
501,9
486,0
5
Francia
251
240
219
5
Canadá
237,7
211,3
6
Alemania
202
114
71
6
Tailandia
89,8
79,2
7
Rusia
171
198
198
7
Colombia
79,3
74,9
8
Canadá
153
61
61
8
India
66,0
52,8
9
España
122
93
79
9
América Central
N / A
39,6
10
Sudáfrica
102
103
110
10
Australia
26,4
26,4
11
Tailandia
93
79
74
11
Turquía
N / A
15,8
12
Reino Unido
74
92
106
12
Pakistán
N / A
9,2
13
Ucrania
71
65
66
13
Perú
N / A
7,9
14
Polonia
66
58
53
14
Argentina
N / A
5,2
15
Arabia Saudita
52
32
79
15
Paraguay
N / A
4,7
Total mundial
13.489
12.150
10.770
Total mundial
17.335,29
13101,7
Brasil
Artículo principal: combustible de etanol en Brasil e Historia de etanol en Brasil
Brasil tiene el combustible del etanol en el país. Una estación típica de llenado Petrobras en São Paulo con el servicio de combustible dual, marcada por un alcohol (etanol) y G de la gasolina.
Típicos brasileños "flex" de varios modelos fabricantes de automóviles, que funcionan con una mezcla de etanol y gasolina, diesel E20-E25 de etanol E100.
Honda CG 150 Titan Mix fue lanzado en el mercado brasileño en 2009 y se convirtió en la primera motocicleta flex-fuel vendidos en el mundo.
Brasil tiene el mayor programas y bio-combustibles en el mundo, que implica la producción de etanol combustible a partir de caña de azúcar, y es considerada como la primera economía sostenible biocombustibles. En 2006, el etanol brasileño suministró el 18% de combustible del país el transporte por carretera el consumo de las necesidades del sector y, en abril de 2008, más del 50% el consumo de combustible para el mercado de la gasolina. A raíz de la creciente utilización del etanol y del desarrollo del agua profundidad las fuentes de petróleo nacional, Brasil, que años atrás tuvo que importar una gran parte de aceite necesario para el consumo interno, en 2006 alcanzó la autosuficiencia total en el suministro de petróleo.
Juntos, Brasil y Estados Unidos son líderes mundiales en la producción industrial mundial de etanol, que en conjunto representan el 70% de la producción mundial y casi el 90% del etanol utilizado como combustible. En 2006, Brasil producido 16,3 mil millones de litros (4,3 millones de galones EE.UU. líquido), lo que representa 33,3% de la producción mundial de etanol y 42% de etanol el mundo utiliza como combustible. plantaciones de caña de azúcar cubren 3,6 millones de hectáreas de tierras para la producción de etanol, lo que representa sólo 1% de tierra cultivable, con una productividad de 7.500 litros de etanol por hectárea, en comparación con el etanol de productividad de EE.UU. El maíz 3000 litros por hectárea.
La industria del etanol en Brasil es más de 30 años y aunque ya no es subsidiado, producción y uso de etanol se ha visto estimulada por:
préstamos a bajo interés para la construcción de destilerías de etanol
garantizó la compra de etanol por la compañía petrolera propiedad del Estado a un precio razonable
Precio venta etanol puro si es competitiva si no es muy favorable a la gasolina mezclada con etanol
Los incentivos fiscales previstos en la década de 1980 para fomentar la compra de vehículos con etanol puro.
Compra garantizada y regulación de los precios se terminó hace pocos años, con resultados relativamente positivos. Además de estas otras políticas, los productores de etanol en el Estado de São Paulo preparó un proyecto de centro de investigación y transferencia de tecnología que ha sido eficaz en la mejora de rendimiento de caña de azúcar y etanol.
Hay más vehículos ligeros en Brasil funcionan con gasolina pura. Desde 1977, el gobierno hizo obligatoria la mezcla de 20% de etanol (E20) con gasolina (gasohol), que requieren sólo un pequeño ajuste en los motores de gasolina regular. Hoy, la mezcla obligatoria se le permite varían a nivel nacional entre el 20% a 25% de etanol (E25) y es utilizado por todos los vehículos y los vehículos de gasolina convencionales flex. La industria brasileña de fabricación de automóviles desarrollado vehículos de combustible flexible que puede funcionar en cualquier proporción gasolina y etanol. Introducido en el mercado en 2003, estos vehículos se convirtió en un éxito comercial. En diciembre de 2009, la flota de "flex" automóviles y vehículos comerciales ligeros alcanzaron 9,35 millones de vehículos, motocicletas y 183.300 de combustible flexible. El etanol potencia y "Flex" de vehículos como se conoce popularmente, son fabricados para tolerar el etanol hidratado (E100), un azeótropo constituida por etanol y el 4,4% 95,6% agua.
La última innovación en la tecnología brasileña "flex-fuel es el desarrollo de flex-fuel de la motocicleta. La moto flex primero ha puesto en marcha de mercado de Honda en marzo de 2009. Producido por su filial brasileña, la Moto Honda da Amaznia, CG 150 Titan Mix se vende por cerca de 2,700 dólares EE.UU.. Durante los primeros ocho meses su lanzamiento al mercado CG 150 Titan Mix ha vendido 139.059 motocicletas, capturando una cuota de mercado del 10,6% y las ventas de motocicletas segundo nuevo en el mercado Octubre brasileña de 2009.
EE.UU.
Etanol Combustible EE.UU.
producción y las importaciones
(2001-2008)
(En millones EE.UU. líquido galones)
Año
Producción
Importaciones
Solicitud
2001
1770
N / A
N / A
2002
2130
46
2085
2003
2800
61
2900
2004
3400
161
3530
2005
3904
135
4049
2006
4855
653
5377
2007
6500
450
6847
2008
9000
556
9637
Nota: La aplicación incluye cifras sobre las existencias cambio
y las exportaciones de las pequeñas 2005
Artículo principal: combustible de etanol en los EE.UU.
