Bioetanol

Bioetanol
otros nombres	Etanol, etanol, alcohol etílico, alcohol etílico, alcohol, alcohol agrícola, agroetanol, alcohol, licor de patata, alcohol, E100
Breve descripción	Combustible para motores Otto adaptados o para añadir gasolina
origen	biosintético (bioetanol) o biogénico (alcohol agrícola, etc.)
Componentes característicos	Etanol (que contiene agua)
número CAS	64-17-5
propiedades
Estado fisico	líquido
densidad	0,789 g cm −3 (20 ° C)
poder calorífico	26,75 MJ / kg
Número de octano	104 RON
Intervalo de fusión	−114 ° C
Rango de ebullición	78 ° C
punto de inflamabilidad	12,0 ° C ( copa cerrada )
Temperatura de ignición	400 ° C
Límite explosivo	3,1-27,7% por volumen
Clase de temperatura	T2
las instrucciones de seguridad
Etiquetado de peligro GHS peligro Frases H y P H: 225-319 PAG: 210-240-305 + 351 + 338-403 + 233
En la medida de lo posible y habitual, se utilizan unidades SI . A menos que se indique lo contrario, los datos proporcionados se aplican a condiciones estándar .

Como bioetanol (también agro-etanol) se refiere al etanol , que consiste exclusivamente en biomasa o unidades biodegradables se preparó a partir de desechos y se determina su uso como biocombustible . Si el etanol se elabora a partir de residuos vegetales, madera, paja o plantas enteras, también se lo conoce como etanol celulósico . El etanol se puede utilizar como aditivo de combustible en derivados de aceite mineral para motores de gasolina ( combustible de etanol ), como etanol puro (E100) o junto con otros alcoholes (por ejemplo, metanol ) como biocombustible.

Después de la crisis del petróleo de la década de 1970, los biocombustibles habían sido redescubiertos como alternativa a los combustibles fósiles . La combustión más pura y la materia prima renovable hicieron del bioetanol un producto ecológico por el momento, lo que también ayudó a utilizar los excedentes agrícolas de la UE y los EE. UU. Dado que las fuentes de energía renovable se promovieron políticamente a gran escala en relación con el Protocolo de Kioto como un medio para frenar las emisiones de CO ₂ , el bioetanol ha sido objeto de crecientes críticas. La controvertida discusión sobre los aspectos ecológicos y económicos de la producción de bioetanol llevó a la regulación de las condiciones de producción en la UE.

compromiso

Los combustibles de etanol se utilizan como fuente de energía en motores de combustión interna y pilas de combustible. En particular, el uso como sustituto o aditivo de la gasolina en vehículos de motor y recientemente también en motores de aviones ha ganado importancia en los últimos años.

La mezcla de gasolina y alcohol se encuentra en los Estados Unidos como gasohol y en Brasil como Gasolina Tipo C respectivamente. En los Estados Unidos, las mezclas E10 y E85 que contienen 10% y 85% de etanol, respectivamente, son comunes. En Brasil, además del etanol puro, en todas las gasolineras solo se ofrece gasolina con un contenido de etanol del 20 al 25%. El gobierno a veces cambia esta participación de acuerdo con la situación del mercado (tiempo de cosecha) para regular los precios.

Además del uso habitual de etanol como aditivo de gasolina, también existen aplicaciones iniciales de etanol en combustible diesel en forma de combustibles en emulsión. El aditivo de gasolina ETBE también se produce a partir de bioetanol .

Mezclas de etanol combustible

Mezcla de etanol-combustible E85
otros nombres	Combustible de etanol E85, E85, mezcla de etanol y gasolina
Breve descripción	Gasolina con alto contenido biogénico para motores adaptados
origen	principalmente biosintético, en parte fósil
Componentes característicos	Etanol (aproximadamente 85%), gasolina premium (aproximadamente 15%)
propiedades
Estado fisico	líquido
densidad	0,785 kg / L (15 ° C)
poder calorífico	6,3 kWh / L (22,68 MJ / L) = 8,0 kWh / kg (28,8 MJ / kg)
Valor calorífico	25,4 MJ / L (7,1 kWh / L) = 32,3 MJ / kg (9 kWh / kg)
Número de octano	aprox.102 RON
Rango de ebullición	55-180 ° C
punto de inflamabilidad	-56 ° C
Temperatura de ignición	385 ° C
Límite explosivo	2.2-25.5% por volumen
Clase de temperatura	T3
Clase de explosión	AII
las instrucciones de seguridad
Etiquetado de peligro GHS peligro Frases H y P H: 224-315-319-340-350-304-412 PAG: 210-241-301 + 310-303 + 361 + 353-405-501
un numero	1993
Número de peligro	33
En la medida de lo posible y habitual, se utilizan unidades SI . A menos que se indique lo contrario, los datos proporcionados se aplican a condiciones estándar .

Las mezclas comunes se denominan E2 , E5 , E10 , E15 , E25 , E50 , E85 y E100 . El número agregado a la "E" indica cuánto porcentaje en volumen de etanol se agregó a la gasolina. E85 consta de un 85% de bioetanol anhidro y un 15% de gasolina convencional. Debido a la mayor resistencia a los golpes , la potencia del motor con E85 puede aumentarse en parte significativamente en comparación con la gasolina convencional. En el verano de 2002, el Ministerio Federal de Finanzas aprobó una ley sobre exención de impuestos, entre otras cosas. de etanol como biocarburante para añadir a los combustibles fósiles (autorizado por la Directiva CE 92/81 / CEE Art. 8, párr. 4).

Según la norma europea EN 228 , se permite una mezcla de bioetanol con gasolina convencional de hasta un 5% (E5). Los motores de gasolina normales pueden funcionar con E5 sin modificaciones. Desde el 1 de enero de 2011, E10 , es decir, gasolina con una mezcla de hasta un 10% de bioetanol, se ha introducido en las estaciones de servicio alemanas además de E5. E10 solo puede tolerar vehículos diseñados para ello. E10 es compatible con estos vehículos sin restricciones. Alrededor del 90 por ciento de todos los automóviles de gasolina en Alemania pueden llenarse con E10, ya que el 10% restante de E5 continuará ofreciéndose indefinidamente, con la excepción de las estaciones de servicio muy pequeñas. Como regla general, los vehículos nuevos son compatibles con E10. La compatibilidad E10 de un vehículo se puede solicitar al fabricante del vehículo. Hasta marzo de 2011, la aceptación en Alemania fue baja. Esto no cambió hasta 2018.