Los Estados Unidos produce y uso de etanol combustible que cualquier otro país del mundo. El uso de etanol como combustible se remonta a Henry Ford, quien en 1896 diseñó su primera coche, "cuadriciclo" para funcionar con etanol puro. Luego, en 1908, produjo el famoso Ford Modelo T para operar en gasolina, etanol o una combinación de ambos. Ford siguió abogando en favor del etanol como combustible, incluso durante la prohibición.
Más coches en el camino hoy en los Estados Unidos pueden funcionar con mezclas de hasta un 10% de etanol y los fabricantes de vehículos ya producen los vehículos diseñados para funcionar con mezclas de etanol muy superior. En 2007, Portland, Oregon se convirtió en la primera ciudad en Estados Unidos para requerir toda la gasolina vendida dentro de los límites de la ciudad para contener por lo menos 10% de etanol. En enero de 2008, tres estados de Missouri, Minnesota y Hawai requieren etanol para ser mezclado con el combustible de los motores de gasolina. Muchas ciudades también requieren mezclas de etanol debido a la no consecución de los objetivos federales de calidad del aire.
E85 Chevrolet Impala FlexFuel LT 2009, Miami, Florida.
Varios fabricantes de automóviles, como Ford, Chrysler y GM para vender vehículos de combustible flexible que puede utilizar gasolina y etanol en la gasolina pura hasta el final hasta el 85% de etanol (E85). A mediados de 2006, Había aproximadamente seis millones de vehículos compatibles con E85 en las carreteras americanas.
En los EE.UU. hay actualmente cerca de 1.900 estaciones de distribución de etanol, Aunque la mayoría de las estaciones están en el cinturón de maíz. Una discusión de los métodos para su distribución en los Estados Unidos utilizan tuberías existentes, que plantea dudas sobre la corrosión. En todos los casos, algunas compañías han propuesto la construcción de un gasoducto para llevar a 1.700 millas de etanol del medio oeste a través de Centro de Pennsylvania a Nueva York.
La producción de etanol combustible a partir de maíz en los Estados Unidos es motivo de controversia para la por varias razones. La producción de etanol de maíz es de 5 a 6 veces menos eficiente que su producción de caña de azúcar. La producción de etanol a partir del maíz es altamente dependiente de las subvenciones y que consume un cultivo de alimentos para producir combustible. Las subvenciones otorgadas a las refinerías y las refinerías El etanol ha sido a menudo citada como la razón de la subida de los precios del trigo y los agricultores que siembran más maíz y la reconversión de tierras considerable para el maíz (maíz), que generalmente consume más fertilizantes y pesticidas que muchos otros usos del suelo. Esto está en contradicción con subsidios efectivamente pagados directamente a los agricultores que se han diseñado para tomar la tierra de la producción de maíz y pagar a los agricultores a plantar pastos y tierras ociosas, a menudo junto con los programas de conservación del suelo en un esfuerzo por impulsar los precios del maíz. Los cambios recientes producción de etanol celulósico y la comercialización pueden disipar algunas de estas preocupaciones. Una forma teóricamente mucho más eficiente la producción El etanol se ha sugerido utilizar la remolacha azucarera que son aproximadamente la misma cantidad de etanol de maíz, sin usar sobre todo porque la cultura alimentaria de remolacha de azúcar de maíz puede crecer en menos de una caña de azúcar tropical.
Más de etanol se consume en Estados Unidos se encuentra en forma de mezclas de bajo nivel de la gasolina al 10%. Muestra que existe una bomba de combustible E10 en el Maryland obligatoria la venta.
En octubre de 2008 el corredor biocombustible primero "fue inaugurado oficialmente en la I-65, un estado a otro en centro de los Estados Unidos. Se extiende desde el norte de Indiana hasta el sur de Alabama, el corredor se compone de más de 200 personas estaciones de servicio, es posible la conducción de vehículos flex-alimentó el lago Michigan en el Golfo de México, pero no más allá del valor de un cuarto de tanque de combustible E85 de una bomba.
El 23 de abril de 2009, el California Air Resources Board aprobó las normas y valores de la intensidad de carbono de referencia Baja California para el estándar de Dióxido de Carbono (LFCs) a entrar en vigor en 1 de enero 2011. Durante la consulta que había una controversia acerca de la inclusión y modelización de los efectos indirectos del cambio de uso del suelo. Después de la retirada de CARB, entre otras críticas, los representantes de la industria etanol en los Estados Unidos se quejó de que este estándar exagera los efectos ambientales del etanol de maíz, y criticó también inclusión de los efectos indirectos de los cambios de uso del suelo como una sanción injusta para el etanol de maíz producido localmente, ya que la deforestación en el mundo en desarrollo está relacionado con la producción de etanol en los Estados Unidos. El valor inicial de referencia fijado para 2011 LFCs significa que el etanol de maíz del medio oeste no satisfacer las normas de California a menos de carbono está reduciendo.
Una controversia similar ha producido después de la de Estados Unidos Agencia de Protección Ambiental (EPA) publicó 05 de mayo 2009, la notificación de un proyecto de reglamento para la nueva Norma de Combustibles Renovables (RFS). El proyecto de reglamento fue publicado para comentarios públicos por un período de 60 días. regla propuesta por la EPA también la huella Carbon cambios en los usos de manera indirecta. El mismo día, el Presidente Barack Obama firmó una directiva presidencial para avanzar la investigación de los biocarburantes y mejorar su comercialización. La Directiva sobre biocarburantes ha establecido un GTI incluyen tres organizaciones Ministerio de Agricultura, la Agencia de Protección Ambiental y el Departamento de Energía. Este grupo ha desarrollado un plan para aumentar la circulación de vehículos de combustible flexible y contribuir a los esfuerzos de comercialización al por menor. Además, coordinará la política de infraestructuras impacto de la oferta, la seguridad del transporte y distribución de biocarburantes. El grupo también encontrará ideas para aumentar el apoyo político la inversión en combustibles de última generación como el etanol celulósico, y reducir la huella ambiental de las culturas Cada vez más biocombustibles, especialmente etanol hecho de maíz.
Europa
La producción de bioetanol en la
Unión Europea (GWh)
No
País
2005
2006
1
Alemania
978
2554
2
España
1796
2382
3
Francia
853
1482
4
Suecia
907
830
5
Italia
47
759
6
Polonia
379
711
7
Hungría
207
201
8
Lituania
47
107
9
Países Bajos
47
89
10
República Checa
0
89
11
Letonia
71
71
12
Finlandia
77
0
27
Total
5411
9274
nd = No disponible
El consumo de bioetanol en la
Unión Europea (GWh)
No
País
2005
2006
2007
1
Alemania
1682
3544
3408
2
Francia
871
1719
3174
3
Suecia
1681
1894
2113
4
España
1314
1332
1310
5
Polonia
329
611
991
6
Reino Unido
502
563
907
7
Bulgaria
–
0
769
8
Austria
0
0
254
9
Eslovaquia
0
4
154
10
Lituania
10
64
135
11
Hungría
28
136
107
12
Países Bajos
0
179
101
13
Dinamarca
–
42
70
14
Irlanda
0
13
54
15
Letonia
5
12
20
16
Luxemburgo
0
0
10
17
Eslovenia
0
2
9
18
República Checa
0
13
2
19
Italia
59
0
0
20
Finlandia
0
10
na
27
UE
6481
10.138
13.563
El consumo El bioetanol es el más grande de Europa en Alemania, Suecia, Francia y España. Europa produce el equivalente a 90% de su consumo (2006). Alemania produce alrededor del 70% de su consumo, España 60% y 50% en Suecia (2006). En Suecia, hay 792 estaciones de E85 en Francia y 131 estaciones de E85 con 550 más están de la construcción.
El Lunes, 17 de septiembre 2007, la bomba de combustible de etanol primero se abrió en Reykjavik, Islandia. Esta bomba es el único su tipo en Islandia. El combustible es importado por Brimborg, un concesionario Volvo, como un piloto para ver cómo los coches etanol trabajar en Islandia.
En la gasolina regular con los Países Bajos no es bio-aditivos outphased lentamente, ya que se adoptó la legislación que requiere que el mineral no remunerado Originalmente ser al menos el 5,75% del consumo total de combustible en 2010. Esto se puede conseguir por sustitución de diesel o gasolina cualquier fuente biológica o el combustible vendido en forma de biocombustible puro. (2007) Sólo una pocas estaciones de servicio donde se vende el E85, que es una mezcla de etanol 85%, 15% de gasolina mezcla. Directamente los países vecinos, Alemania tendría una infraestructura de biocarburantes mucho mejor y ofrece E85 y E50. El Los biocombustibles también son gravadas como combustible ordinario. Sin embargo, el combustible se derrumbó en el extranjero no pueden someterse a imposición y un recibo pago de los últimos en la mayoría de los casos basta para evitar que las multas cuando las aduanas verificar el contenido de la cisterna. (Las autoridades son conscientes de la contribución de combustible de alta y el borde del tanque de combustible es un bien conocido.)
Un ejemplo de autobuses que funcionan con etanol. Es OmniCity un Scania, que ha estado de gira por el Reino Unido, que no usa combustible a gran escala. Una flota de autobuses más grandes similares entrar servicio en Estocolmo en 2008.
Suecia
Artículo principal: combustible de etanol en Suecia
Suecia es el país líder en Europa en este En cuanto al uso del etanol como combustible, pero debe importar la mayor parte del etanol. Todas las estaciones de gas sueca son requerido por una ley del Parlamento de proponer al menos un combustible alternativo, y todos los coches quinto en los lectores de Estocolmo, al menos parcialmente de los combustibles alternativos, principalmente etanol. El número de estaciones de etanol en Europa es más alto en Suecia, con 1.200 estaciones y una flota de vehículos flex-fuel a 116.000 a partir de julio de 2008.
Estocolmo presentará una flota de autobuses híbridos eléctricos sueca en su sistema de transporte público, con carácter experimental 2008. Estos autobuses se utilizan los motores internos de combustión que funcionan con etanol y los motores eléctricos. Diesel vehículos que utilizan etanol.
Con el fin de conseguir un uso más amplio de biocombustibles a partir de los incentivos del gobierno se llevaron a cabo varias. El etanol como otros biocombustibles están exentos de CO2 y la energía hasta el año 2009, resultando en una reducción de precio del 30% al E85 bomba de combustible en comparación con la gasolina. Además, otros incentivos a la demanda de los propietarios de vehículos Flexifuel incluir una prima de $ 1.800 a los compradores de estos coches, la exención del impuesto de congestión en Estocolmo, hasta el 20% de descuento en seguros de autos aparcamiento gratuito en la mayoría de las grandes ciudades, reducir las tasas de matrícula anual y una reducción fiscal del 20% para los vehículos Flexifuel la sociedad. Además, una parte del programa, el gobierno sueco ha decidido que el 25% de sus compras de vehículos (excluyendo a la policía, camiones de bomberos y ambulancias) deben ser vehículos de combustible alternativo.; Para los primeros meses de 2008, el paquete de incentivos se ha traducido flex-fuel ventas de automóviles que representan el 25% de las ventas de coches nuevos.
estaciones de bioetanol
Unión Europea
País
Estaciones
No/106
personas
Suecia
1200
131,26
Francia
211
3,27
Alemania
193
2,35
Suiza
40
5,27
Irlanda
29
6,84
Reino Unido
22
0,36
Asia
China
Artículo principal: Bioenergía en China
China está promoviendo combustible de etanol basado en una base experimental en cinco ciudades en la región central y norte, una medida que apunta a la creación de un nuevo mercado para sus excedentes de grano y reducir el consumo de petróleo. Las ciudades son Zhengzhou, Luoyang y Nanyang en Henan provincia central china de, y Harbin y Zhaodong en la provincia de Heilongjiang, al norte de China. Bajo el programa, Henan promoverá combustible basado en etanol en toda la provincia a finales de este año. Funcionarios dicen que la medida es muy importante para ayudar a estabilizar los precios del grano, el aumento ingresos de los agricultores y la reducción de la gasolina inducidos por la contaminación del aire.