La mayor parte del tiempo en los Estados Unidos, se usa E10. Muchos vehículos con motores de gasolina y sistemas de combustible totalmente regulados también pueden hacer frente a E25. Aquí se utiliza el control de corrección de la cantidad de inyección generosamente dimensionado mediante sonda lambda . En Brasil, el etanol al 25% se mezcla con gasolina regular. Más del 80% de todos los coches vendidos allí también pueden conducir con el E100 o cualquier combinación de ambos tipos. Allí se venden motores que sólo pueden funcionar con alcohol puro en la industria automotriz desde 1979 y para aviones pequeños desde 2005; Los vehículos de combustible flexible disponibles desde 2003.

El 2 de diciembre de 2005, se inauguró la primera estación de llenado de bioetanol pública alemana para E85 en Bad Homburg . Los vehículos de gasolina convencionales tienen hasta un 30 por ciento más de consumo cuando usan E85. Esto se debe principalmente al hecho de que el E85 tiene un poder calorífico inferior al Eurosuper: un litro de E85 tiene un poder calorífico de alrededor de 22,7 MJ / L (gasolina premium alrededor de 32,5 MJ / L), lo que da como resultado un consumo adicional teórico de alrededor de 43%. En la práctica, el consumo adicional puede ser significativamente menor, según el motor y el perfil de conducción. Un motor de gasolina que no haya sido especialmente modificado no logrará ningún aumento de eficiencia mediante el uso de etanol. Un mayor rendimiento o una reducción en el consumo adicional a través de una mayor compresión es posible gracias a la mayor resistencia al golpe del etanol. El E85 estaba disponible en unas 270 gasolineras alemanas a principios de 2010, pero se retiró de la gama el 1 de enero de 2016.

Modificación de motores de combustión interna

Cuanto mayor sea la proporción de etanol en una mezcla de gasolina y etanol, menos adecuado será para motores de gasolina sin modificar. El etanol puro reacciona o disuelve el caucho y los plásticos (p. Ej., PVC ) y, por tanto, no debe utilizarse en vehículos sin modificar. Además, el etanol puro tiene un índice de octanaje más alto que la gasolina normal , lo que permite cambiar el tiempo de encendido. Debido al menor poder calorífico , se debe ajustar el rendimiento de las boquillas de inyección. Los motores de etanol puro también requieren un sistema de arranque en frío para garantizar la evaporación completa del combustible en la fase de funcionamiento en frío a temperaturas inferiores a 13 ° C. Con un 10 a un 30% de etanol en gasolina, casi nunca es necesario realizar ningún trabajo de conversión. No todos los principales fabricantes de automóviles garantizan un funcionamiento sin problemas del motor hasta una proporción de etanol del 10% porque, por ejemplo, los componentes de aluminio sin recubrimiento pueden resultar atacados. Desde 1999, un número creciente de vehículos en el mundo han sido equipados con motores que pueden funcionar con cualquier mezcla posible de gasolina y etanol desde 0% de etanol hasta 100% de etanol sin modificaciones. Casi todos los fabricantes utilizan estos motores.

Vehículos de etanol y FFV en Brasil

En Europa, Suecia es pionera en la mezcla de etanol. Ford ya ha vendido 50.000 vehículos de combustible flexible (FFV) en Suecia (hasta abril de 2019). En 2017 se produjeron más de dos millones de FFV en Brasil . Estos vehículos están especialmente diseñados para operar con el E85, que está disponible en todo Brasil. Cuando se opera con el E85, el FFV consume alrededor de un 35% más de combustible por volumen en comparación con el modelo de gasolina estándar con aumentos de rendimiento de hasta alrededor del 20% (información del fabricante). El FFV se puede operar con cualquier mezcla de etanol-gasolina de 0 a 85% de etanol. Debido a las propiedades (de combustión) del etanol que difieren de la gasolina, estos motores se fabrican con diferentes materiales. Los vehículos FFV ya no se ofrecen en Alemania. Un sensor especial determina continuamente la proporción de mezcla durante el funcionamiento y regula el proceso de combustión.

Cuatro modelos típicos brasileños full-flex-fuel de diferentes fabricantes, conocidos coloquialmente como Flex-Auto. Estos vehículos funcionan en cualquier mezcla con etanol y gasolina.

En Brasil, casi todos los fabricantes ofrecen vehículos compatibles con etanol. En Volkswagen tienen la adición Totalflex o en Chevrolet (Opel / GM) Flexpower y algunos tienen motores muy económicos (1.0 City Totalflex o 1.0 VHC Flexpower).

Aditivo ETBE

El (bio) etanol es la materia prima para la producción del aditivo de gasolina etil terc-butil éter (ETBE). El aditivo de gasolina ETBE aumenta, entre otras cosas. el octanaje y la resistencia a golpes de la gasolina. Las empresas alemanas de aceite mineral lo agregan a la gasolina hasta una proporción del 15%.

En 2005, el desarrollador y fabricante de automóviles alemán AtTrack realizó pruebas por primera vez con una inyección piloto que agrega específicamente bioetanol a los puntos del perfil de conducción donde se requiere una mayor resistencia a los golpes. El objetivo era arreglárselas con menos bioetanol que cuando se usa como aditivo y, al mismo tiempo, tener el mismo efecto positivo en el motor y la combustión. En 2006, AtTrack utilizó un Subaru WRX STI por primera vez en la carrera de 24 horas en Nürburgring con una mezcla de combustible de bioetanol.

Celdas de combustible

Pila de combustible operada con alcohol

El hidrógeno también se considera un combustible alternativo para los motores de combustión interna y las pilas de combustible. Sin embargo, el hidrógeno es difícil de transportar y almacenar. Una posible solución es usar etanol para el transporte, luego separarlo catalíticamente en hidrógeno y dióxido de carbono y transferir el hidrógeno a una celda de combustible . Alternativamente, algunas pilas de combustible pueden funcionar directamente con etanol o metanol .

A principios de 2004, investigadores de la Universidad de Minnesota mostraron un reactor de etanol simple que convierte el etanol en hidrógeno con la ayuda de catalizadores . El dispositivo utiliza un catalizador de rodio - cerio para la primera reacción, que tiene lugar a una temperatura de alrededor de 700 ° C. En esta reacción, se mezclan etanol, vapor de agua y oxígeno y se producen grandes cantidades de hidrógeno. Sin embargo, esto también crea monóxido de carbono tóxico , que es una molestia para la mayoría de las pilas de combustible y tiene que ser oxidado a dióxido de carbono por otro catalizador .

historia

En 1860, Nikolaus August Otto utilizó alcohol etílico (etanol) como combustible en el prototipo de su motor de combustión interna. El fabricante de automóviles Henry Ford diseñó su modelo T , construido a partir de 1908 , con el que revolucionó la producción en serie de automóviles, sobre la base de que el alcohol agrícola (bioetanol) era el combustible real de este “automóvil del pueblo”. Ford creía que el etanol era el combustible del futuro, que al mismo tiempo traería nuevos impulsos de crecimiento a la agricultura: “El combustible del futuro vendrá de frutas como el zumaque que hay en la carretera, o de manzanas, malezas, aserrín, casi cualquier cosa ".