Tailandia
Tailandia ya está usando 10% de etanol (E10) en gran medida a gran escala en el mercado local. A partir de 2008 Tailandia inició con la venta de E20 y E85 a finales de 2008 vehículos de combustible flexible se han introducido con sólo dos estaciones de servicio vender E85.
Tailandia es ahora la conversión de algunas de las acciones cuña de la yuca por el Gobierno en el combustible etanol. producción de etanol de yuca se han mejorado para ayudar a controlar los productos agrícolas la yuca y la caña de azúcar. Con sus recursos de biomasa en abundancia, se cree que el programa de etanol combustible será una nueva forma de crear empleo en las zonas rurales, mientras que la mejora de la balanza de las importaciones de combustible.
Australia
Artículo principal: combustible de etanol Australia
La legislación de Australia impone un límite máximo del 10% de la concentración de combustible con etanol. Las mezclas de gasolina sin plomo y el 90% 10% de combustible de etanol se les conoce como E10. E10 está disponible en estaciones de servicio que operan bajo la BP, Caltex, Shell y marcas Unidas, así como los de un número de pequeñas empresas independientes. Como era de esperar, el E10 es más ampliamente las fuentes disponibles la próxima generación en Queensland y Nueva Gales del Sur, donde se cultiva caña de azúcar. E10 es lo más a menudo mezclados con 91 RON "regular sin plomo" de combustible. Hay un requisito que los minoristas etiqueta de mezclas con etanol carburante en el dispensador.
Debido a que la mayoría del etanol estabilidad bajo presión, es utilizada por Shell en su combustible 100 octanos. Del mismo modo IFS añadir 10% de etanol a 91 octanos de los casos, el combustible premium etiqueta y lo venden más barato que regular sin plomo. Esto es a diferencia de la práctica general de la adición de etanol a un combustible de menor calidad para que su octanaje hasta 91.
Algunos se han planteado preocupaciones sobre el uso mezcla de etanol combustible en los vehículos de gasolina en 2003, pero los fabricantes ampliamente argumentado que sus vehículos han sido un motor combustibles. Desde entonces, no ha habido informes de efectos adversos para vehículos que funcionan con combustibles de etanol.
La Cuenca del Caribe
Etanol Combustible EE.UU.
las importaciones por país
(2002-2007)
(En millones de galones de líquido EE.UU.)
País
2007
2006
2005
2004
2003
2002
Brasil
188,8
433,7
31,2
90,3
0
0
Jamaica
75,2
66,8
36,3
36,6
39,3
29,0
El Salvador
73,3
38,5
23,7
5,7
6,9
4,5
Trinidad y Tobago
42,7
24,8
10,0
0
0
0
Costa Rica
39,3
35,9
33,4
25,4
14,7
12,0
Todos los países de América Central, norte de América del Sur y el Caribe están en un clima tropical con propicias para el cultivo de caña de azúcar. De hecho, la mayoría de estos países tienen una larga tradición de cultivo de la caña de azúcar principalmente para la producción de azúcar y bebidas alcohólicas.
A raíz de los movimientos guerrilleros en América Central en 1983, los EE.UU. unilateral y temporal aprobó la Iniciativa de la Cuenca del Caribe, Esto permite que la mayoría de los países de la región para beneficiarse de una serie de ventajas arancelarias o comerciales. Estos beneficios se hizo permanente en 1990 y, más recientemente, estos beneficios han sido sustituidos por la Cuenca del Caribe y de Comercio Ley de Asociación, aprobada en 2000, y la República Dominicana Republicentral Latina Tratado de Libre Comercio que entró en vigor en 2008. Todos estos acuerdos han permitido a muchos países de la región para exportar etanol la libre circulación de los aranceles de EE.UU.. Hasta 2004, el país que más se ha beneficiado de Jamaica y Costa Rica, pero como Estados Unidos comenzó a exigir más de combustible de etanol, los dos países han aumentado sus exportaciones y otros dos han comenzado a exportar. En 2007, Jamaica, El Salvador, Trinidad y Tobago y de Costa Rica y los Estados Unidos exportó un total de 230,5 millones de galones de etanol, representan 54,1% de las importaciones de EE.UU. de etanol combustible. Brasil comenzó a exportar etanol a Estados Unidos en 2004 y exportó 188,8 millones galones que representan 44,3% de las importaciones de etanol de los Estados Unidos en 2007. Otras importaciones este año desde Canadá y China.
En Marzo de 2007, la diplomacia del etanol "era el centro del Presidente George W. Gira latinoamericana de Bush, en la que él y el presidente de Brasil, Luiz Inácio Lula da Silva, tratando de promover la producción y uso de etanol de caña de azúcar en toda América Latina y el Caribe. Los dos países también acordaron la tecnología para compartir y establecer normas internacionales para los biocombustibles. Transferencia de tecnología de la caña de azúcar en Brasil permitiría a varios países centroamericanos, del Caribe y los países andinos para aprovechar de sus derechos de libre comercio de los acuerdos de subidas o convertirse en exportadores a los EE.UU. en el corto plazo. Además, en agosto de 2007, el Presidente del Brasil visitó México y varios países de América Latina Central y el Caribe para promover la tecnología del etanol brasileño. La alianza del etanol entre los EE.UU. y Brasil genera algunas reacciones negativas por parte de Venezuela, Hugo Chávez, y para entonces el Presidente de Cuba, Fidel Castro, quien escribió que " verá cómo muchas personas entre las masas hambrientas de nuestro planeta ya no consumirán el maíz. "" O peor, dijo, "mediante la financiación los países pobres para producir etanol del maíz o de cualquier otro tipo de comida, ni árbol será encargado de defender a la humanidad de el cambio climático. "Daniel Ortega, presidente de Nicaragua, y uno de los beneficiarios preferentes de la asistencia técnica de Brasil también la crítica expresada por el plan de Bush, pero él se ha comprometido el apoyo del etanol de caña de azúcar con sede durante la visita de Lula a Nicaragua.
Colombia
Colombia programa de etanol se inició en 2002, basado en una ley aprobada en 2001 ordena una mezcla del 10% de etanol con gasolina regular, y el plan es alcanzar gradualmente 25% de mezcla en veinte años. El azúcar de producción de etanol a base de caña comenzó en 2005, cuando que la ley entrara en vigor, y que la producción local no prevé la flota suficiente etanol en todo el país, el programa ha sido aplicarse sólo en las ciudades con más de 500.000 habitantes, Cali, Pereira, la capital de Bogotá. Toda la producción de etanol a partir del departamento del Valle del Cauca, Colombia ámbito tradicional de la caña de azúcar. La yuca es la segunda fuente de etanol, y las patatas y el aceite de ricino también se estudiados.
En marzo de 2009, el gobierno colombiano ha adoptado un mandato de introducir E85 automóviles de combustible flexible. La Orden Ejecutiva se aplica a Todos los coches de gasolina con motores más pequeños de 2,0 litros fabricado, importado y comercializado en el país a partir de 2012, que estipula que el 60% de Estos vehículos deberán ser los motores de combustible flexible puede funcionar con gasolina o E85, o una mezcla de ambos. En 2014, la cuota obligatoria del 80% y llegar a 100% en 2016. Todos los vehículos con motores más grandes de 2,0 litros se E85 a partir de 2013. El decreto también requiere que para el 2011 todas las estaciones de servicio debe proporcionar la infraestructura para garantizar la disponibilidad de E85 en todo el país. La introducción obligatoria de E85 flex-fuel ha sido controvertido.
Costa Rica
El gobierno, basado en el Programa Nacional de biocarburantes, el uso establecido requiere de toda la gasolina vendida en Costa Rica con una mezcla de etanol de alrededor de 7,5% a partir de octubre de 2008. La fase de ejecución sigue una prueba de dos años que tuvo lugar en las provincias de Guanacaste y Puntarenas. El Gobierno prevé aumentar el porcentaje de etanol mezclado la gasolina a 12% en los próximos 4-5 años. El gobierno de Costa Rica está llevando a cabo esta política para reducir la dependencia del país del petróleo en el extranjero y reducir la cantidad de gases de efecto invernadero producidos. El plan también pide mayor producción de etanol y de cultivos desgravaciones fiscales para los vehículos flex-fuel y otros vehículos de combustible alternativo. Sin embargo, la introducción de la asamblea del 7% de etanol se ha aplazado hasta septiembre de 2008 y principios de 2009. Este retraso se debió a una petición de la Asociación Nacional de Detallistas de Gasolina han más tiempo para ajustar su infraestructura de alimentación. retrasos adicionales causados otro aplazamiento, como estaciones de recarga se todavía no están preparados para manejar la aplicación de combustible de etanol, y ahora está prevista para noviembre de 2009.
A pesar de la extensión formal durante el Febrero y marzo de 2009, el etanol en mezclas de diferentes ha sido vendida a los consumidores sin previo aviso, el cual fue un motivo de reproche. La Compañía Nacional para la distribución de RECOPE, dijo que ya había adquirido 50.000 barriles de etanol y se almacenan para su distribución por lo que decidió usar como oxigenante en la sustitución del MTBE. Sin embargo, las ventas al por menor de E7 continúan sin interrupción regiones de prueba de Guanacaste y el Pacífico Central desde hace tres años.
El Salvador
Tras el Acuerdo de Cooperación entre los Estados Unidos y Brasil, El Salvador fue escogido en 2007 para llevar a cabo un proyecto piloto para introducir una tecnología para el cultivo de la caña de azúcar para la producción de etanol combustible en América Central, la cooperación técnica bilateral que busca ayudar a los países de América planta para reducir su dependencia del petróleo extranjero.
Comparación entre Brasil y los Estados Unidos
Evolución de la productividad de etanol por hectárea de caña de azúcar cultivadas en Brasil entre 1975 y 2004. Fuente: Goldemberg (2008).
industria azucarera a base de caña de azúcar en Brasil es mucho más eficiente que la industria de los EE.UU. a partir de maíz. destiladores de Brasil son capaces de producir etanol para 22 centavos por litro, en comparación con 30 centavos por litro para el etanol hecho de maíz. necesita un bastón tropicales o subtropicales, con un mínimo de 600 mm (24 pulgadas) cada año precipitación. Caña de azúcar es uno de los más efectivos en el reino de las plantas fotosintéticas, capaces de convertir hasta el 2% de la energía solar incidente biomasa. El etanol es producido por fermentación de la levadura del azúcar extraído de la caña de azúcar.