Debido a la situación del suministro de gasolina en Alemania, Reichskraftsprit (RKS), fundada en 1925, era un fabricante de alcohol ( aguardiente de patata ) para su uso como gasolina . Sin embargo, el uso sirvió menos como un medio para aumentar la resistencia a los golpes , sino más bien para apoyar la agricultura en crecimiento. El RKS vendió su mezcla de gasolina con aproximadamente un 25 por ciento de alcohol bajo la marca Monopolin . En 1930 entró en vigor en Alemania la ordenanza sobre el alcohol como combustible para todas las empresas de combustible. El 2,5 por ciento en peso de la cantidad de combustible producido o importado debía obtenerse de la administración del monopolio del Reich y agregarse a la gasolina. Esta cuota aumentó gradualmente al 10% en octubre de 1932.

En las décadas siguientes, el petróleo se convirtió en la principal fuente de energía. No fue hasta la crisis del petróleo de la década de 1970 que el etanol encontró un nuevo interés como combustible. Comenzando en Brasil y Estados Unidos, el uso de etanol elaborado a partir de caña de azúcar y granos como combustible para automóviles, así como otros combustibles alternativos basados ​​en materias primas renovables, ha sido apoyado cada vez más por programas gubernamentales. Una expansión global de estos esfuerzos se produjo como resultado del Protocolo de Kioto .

Fabricación

Planta de bioetanol en Burlington , Iowa

Planta de bioetanol en Zeitz , Sajonia-Anhalt

Al igual que el alcohol convencional, el bioetanol se obtiene mediante fermentación (fermentación alcohólica ) a partir del azúcar ( glucosa ) con la ayuda de microorganismos y luego se purifica mediante procesos de separación térmica . Para su uso como aditivo de combustible , el bioetanol también se "seca" hasta una pureza de más del 99%.

materias primas

Almidón, azúcar

Por lo general, las plantas disponibles localmente con alto contenido de azúcar o almidón se utilizan como materias primas convencionales : en América Latina la caña de azúcar o la melaza de caña de azúcar obtenida de ella , en América del Norte maíz , en Europa trigo , remolacha azucarera y, en pequeñas cantidades, maíz. . Otras plantas que pueden utilizarse para la producción de bioetanol son, por ejemplo, el triticale , el mijo azucarero ( sorgo ) y en Asia también la yuca ( mandioca ).

En Alemania (a partir de 2016) las siguientes plantas de bioetanol se cultivan en un total de 259.000 hectáreas de tierra cultivable: grano (sin maíz) en 197.300 hectáreas, remolacha azucarera / pulpa de remolacha en 30.200 hectáreas y maíz en 21.700 hectáreas.

Celulosa

El uso de residuos vegetales de bajo costo como paja, trozos de madera y mantenimiento del paisaje o cultivos energéticos como el pasto varilla (incluido el pasto varilla, Panicum virgatum ) o el miscanthus ( Miscanthus sinensis ), que no requieren un cultivo agrícola intensivo y crecen en suelos de mala calidad. (ver etanol celulósico y sacarificación de la madera )

Los pasos del proceso

Para obtener la glucosa para la producción de etanol, la materia prima debe procesarse según el tipo:

• Las materias primas con almidón, como los cereales, se muelen. El almidón se convierte en azúcar en el proceso de licuefacción / sacarificación mediante descomposición enzimática.
• Las materias primas azucaradas como la melaza se pueden fermentar directamente.
• Las materias primas que contienen celulosa, como la paja, también deben descomponerse mediante ácidos y enzimas.

El producto de la preparación de la materia prima es un puré que contiene azúcar en la fermentación con levadura ( se agrega Saccharomyces cerevisiae ). El resultado es un puré alcohólico con un contenido de etanol de alrededor del 12%. Este se purifica en la destilación / rectificación hasta una concentración del 94,6% para formar lo que se conoce como alcohol crudo (un azeótropo que solo puede separarse con gran esfuerzo mediante destilación por arrastre). En el proceso de deshidratación, el contenido de agua restante de alrededor del 5% se elimina por lo tanto en un proceso de adsorción utilizando un tamiz molecular . El producto final suele tener una pureza superior al 99,95%. Sin embargo, dependiendo de la aplicación y las condiciones energéticas del marco, también se utilizan otros pasos del proceso (proceso de membrana, adsorción por cambio de presión, etc.).

Este alto grado de pureza es necesario para la mezcla con gasolina, de lo contrario el agua se asentará. En vehículos que funcionan con alcohol puro (como en los primeros días en Brasil), también se puede utilizar alcohol crudo a base de agua, es decir, no completamente deshidratado.

Subproductos

Los componentes vegetales como proteínas, fibras vegetales y grasas que no son necesarios para la producción de etanol se utilizan para producir alimentos, piensos y fertilizantes. Un decantador escurre aquí después de la destilación la vinaza y separa los sólidos y la vinaza fina. El licor diluido se concentra en almíbar. A esto le sigue la mezcla con los sólidos del decantador. Dependiendo de sus necesidades, el sólido se seca térmicamente con el jarabe para obtener un licor seco , es decir, DDGS (grano seco destilado y solubles), o se usa sin secar como alimento para ganado rico en proteínas. En la producción de un litro de bioetanol a partir de cereales, se crea un kilogramo adicional de pienso proteico. La vinaza , que se deja durante la fermentación de la melaza, también se utiliza en la ingeniería agrícola, por ejemplo, como aditivo para piensos o como fertilizante.

Otra posibilidad de utilizar la vinaza es generar energía mediante la utilización térmica, es decir H. combustión para generar vapor para la planta de etanol. Además de reducir los costos de producción, esto también mejora el balance de producción de gases de efecto invernadero. La fermentación de la vinaza y otros residuos de la producción de bioetanol en plantas de biogás también es de interés en términos energéticos . El biogás obtenido permanece en la planta como calor de proceso o se alimenta a la red. Al igual que el gas natural, se puede utilizar como fuente de energía en los hogares o como combustible.

El bagazo , la fibra de la fermentación de la caña de azúcar, no se utiliza directamente como pienso para animales debido a su bajo valor nutricional. En cambio, la energía residual del bagazo a menudo se retroalimenta al ciclo energético de la destilería a través de una fermentación de metano parcialmente en varias etapas, lo que puede reducir los costos por unidad de etanol producido. El punto débil de este enfoque y también de la producción latinoamericana de biocombustible basada en la caña de azúcar, que antes era muy competitiva, es el único enfoque en la cantidad de etanol producido. A pesar de la falta de flexibilidad, la gran ventaja de utilizar caña de azúcar radica en la base de materia prima más barata, la clara ventaja de ubicación y el menor gasto de capital debido a la falta de sistemas de secado de gran volumen. Actualmente, este tipo de emprendimientos son los proveedores de etanol más baratos del mundo y representan el modelo elegido por recién llegados como India y Tailandia.

Dependiendo del proceso, son posibles otros subproductos (por ejemplo, aceite de maíz, dióxido de carbono, salvado de trigo, gluten, levadura, fertilizantes minerales, aldehídos).

Etanol celulósico

La producción de almidón y caña de azúcar potencialmente no podrá satisfacer la creciente demanda de bioetanol a largo plazo. La limitada cantidad de tierra agrícola disponible, los problemas ecológicos con la necesaria intensificación de la agricultura y la competencia con el mercado de alimentos limitan la producción de bioetanol de esta forma convencional. Una alternativa es utilizar cultivos o residuos vegetales que no sean aptos para el consumo humano. Estos materiales, que consisten principalmente en celulosa, hemicelulosa y lignina , se producen en grandes cantidades y son más baratos que las materias primas agrícolas ricas en almidón o azúcar. Además, la biomasa potencialmente utilizable por unidad de superficie es mayor, el balance de CO _{2 es} más positivo y el cultivo en algunos casos es significativamente más respetuoso con el medio ambiente.

El etanol elaborado a partir de residuos vegetales se conoce como etanol celulósico o etanol lignocelulósico. A diferencia del bioetanol convencional, el etanol celulósico tiene un mejor equilibrio de CO ₂ y no compite con la industria alimentaria. Sin embargo, los procesos para producir etanol lignocelulósico aún están en desarrollo. El principal problema en este momento son los elevados costes que provocan las enzimas para sacarificar la celulosa. Por lo tanto, es poco probable que el bioetanol elaborado a partir de lignocelulosa sea competitivo sin las subvenciones.

El objetivo es convertir celulosa y hemicelulosa en azúcares fermentables en las llamadas biorrefinerías y fermentarlas directamente a partir de levaduras en etanol. La lignina podría usarse como combustible para impulsar el proceso. Sin embargo, todavía existen algunas dificultades técnicas que impiden el uso de este proceso. Por un lado, la descomposición de la celulosa y la hemicelulosa en azúcares fermentables es difícil y lenta debido a la compleja estructura de estos compuestos, en contraste con la sacarificación del almidón. Por otro lado, la mayoría de los microorganismos utilizados para producir etanol no pueden fermentar todos los tipos de azúcares liberados por la hemicelulosa. Sin embargo, este es un requisito previo importante para un proceso económicamente maduro. En 2008, se utilizaron alrededor de 15 instalaciones de prueba en todo el mundo con fines de investigación. En los Estados Unidos, con el respaldo de una financiación gubernamental masiva, en 2014 se habían construido más de una docena de instalaciones. Otras plantas están ubicadas en España, Holanda y Brasil. También hay una instalación en Alemania.

Usar en países seleccionados

El cultivo de la caña de azúcar en Brasil a la producción de alcohol para reducir la dependencia de las importaciones de petróleo

Brasil

Estación de llenado de etanol en Paraty

En Brasil, en la década de 1980, como alternativa a las importaciones de petróleo intensivas en divisas, el programa “Proàlcool” estableció una industria claramente autóctona para el combustible de etanol basada en la producción y refinación de la caña de azúcar. Debido a los altos precios del azúcar en el mercado mundial en la década de 1990, la producción de etanol en la industria azucarera de Brasil casi se paralizó, pero ha habido un fuerte repunte en los últimos años.

Al principio, se utilizó etanol puro, que requiere motores propios. Mientras tanto, se utilizan predominantemente los denominados vehículos de combustible flexible , que pueden quemar cualquier mezcla de gasolina y etanol. Su participación en las ventas de automóviles en 2007 fue del 86%. En 2014, alrededor del 90% de todos los automóviles en Brasil estaban equipados con combustible flexible.

En todas las estaciones de servicio se dispone de gasolina con una participación del 20 al 25% de etanol. El porcentaje exacto lo determina el gobierno en función del mercado del azúcar.

Brasil fue el mayor productor y consumidor del mundo hasta 2005, pero ahora ha sido superado por Estados Unidos. La producción en 2007 fue de poco menos de 19 mil millones de litros. En 2018, se produjeron 30,5 mil millones de litros en Brasil. El consumo interno en 2007 fue de 16,7 mil millones de litros, un aumento de 3,7 mil millones de litros en comparación con el año anterior. De enero a agosto de 2018, el consumo fue de 11,5 mil millones de litros, lo que representa un aumento del 41,8% en comparación con el mismo período del año anterior. En 2006, se exportaron 3.900 millones de litros de etanol (2005: 2.600 millones de litros), de los cuales 1.700 millones a Estados Unidos, 346 millones a Holanda, 225 millones a Japón y 204 millones a Japón Suecia. Esto convierte a Brasil, con mucho, en el mayor exportador de etanol del mundo. En 2007, contrariamente a las expectativas generales, las exportaciones cayeron a 3.800 millones de litros. En 2015 se exportaron poco más de mil millones de litros. Una proporción significativa de las exportaciones a Estados Unidos no se realiza directamente, sino que se procesa a través de países del Caribe (especialmente Jamaica) por motivos fiscales. Allí, el etanol se deshidrata y luego se envía a los Estados Unidos en condiciones preferenciales (Iniciativa de la Cuenca del Caribe).

Debido a la incineración de los residuos sin azúcar de la caña de azúcar (bagazo) para generar electricidad y procesar calor, las fábricas de etanol en Brasil tienen un balance energético claramente positivo.

En 2008, se compró en Brasil incluso más etanol (15.800 millones de litros) que gasolina (15.500 millones de litros) (a octubre de 2008).

Estados Unidos

Tablero de información de etanol en una gasolinera en California

También en Estados Unidos, la crisis del petróleo de mediados de la década de 1970 llevó a un programa nacional de etanol combustible para reducir la dependencia de las importaciones de petróleo. La desgravación fiscal para las mezclas de combustible con etanol elaborado a partir de cereales ("Gasohol" = E10) permitió el desarrollo de una industria de etanol combustible.