producción de caña de azúcar en los EE.UU. ocurre en la Florida, Louisiana, Hawaii y Texas. En las primeras regiones en crecimiento como Hawaii, caña de azúcar puede producir 20 kg por cada metro cuadrado la luz del sol. Las tres primeras plantas para producir etanol de caña de azúcar se espera que se basa en Louisiana a mediados 2009. Los ingenios en Lacassine, St. James y Bunkie se han convertido a la producción de etanol de caña de azúcar utilizando la tecnología Colombia para hacer posible una producción de etanol rentable. Las tres plantas producirán 100 millones de galones de etanol en cinco años.
costos El etanol derivado del maíz 30% más que el almidón de maíz primero deben ser convertidos en azúcar antes de ser destilada en alcohol. A pesar de esta diferencia de costes en la producción, a diferencia de Japón y Suecia, los Estados Unidos no importa una gran parte del etanol brasileño debido a las barreras al comercio de los Estados Unidos correspondiente a una tasa de 54 centavos por galón de un impuesto para compensar los 45 centavos de dólar por galón batidora de crédito del impuesto federal que se aplica al etanol, sin importar su país de origen. Una de las ventajas de suministro de etanol derivado del maíz es la capacidad de devolver un tercio de la materia prima de nuevo en el mercado como un reemplazo para el maíz utilizado forma de granos secos de destilería.
Comparación de las características clave entre
la industria del etanol en los Estados Unidos y Brasil
Característica
Brasil
EE.UU.
Unidades / comentarios
Las materias primas
Caña de azúcar
Maíz
principal cultivo comercial para la producción de etanol, los EE.UU. tiene menos de 2% en comparación con otros cultivos.
La producción total combustible de etanol (2008)
6472
9000
Millones de galones líquidos EE.UU.
Total herbáceos
355
270 (1)
millón hectáreas.
el área total dedicada a cultivos de etanol (2006)
3.6 (1%)
10 (3,7%)
Millones de hectáreas (% De las tierras de cultivo)
La productividad por hectárea
6,800 a 8,000
3,800 a 4,000
Litros de etanol por hectárea. El Brasil es 727-870 gal / acre (2006), los Estados Unidos es 321-424 gal / acre (2003)
El balance de energía (consumo de energía productividad)
8,3 a 10,2
1,3 a 1,6
Relación entre la energía que se obtiene a partir del etanol y la energía gastada en la producción
la reducción estimada de las emisiones de GEI
86-90% (2)
10-30% (2)
% De GEI evitarse el uso de etanol en lugar de gasolina, el uso de tierras actualmente bajo cultivo (n ILUC).
Ciclo de vida completo de carbono
73,40
105,10 (3)
Gramos de CO2 liberado por MJ de energía, incluidas las modificaciones correspondientes en el uso del suelo.
el tiempo de recuperación estimado de las emisiones de gases de efecto invernadero
17 (4)
93 (4)
cerrado brasileño de caña de azúcar y pastizales De maíz en EE.UU.. escenarios de cambios en el uso de tierras por Fargion
Flota flex
9300000
8,0 millones
Coches y camiones ligeros solamente. Brasil en diciembre de 2009 (E100 FFV). Estados Unidos a principios de 2009 (E85 FFV).
El etanol estaciones de gas en el país
35 017 (100%)
2113 (1%)
En% del total de estaciones de servicio en el país. Brasil, en diciembre de 2007. EE.UU. en enero de 2010. (170.000 en total.)
El etanol compartir en el mercado de la gasolina
50% (5)
4%
Como% del consumo total sobre una base volumétrica. Brasil en abril de 2008. Los Estados Unidos como en diciembre de 2006.
Costo de producción (USD / galón)
0,83
1,14
2006/2007 para el Brasil (22/liter), 2004 para los Estados Unidos (35/liter)
subvención del Estado (en USD)
0 (6)
0.45/gallon
Estados Unidos desde el 01/01/2009 un crédito fiscal. Etanol Brasil ya no es compatible (6).
Los aranceles de importación (en USD)
20% (FOB)
0.54/gallon
Brasil no importa etanol desde 2002. Los Estados Unidos de manera regular.
Notas: (1) Sólo contiguos de los EE.UU., excluyendo Alaska. (2) Suponiendo sin cambio de uso de la tierra. (3) Estimación CARB para el etanol de maíz del Medio Oeste. intensidad de la gasolina en California 95,86 carbono que contiene 10% de etanol. (4) Asumiendo directamente relacionados con los cambios de uso del suelo. (5) Si los vehículos son diesel incluido y debido al contenido de etanol de menos de energía por volumen, el etanol representó el 16,9% del sector energético de carreteras 2007. (6) la producción de etanol en Brasil ya no es compatible, pero la gasolina es elevado nivel de imposición para fomentar el consumo de combustible de etanol (Impuesto sobre ~ 54%). A finales de julio de 2008, cuando los precios del petróleo estaban cerca de su pico y el último tipo de cambio del real brasileño en comparación con el dólar de EE.UU. estaba cerca de su mínimo, más reciente, el precio promedio de la gasolina en las gasolineras de Brasil fue de $ 6,00 por galón, mientras que que el promedio de los EE.UU. fue de US $ 3,98 por galón. El último aumento en los precios minoristas de gas en Brasil se produjo a finales de 2005, cuando el precio del petróleo era de 60 dólares por barril.