Después de la crisis del petróleo en 1973, algunos estados estadounidenses de la “ Faja de Granos ” comenzaron a brindar apoyo financiero para la producción de etanol a partir de maíz. La "Ley del Impuesto sobre la Energía" de 1978 permitió una exención del impuesto especial para los biocombustibles , principalmente la gasolina. La pérdida de ingresos por la exención del impuesto al consumo solo se estimó en $ 1.4 mil millones por año. Otro programa federal de Estados Unidos garantizó un préstamo para cultivar cultivos para la producción de etanol y, en 1986, Estados Unidos incluso dio grano gratis a los productores de etanol.

Con la “Ley de Aire Limpio” en la década de 1990, hubo un aspecto más para el uso de etanol: mejorar la calidad del aire en las grandes ciudades mediante la reducción de las emisiones del tráfico rodado. En agosto de 2005, el presidente estadounidense George W. Bush firmó una ley energética integral que, entre otras cosas, aumentaría la producción de etanol y biodiésel de 14,8 a 27,8 mil millones de litros (o de 4 a 7,5 mil millones de galones estadounidenses). diez años. De hecho, en 2015 se produjeron 44,2 millones de toneladas de bioetanol.

La producción y demanda de etanol en los Estados Unidos está creciendo de manera constante. Alrededor de 700 del total de 165.000 gasolineras tenían surtidores de gasolina con E85 en 2010. En 2018 ya había más de 3.300 estaciones de servicio E85. El combustible de etanol está disponible principalmente en el Medio Oeste y California , que es donde se refina la mayor parte del etanol de EE. UU. En junio de 2006, la capacidad era de 18 mil millones de litros (4,8 mil millones de galones) de etanol por año. En mayo de 2019, la capacidad era de alrededor de 64 mil millones de litros (16,975 mil millones de galones). En 2007, se produjeron 24,6 mil millones de litros de etanol y alrededor de 60 mil millones de litros en 2018.

En junio de 2011, el Senado de Estados Unidos aprobó un proyecto de ley que apunta a abolir subsidios de US $ 6 mil millones anuales a la industria estadounidense del bioetanol. Hasta ahora, esta industria ha recibido ayuda estatal de 45 centavos de dólar por galón (12 centavos de dólar por litro). También se eliminará el arancel de importación de etanol de 54 centavos de dólar por galón (14 centavos de dólar por litro). Las acciones de Donald Trump no llevaron a la abolición de los subsidios.

Colombia

El programa de combustible de etanol de Colombia comenzó en 2002 cuando el gobierno aprobó una ley para fortificar la gasolina con compuestos químicos oxigenados. Inicialmente, la intención principal era reducir la emisión de monóxido de carbono de los automóviles. Posteriormente, el bioetanol quedó exento del impuesto sobre el petróleo, lo que hizo que el etanol fuera más barato que la gasolina. Esta tendencia se exacerbó debido a que los precios de la gasolina han ido en aumento desde 2004, aumentando el interés en los combustibles renovables (al menos para los automóviles). En Colombia, el gobierno controla los precios de la gasolina y el etanol. Como complemento de este programa de etanol, está previsto un programa de biodiésel para enriquecer el combustible diesel con compuestos que contienen oxígeno y producir combustible renovable a partir de las plantas.

Inicialmente, la industria azucarera colombiana estaba particularmente interesada en la producción de etanol. El objetivo del gobierno era cambiar gradualmente el combustible de los automóviles a una mezcla de etanol al 10% y gasolina al 90%. Las plantaciones para la producción de etanol están subvencionadas con impuestos.

La primera planta de combustible de etanol inició su producción en octubre de 2005 en la provincia colombiana del Valle del Cauca con una producción de 300.000 litros diarios. Cinco plantas con una capacidad total de 1.050.000 litros por día han estado en funcionamiento desde marzo de 2006 a más tardar. En el Valle del Cauca, el azúcar se cosecha todo el año y las nuevas destilerías se utilizan regularmente. Las inversiones en estas instalaciones rondan los 100 millones de dólares. A más tardar en 2007, la producción debería ser de 2,5 millones de litros por día para alcanzar el objetivo del 10% de etanol en la gasolina. Sin embargo, este objetivo no se logró. En 2011, solo se produjeron 1,25 millones de litros por día. El combustible de etanol producido se utiliza actualmente principalmente en las principales ciudades cercanas como Bogotá , Cali y Pereira . Todavía no hay suficiente producción para el resto del país.

Consumo de bioetanol (GWh)
No.	País	2005	2006	2007	2016
1	Alemania Alemania	1 682	3,544	3 408	8 678
2	Francia Francia	871	1 719	3 174	5 513
3	Suecia Suecia	1 681	1 894	2 113	1 268
Cuarto	España España	1 314	1 332	1 310	1 576
5	Polonia Polonia	329	611	991	1950
Sexto	Reino Unido Reino Unido	502	563	907	4.522
Séptimo	Bulgaria Bulgaria	-	0	769	383
Octavo	Austria Austria	0	0	254	614
9	Eslovaquia Eslovaquia	0	Cuarto	154	180
10	Lituania Lituania	10	64	135	75
11	Hungría Hungría	28	136	107	509
12º	Países Bajos Países Bajos	0	179	101	1 402
13	Dinamarca Dinamarca	0	42	70	512
14	Irlanda Irlanda	0	13	54	388
15	Letonia Letonia	5	12º	Vigésimo	97
dieciséis	Luxemburgo Luxemburgo	0	0	10	102
17	Eslovenia Eslovenia	0	2	9	50
18	República Checa República Checa	0	13	2	644
19	Portugal Portugal	0	0	0	237
Vigésimo	Italia Italia	59	0	0	378
21	Bélgica Bélgica	0	0	0	473
22	Grecia Grecia	0	0	0	0
23	Finlandia Finlandia	0	10	n. v.	836
24	Rumania Rumania	-	0	n. v.	946
25	Malta Malta	0	0	n. v.	0
26	Estonia Estonia	0	0	n. v.	30
27	República de Chipre Chipre	0	0	n. v.	0
27	Total de la UE	6481	10138	13563	31351
1 t unidad de aceite = 11,63 MWh n.a. = no disponible

Europa

Ya en la década de 1980, en Europa, el público en gran parte pasó desapercibido la adición de etanol al 5% a la gasolina para aumentar el índice de octano. Posteriormente, se inició la producción de ETBE a partir de excedentes de vino en Francia y España.

La Comunidad Europea ha estado promoviendo el uso de biocombustibles u otros combustibles renovables como sustitutos de la gasolina y el diesel desde 2003. La directriz de biocombustibles EC 2003/30 / EG especificaba valores de referencia para la proporción de biocombustibles como sustituto de los combustibles convencionales (basados ​​en el contenido energético) en el tráfico: 2% para 2005, 5,75% para 2010. (Los valores No representan la adición de gasolina o diésel, sino que también indican la participación total deseada de todas las energías renovables en el consumo de combustible). Además, la Directiva sobre impuestos sobre la energía (2003/96 / CE) permitió a los estados miembros renunciar al impuesto sobre los aceites minerales. para biocombustibles hasta el 100%. La aplicación nacional fue voluntaria y la mayoría de los Estados miembros no cumplieron el objetivo de 2005.

La nueva Directiva de la UE 2009/28 / EC para Energías Renovables (RED para la Directiva de Energías Renovables para abreviar) introdujo objetivos obligatorios. El nuevo objetivo de la UE ahora se llama

• 10% de energía renovable para el sector del transporte para 2020

Además de los biocombustibles (líquidos, gaseosos), este porcentaje también incluye los accionamientos eléctricos y de hidrógeno. Los biocombustibles de desechos, residuos y material que contiene (ligno) celulosa se evalúan dos veces.

Criterios de sostenibilidad

Además, la directiva introduce criterios estrictos para la producción sostenible y socialmente responsable que se aplican tanto a los productores europeos como a las importaciones. Los temas centrales son el ahorro mínimo de emisiones de gases de efecto invernadero, las disposiciones para el uso del suelo agrícola y el cumplimiento de las normas ambientales y sociales.

No se pueden utilizar materias primas de áreas con altas reservas de carbono (bosques primarios, humedales, turberas, reservas naturales) y similares.

Los productores de biocombustibles deben demostrar una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (CO ₂ , metano, óxido nitroso, etc.). Esto significa que durante todo el ciclo de vida (desde el cultivo de materias primas hasta la producción de combustible y el vehículo de motor) pueden surgir menos emisiones de gases de efecto invernadero que los combustibles fósiles, es decir, al menos

• menos 35% a partir de 2011 para nuevas instalaciones de producción, después de 2017 menos 60%
• para los sistemas que ya estaban en funcionamiento en 2008, se aplica menos 35% a partir de 2013, después de 2017 menos 50%

En 2008 (2007), se produjo un total de alrededor de 2.8 (1.8) mil millones de litros de etanol en la Unión Europea, pero se consumieron alrededor de 3.5 (2.6) mil millones de litros. En 2015 se utilizaron 5.400 millones de litros, pero solo se produjeron 4,2 millones de litros. La mayor parte de la diferencia se importa de Brasil. Con su producción, la Unión Europea ocupa el tercer lugar del mundo, por delante de China, pero muy por detrás de Estados Unidos y Brasil.

Alemania

En Alemania sólo existe mercado para el bioetanol desde 2004. Según información de la industria, ese año se vendieron alrededor de 80.000 toneladas de bioetanol, la mayoría de las cuales se utilizó como combustible ETBE. Una de las mayores plantas europeas para la producción de bioetanol con una capacidad anual de 285.000 t se encuentra en Zeitz ( Sajonia-Anhalt ). Aquí CropEnergies (antes Südzucker Bioethanol GmbH) produce bioetanol a partir de trigo , cebada , triticale y maíz . En la segunda planta más grande de Alemania con una capacidad anual de 200.000 t, Verbio en Schwedt, Brandeburgo, produce bioetanol principalmente a partir de centeno . En general, las plantas de bioetanol alemanas en 2011 tenían una capacidad anual de 930.000 toneladas. En 2017 se produjeron 672,930 toneladas.

El bioetanol en forma de E85 no se gravó como el aceite mineral fósil hasta 2015, la porción de bioetanol no estaba sujeta al impuesto al aceite mineral, por lo que el E85 tenía privilegios fiscales para la porción de bioetanol. Esta desgravación fiscal se suspendió el 31 de diciembre de 2015. Con la Ley de Cuota de Biocombustibles , la legislatura ha creado un instrumento regulatorio para menores proporciones de mezcla desde 2006 para promover la adición de bioetanol a la gasolina: La industria del aceite mineral está obligada a reducir la proporción de gasolina aumentando cada año (1.2% en 2007 a 6.25 % 2010) añadir bioetanol. Estas acciones están luego totalmente sujetas al impuesto sobre la energía (bioetanol 65,4 centavos). Con esta medida combinada, al Gobierno Federal le gustaría apoyar a la industria de biocombustibles, en su mayoría mediana, asegurando el mercado de ventas.

DIN  51625
título	Combustibles de automoción.Combustible de etanol.Requisitos y métodos de ensayo.
Ultima edicion	Agosto de 2008

En la primavera de 2008, el aumento previsto en la proporción de etanol al 10% (el llamado E10 ) fue criticado porque los políticos, los fabricantes de automóviles y la Asociación de la Industria Automotriz hicieron declaraciones contradictorias sobre la compatibilidad. Dado que quedó abierto si los modelos no diseñados explícitamente para este propósito tendrían que repostar con SuperPlus , que es la única variedad que conserva el 5% de contenido de etanol, se suspendió la regulación prevista por el gobierno federal para la introducción de E10. En agosto de 2008, con la primera edición de DIN 51625, los requisitos y métodos de prueba para el combustible de etanol se definieron por primera vez en una norma DIN . E10 se considera compatible con casi todos los vehículos.

A principios de 2011, se introdujo E10 en Alemania.

Austria

Al aplicar la directiva sobre biocombustibles, Austria se ha fijado objetivos que superan los requisitos de la UE (2,5% en 2005 | 4,3% en 2007 | 5,75% en 2008). El objetivo también es del 5,75% en 2019. Con los cambios en la Ordenanza sobre el combustible y la Ley del impuesto sobre los aceites minerales, se introdujo una obligación de sustitución. Con el inicio de la producción de la planta de bioetanol Agrana en Baja Austria basada en trigo, maíz y remolacha azucarera (2008), el mercado austriaco de E10 está teóricamente cubierto.

Otros paises europeos

Los vehículos de combustible flexible (FFV) se comercializan en Suecia desde 2001. El etanol se produce en Suecia a partir de cereales, caña de azúcar y también a partir de residuos del procesamiento local de la madera. E85 está disponible en más de 140 estaciones de servicio públicas. El objetivo de Suecia es volverse completamente independiente del petróleo para 2030 .

El Reino Unido tiene una política de aumentar el uso de biocombustibles, incluido el etanol, aunque los impuestos sobre combustibles alternativos como el biodiésel son casi tan altos como sobre los combustibles fósiles convencionales. España es el tercer productor de bioetanol de Europa después de Francia y Alemania. Aquí se fermenta principalmente la cebada y el trigo.