Medio ambiente
Balance de Energía
Balance de Energía
País
Tipo
Balance de energía
EE.UU.
de etanol de maíz
1,3
Brasil
El etanol de caña de azúcar
8
Alemania
Biodiesel
2,5
Estados Unidos
Etanol celulósico
236
experimental, y no en la producción comercial
por modo de producción
Artículo: el balance de energía de combustible de etanol
Todo pasa a través de biomasa, por lo menos algunos estos pasos: debe ser cultivada, recolectada, desecados, fermentados, y se queman. Todos estos pasos requieren recursos e infraestructura. El consumo total de energía en el proceso en comparación con la energía liberada al quemar el etanol originándose se conoce como el equilibrio de la energía (o "ganancia neta de energía"). Las cifras compiladas en 2007 por la National Geographic punto de la revista a los resultados modestos para el etanol de maíz producido en Estados Unidos: una unidad de energía fósil que se necesita para crear 1,3 unidades de energía para el etanol resultante. El balance de energía para el etanol de caña de azúcar producido en Brasil es más favorable, 1:8. Las estimaciones del presupuesto de energía no son fáciles de producir, por lo que muchos informes han sido generados que son contradictorias. Por ejemplo, un estudio separado los informes que la producción de etanol de caña de azúcar, que requiere un clima tropical para crecer productivamente, el rendimiento de 8 a 9 unidades de energía por cada unidad gastado en comparación con el maíz que sólo devuelve alrededor de 1,34 unidades de energía combustible para cada unidad de energía gastada.
El dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, se emite durante la fermentación y la combustión. Sin embargo, esta cancelación por parte del mayor absorción de dióxido de carbono por las plantas durante su crecimiento para producir biomasa. En comparación con la gasolina, según método de producción, el etanol se liberan gases de efecto invernadero menos.
La contaminación atmosférica
En comparación con la gasolina sin plomo convencional, el etanol es una fuente de partículas de combustible sin fuego que se quema con el oxígeno para formar dióxido de carbono, agua y aldehídos. La gasolina produce 2,44 kg de CO2 equivalente / l de etanol y 1,94 (esto es 21% menos de CO2) [cita requerida]. La Ley de Aire Limpio requiere la adición de compuestos oxigenados para reducir las emisiones de monóxido de carbono en los Estados Unidos. La aditivo MTBE se está aplicando gradualmente en debido a la contaminación de las aguas subterráneas, donde el etanol es una buena alternativa aditivos. Los métodos actuales de producción incluyen la contaminación del aire Los fabricantes de macronutrientes fertilizantes como el amoniaco.
Un estudio realizado por científicos de la atmósfera en la Universidad de Stanford University encontró que el combustible E85 aumentaría el riesgo de muerte por la contaminación del aire en comparación con la gasolina en un 9% en Los Angeles, EE.UU.: un , urbano, metropolitano basado en el coche es el peor de los casos. Los niveles de ozono se incrementan significativamente, lo que aumenta el smog Fotoquímica y el empeoramiento de problemas médicos como asma.
Fabricación
En 2002, el seguimiento del proceso de producción de etanol a partir de maíz reveló que lanzaron VOCs (compuestos orgánicos volátiles) a una tasa superior a lo que ya había sido comunicados. La Agencia de Protección Ambiental (EPA) posteriormente llegó a acuerdo con Archer Daniels Midland y Cargill, dos de los mayores productores de etanol, para reducir las emisiones de COV. Los COV se produce cuando el puré de maíz fermentado se seca para su venta como suplemento para la alimentación del ganado. Los dispositivos conocidos como oxidantes térmicos o la oxidación catalítica se pueden unir a las plantas para quemar los gases peligrosos.
Dióxido de carbono
Ver también: los combustibles estándar con bajo contenido en carbono
cálculo del gobierno británico de la intensidad de carbono de bioetanol a partir de maíz cultivado en los EE.UU. y se quema en el Reino Unido.
Gráfico de cifras del Reino Unido para la intensidad de carbono de bioetanol y los combustibles fósiles. Este cuadro supone que todas las la bioetanoles se queman en su país de origen y que las tierras cultivadas previamente existente se utiliza para producir la materia prima.
El cálculo de la cantidad exacta de dióxido de carbono se produce en la fabricación de etanol es un complejo e incierto, y es muy dependiente del método por el cual el etanol se produce y las hipótesis utilizadas en el cálculo. Un cálculo debe incluir:
El costo de las materias primas más
El coste del transporte de materias primas a la fábrica
El costo de tramitación de la materia prima en bioetanol
Este cálculo puede ser o el desprecio de los siguientes:
El costo de cambiar el área de uso de la tierra donde se cultiva la carga de combustible.
Costo Transporte de bioetanol a partir de la fábrica a su punto de uso
La eficiencia del bioetanol en comparación con la gasolina estándar
La cantidad de dióxido de carbono en los gases de escape.
Los beneficios debido a la producción de subproductos útiles, como los alimentos la ganadería o la electricidad.
El gráfico de la derecha muestra las cifras calculadas por el gobierno británico para la aplicación de la obligación combustible para el transporte renovable.
El artículo de Science 01 2006 ERG Berkeley, se estima una reducción a partir del etanol de maíz en gases de efecto invernadero 13% después de revisar un gran número de estudios. Sin embargo, con una corrección en este artículo publicado poco después de la publicación, que reducen el valor estimado 7,4%. Un artículo en National Geographic Magazine vista (2007) sitúa esta cifra en un 22% menos de emisiones de CO2 en la producción y uso de etanol de maíz en comparación con la gasolina y una reducción del 56% para el etanol de caña. La Ford Motor Co. reportó una reducción del 70% de las emisiones CO2 con bioetanol en comparación con la gasolina para sus vehículos flex.
Una complicación adicional es que la producción requiere labranza de nuevo produce una sola salida de gases de efecto invernadero que puede tomar décadas o siglos de las reducciones de producción en las emisiones de GEI para igualar. Por ejemplo, la conversión de tierras a la producción de pasto de maíz para el etanol tarda alrededor de un siglo de ahorro anual para compensar los gases de efecto invernadero emitidos por el trabajo del suelo inicial.