Efectos

La producción y el uso de biocombustibles se debaten a menudo en relación con el Protocolo de Kioto . El etanol obtenido a partir de biomasa es una fuente de energía renovable que ofrece ventajas sobre los combustibles fósiles en términos de emisiones de CO ₂ , pero se asocia con altos niveles de gases nocivos para el clima como el óxido nitroso en el cultivo de cultivos energéticos . A pesar de un balance energético positivo, se discute sobre cuán respetuosa con el medio ambiente es realmente la producción de etanol en vista de la necesidad de áreas de cultivo (monocultivos).

Balance de energía

Para que el combustible de bioetanol haga una contribución significativa a la industria energética, la producción debe tener un balance energético positivo . La mayor parte de la energía primaria utilizada (insumo) está constituida por biomasa de materia prima renovable y neutra en CO ₂ . Los biocombustibles que se han lanzado al mercado, como el biodiésel y el aceite vegetal de colza y el bioetanol de grano, tienen un mayor potencial para ahorrar combustibles fósiles, p. Ej. B. reemplazando fertilizantes minerales con residuos y utilizando subproductos. En el proceso de producción, sin embargo, ya requieren muy poca energía primaria fósil. Nuevos biocombustibles que aún están en el mercado, p. Ej. B. el biogás de maíz o el bioetanol de biomasa que contiene lignocelulosa como la paja, por otro lado, requieren un mayor aporte de biomasa para sus respectivos procesos de producción.

Si se utilizan cultivos energéticos para la producción de biocombustibles, los combustibles fósiles siguen siendo necesarios para los fertilizantes, la cosecha, el transporte y el procesamiento. Sin embargo, en relación con la producción de gasolina o diésel, deben utilizarse entre un 60 y un 95% menos de recursos energéticos fósiles. Los anchos de banda del balance energético de los diferentes biocombustibles difieren ampliamente debido a la diversidad de los factores de influencia mencionados anteriormente. Independientemente del cultivo energético utilizado, el consumo de energía primaria fósil (insumo) siempre está muy por debajo de la energía primaria utilizada para la producción de combustibles fósiles.

Numerosos estudios han examinado los balances energéticos de las diversas formas en que se pueden cultivar y utilizar los cultivos energéticos. Un estudio de la Universidad de Hohenheim llega a la conclusión de que la producción de bioetanol a partir de cereales en plantas a gran escala solo tiene un balance energético ligeramente positivo. Los científicos también enfatizan que el equilibrio de cambios en las condiciones de producción podría mejorarse significativamente. Como alternativa, proponen el uso de pequeños sistemas en los que se prescinde del secado intensivo en energía de la denominada vinaza, que se puede seguir utilizando en forma de biogás y fertilizantes. En su opinión, la ganancia energética total de dicho uso sostenible podría incrementarse a más de 14.000 MJ / t de grano, lo que corresponde a siete veces la ganancia energética en comparación con la producción a gran escala.

Balance energético para la producción a gran escala de bioetanol, datos de Senn 2002

Los estudios científicos posteriores tratan, entre otras cosas. con procesos de producción más eficientes en la fermentación del alcohol con el fin de mejorar aún más el balance energético.

Huella de carbono

Cuando se fermentan las materias primas y se quema el bioetanol, se libera dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero ; Sin embargo, ya que la misma cantidad de dióxido de carbono de la atmósfera estaba obligado por la fotosíntesis durante el crecimiento de las plantas de las materias primas, estos procesos químicos (fotosíntesis, la fermentación, la combustión) son CO ₂ -Diseño Neutro en la adición . Dado que se requiere energía adicional en la producción de las materias primas y en la fabricación de etanol, el proceso de fabricación en su conjunto no es neutro en CO ₂ o incluso climáticamente neutro.

De acuerdo con un estudio teórico preliminar del premio Nobel de química Paul Crutzen en 2007 del efecto dañino para el clima que resulta en el cultivo, particularmente en fertilizantes, las centrales eléctricas producen óxido nitroso (gas de la risa) para "enfriamiento" efecto del CO ₂ ahorrado en gran medida anulado e incluso puede conducir a un mayor calentamiento en comparación con los combustibles fósiles. Según los resultados, el combustible de colza ( biodiésel ) provoca de 1 a 1,7 veces el calentamiento relativo en comparación con el combustible fósil. Para el maíz de cultivo energético, que también se examinó, el calentamiento relativo fue de 0,9 a 1,5, y solo para la caña de azúcar hubo un efecto favorable al clima con un calentamiento relativo de 0,5 a 0,9.

Sin embargo, la publicación del estudio de Crutzen fue rechazada por reconocidas revistas científicas. Por un lado, el estudio se basa únicamente en su propio modelo de cálculo para las emisiones de óxido nitroso, lo que significa que los valores determinados matemáticamente no han sido confirmados por pruebas. Por otro lado, se sobrestima la relevancia de las emisiones de óxido nitroso. Por razones de costo, la fertilización con nitrógeno es cada vez más rara en la agricultura. La versión final del estudio Crutzen, publicado en 2008, contiene datos adicionales con factores recalculados, cada uno teniendo en cuenta una de las objeciones planteadas por otros científicos. De acuerdo con esto, la alta eficiencia del fertilizante nitrogenado, una alta proporción de estiércol líquido en el fertilizante (20%) o el uso eficiente de subproductos en la producción de combustible pueden reducir los factores de calentamiento para la colza hasta 0.5 y para el maíz. hasta 0,4 y para la caña de azúcar se puede reducir a 0,3. Eso correspondería a un calentamiento global que es 2, 2,5 o 3 veces menor que cuando se utilizan combustibles fósiles.

Para EE. UU., Estudios recientes de la Universidad de Minnesota llegan a la conclusión de que el bioetanol elaborado a partir de cereales, quemado en motores de combustión interna, tiene un equilibrio climático extremadamente pobre en comparación con otros escenarios.

La contaminación del aire

En comparación con la gasolina sin plomo convencional , el etanol se quema más limpio en dióxido de carbono y agua. En los Estados Unidos, la Ley de Aire Limpio requiere la adición de compuestos ricos en oxígeno para reducir las emisiones de monóxido de carbono . El uso del aditivo MTBE , que es peligroso para las aguas subterráneas , se reduce y se reemplaza por ETBE .

Al utilizar etanol puro (E100) en lugar de gasolina, las emisiones de dióxido de carbono medidas se reducen en aproximadamente un 13%. Sin embargo, el ciclo de la fotosíntesis reduce las emisiones en más del 80%. Las ventajas se compensan con la contaminación ambiental provocada por la producción de etanol, que se tiene en cuenta en el balance de CO ₂ .