Cambio en el uso de la tierra
Ver también: el cambio de uso de los impactos indirectos Tierra biocombustibles
la agricultura a gran escala se necesita para producir alcohol de origen agrícola, que requiere grandes cantidades tierras de cultivo. Investigadores de la Universidad de Minnesota informe que si todo el maíz cultivado en Estados Unidos fueron usados para producir etanol desplazaría a 12% del consumo actual de gasolina en los Estados Unidos. Se afirma que la tierra para la producción de etanol se adquiere a través de la deforestación, mientras que otros han observado que las zonas actualmente apoya a los bosques generalmente no son apropiadas para el cultivo. En todos los casos, la agricultura puede resultar en la pérdida de fertilidad del suelo debido a la reducción de materia orgánica, menor disponibilidad y calidad del agua, un aumento el uso de pesticidas y fertilizantes, así como la interrupción potencial de las comunidades locales. Sin embargo, las nuevas tecnologías permiten a los agricultores y más procesadores para producir el mismo resultado utilizando menos insumos.
producción de etanol de celulosa es un nuevo enfoque que puede la tierra aliviar uso y otros problemas conexos. El etanol celulósico se puede producir de cualquier material vegetal, este que podría duplicar los rendimientos, en un esfuerzo por minimizar los conflictos entre las necesidades de alimentos en relación con las necesidades de combustible. En lugar de utilizar sólo el almidón subproductos de la molienda del trigo y la producción de etanol celulósico otros maximiza el uso de todos los materiales vegetales, incluyendo gluten. Este enfoque tendría una huella de carbono más pequeños porque la cantidad de fertilizantes de alto consumo energético y fungicidas son los mismos para aumento de la producción de material utilizable. La tecnología para producir etanol de celulosa se encuentra actualmente en comercialización.
Muchos analistas sugieren que, independientemente de la estrategia de producción de etanol carburante se utiliza, los esfuerzos de conservación de combustible también son necesarias para tener un impacto significativo en la reducción del uso de combustibles derivados del petróleo.
El uso de etanol de Electricidad
La conversión de biomasa en electricidad para recargar los vehículos eléctricos pueden ser más "opción de transporte en el clima favorable" que el uso de biomasa para producir combustible de etanol, según un análisis publicado en Science mayo "Usted hace un uso más eficiente de la tierra y el uso planta de biomasa más eficientes de toma de electricidad en lugar de etanol ", dijo Elliott Campbell, científico Medio Ambiente de la Universidad de California en Merced, quien dirigió la investigación. "Esta es otra razón, más que la raza biocombustibles líquidos, debemos considerar otros usos de los recursos biológicos.
Para la bioenergía para convertirse en una solución clima generalizado, sin embargo, avances tecnológicos son necesarios, dijeron analistas. Los investigadores continúan la búsqueda de los acontecimientos más rentables, tanto en el etanol celulósico y baterías para vehículos avanzados.
Gastos sanitarios de las emisiones de etanol
Por cada mil millones de galones de combustible de etanol productos equivalentes y quemaron los EE.UU., el cambio climático combinado y los costos de salud son 469 millones dólares para la gasolina, $ 472 952 000 000 para el etanol de maíz, de acuerdo con la fuente de calor Biorefinería (gas natural, rastrojo de maíz o carbón) y la tecnología, pero sólo $ 123 208 000 000 para el etanol de celulosa en función de las materias primas (biomasa rastrojo de maíz de las praderas, el miscanthus o "switchgrass").
La eficacia de los cultivos comunes
Como los rendimientos de etanol mejorar o diferentes materiales son introducidos, la producción el etanol puede ser más rentables en los Estados Unidos. En la actualidad, la investigación sobre la mejora de la eficiencia del etanol a partir de cada uno unidad de maíz está en marcha mediante la biotecnología. Además, los precios del petróleo siguen siendo altos, el uso económico de otros materiales materiales, como la celulosa, sean viables. pulgas de los subproductos como la paja o madera pueden ser convertidos en etanol. especies de crecimiento rápido como switchgrass puede crecer en la superficie terrestre no es adecuado para otros cultivos comerciales y el rendimiento de los altos niveles de etanol por unidad.
Cosecha
Rendimiento anual (litros / hectárea)
El rendimiento anual (EE.UU. gal / acre)
ahorro de gases de efecto invernadero (% con respecto a la gasolina) (1)
Comentarios
Miscanthus
7300
780
3773
Bajos insumos pasto perenne. La producción de etanol depende del desarrollo de tecnología celulósica.
El pasto switchgrass
31007600
330.810
3773
Bajos insumos pasto perenne. Producción de etanol depende del desarrollo de la tecnología celulósica. Cría los esfuerzos en curso para aumentar los rendimientos. Aumento en la producción de biomasa con una posible mezcla de especies de gramíneas perennes.
Álamo
37006000
400.640
51.100
En el árbol de rápido crecimiento. La producción de etanol depende el desarrollo de la tecnología celulósica. Finalización del proyecto de secuenciación genómica con actividades de mejoramiento para aumentar los rendimientos.
Caña de azúcar
68008000
727.870
8796
pastos anuales largo de la temporada. Se utiliza como materia prima para la mayoría de bioetanol Brasil. El procesamiento de residuos vegetales de la combustión de etanol no se usa para producir electricidad. no Crece en climas tropicales y subtropicales.
Sorgo Dulce
25007000
270.750
No hay datos
Bajos insumos hierba anual. Etanol posible utilizando las tecnologías existentes. Crece en climas tropicales y templados, pero la mayoría de las estimaciones de producción de etanol asumir los cultivos múltiples por año (sólo es posible en los climas tropicales). No guarde bien.
Maíz
31004000
330.424
1020
Alto de entrada pastos. Se utiliza como materia prima para la mayoría de bioetanol producidos en los Estados Unidos. Las semillas sólo pueden procesarse utilizando la tecnología disponibles, el desarrollo de la tecnología celulósica permitiría caña comercial utilizado, y … About the Author
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