Debido a que el bioetanol puro, también conocido como bio alcohol , se quema sin dejar residuos (sin hollín), a menudo se usa en chimeneas abiertas en el hogar.

La contaminación del agua

La producción de biomasa para la producción de agrosprit produce la misma contaminación del agua que cualquier otro cultivo intensivo de productos agrícolas. Según un estudio de Simon Donner de la Universidad de Columbia Británica y Chris Kucharik de la Universidad de Wisconsin, la contaminación en la desembocadura del Mississippi se expandirá desde los 20.000 kilómetros cuadrados actuales a un área aún mayor si Estados Unidos avanza con sus planes. para producir agrocombustible a partir de maíz como estaba previsto. En esta área, según el estudio, habrá una sobrefertilización tan fuerte que la floración de algas resultante y la consiguiente falta de oxígeno después de que las algas hayan muerto harán que el área ya no sea habitable para otra vida marina. Tendría los mismos efectos si el maíz no se usara como etanol sino como alimento para animales. Por tanto, es necesario aplicar buenas prácticas profesionales para reducir las aportaciones de fertilizantes y contaminantes al medio ambiente.

Agricultura

Si la demanda de bioetanol sigue aumentando, serán necesarios métodos de cultivo intensivos . En Europa, en lugar de dejarlo de lado con subsidios , el excedente de tierra cultivable podría usarse para la producción de bioetanol o diesel sin crear competencia por la tierra . En los países en desarrollo y emergentes , la demanda de bioetanol en el mercado mundial podría llevar a una reubicación de los cultivos. El cultivo de alimentos podría descuidarse en favor de los cultivos de etanol que generan divisas.

Al intensificar la agricultura para la producción de bioetanol, surgen los problemas ecológicos conocidos en todas las áreas agrícolas. Esto incluye:

• Consumo de suelo por agricultura arable: erosión , compactación
• Influencia de las aguas subterráneas y superficiales a través de la agricultura:
  • Descarga de nutrientes a través de fertilizantes, por ejemplo nitrógeno y fósforo.
  • Retirada y consumo en el caso de la agricultura de regadío .
• Gases de efecto invernadero además del CO ₂ , por ejemplo, óxido nitroso como resultado de la actividad agrícola.
• Uso de plaguicidas
• Presión de uso sobre el "paisaje" en general ( agricultura arable intensiva ), por ejemplo, desde el punto de vista de la biodiversidad y la competencia por la tierra

También se requiere una percepción de los puntos clásicos de crítica a la agricultura realizada con métodos industriales desde la perspectiva de las materias primas renovables, para incluirlas en el pesaje de la mercancía. Para minimizar estos problemas, se requieren y desarrollan conceptos de agricultura sostenible .

Competencia por el espacio

En el transcurso del aumento de precios de 2007/2008 para las materias primas y los alimentos, se enfocó el papel del bioetanol como competidor de la producción de alimentos . El uso de maíz en los Estados Unidos en particular fue objeto de críticas. Varios análisis han demostrado que los biocombustibles solo participaron parcialmente en el aumento mundial de los precios de los alimentos. Los principales factores son el crecimiento de la población y el aumento del consumo de carne en países emergentes densamente poblados como China e India. Una conferencia de especialistas de la ONU dictaminó: "Los biocombustibles no desencadenaron la crisis".

Agricultura y economia

En Alemania, el bioetanol se elabora a partir de cereales, remolacha azucarera y, en menor medida, maíz. El rendimiento en l / ha depende de la planta respectiva. El rendimiento de la remolacha azucarera es mucho mayor que el del trigo. Los cereales como la avena, el centeno, la cebada, el trigo y el triticale proporcionan, según el proceso, un pienso de una calidad mucho más alta que la que permitían anteriormente el maíz, las patatas y la remolacha. Con un contenido de proteína del 40% o más, estos piensos de cereales fermentados pueden llegar a mercados más grandes que el uso en piensos concentrados para ganado lechero como antes. Sin embargo, en lo que respecta al precio del etanol, los quemadores tienen que competir con el mercado mundial, porque el alcohol combustible, como bien de libre comercio, no está sujeto a las medidas reglamentarias del monopolio de las bebidas espirituosas. Los costos totales de producir un metro cúbico de bioetanol a partir de la caña de azúcar en Brasil son solo de 200 a 250 dólares estadounidenses , en Alemania de 450 a 500 euros , lo que significa que los costos en Brasil son menos de la mitad que en Alemania .

Las previsiones para la producción europea muestran una producción anual de 7 millones de toneladas de piensos secos y fermentados, de los cuales un millón de toneladas solo en Alemania, para los que las destilerías alemanas compran hasta 3 millones de toneladas de cereales agrícolas. Pero además de algunos proyectos piloto a pequeña escala, estas plantas en Alemania hasta ahora solo han existido en papel y ahora se está intentando no repetir los errores de la industria estadounidense del etanol: solo hay dos grandes empresas de más de 250 las empresas que se metieron en este negocio hace 20 años salieron libres. La caída de estos proyectos se debe en gran parte a la falta de comprensión del potencial del subproducto producido como alimento para animales: la vinaza producida se entregó principalmente a la agricultura de forma gratuita o solo a un costo. Hoy en día, los destiladores alemanes de aguardiente practican esto de manera similar, pero estas empresas ganan dinero con su propio producto de marca o con alcohol neutro de calidad superior para bebidas. Sin embargo, para el etanol como biocombustible, el precio es fijo. Por tanto, existe flexibilidad económica en la compra de materias primas y en la comercialización de subproductos.

Hasta ahora, alrededor de una quinta parte del pienso de gluten de maíz producido allí se exporta a Europa desde América del Norte. En vista del nuevo desarrollo, ahora se están haciendo grandes esfuerzos para buscar nuevas aplicaciones para los “DDGS” ( solubles de grano seco de destilería ). El desarrollo es evidente en la biorrefinería en Springfield , Kentucky , que abrió en 2002 y es la única instalación de este tipo en el mundo. Allí, Alltech desarrolla procesos de fermentación posteriores para la industria del etanol y la alimentación animal para producir piensos y piensos de mayor calidad. nuevos aditivos alimentarios, así como nuevos complejos de celulosa como aditivos para piensos.

aspectos económicos

1. ↑ 1 l de biocombustible o 1 kg de biometano corresponde a esta cantidad de combustible convencional
2. ↑ sin subproductos
3. ↑ cálculo separado, no basado en otros datos
4. ↑ ^{a b c} con biometano de subproductos torta de colza / vinaza / paja
5. ↑ ^{a b} basado en combustibles FT

Algunos economistas argumentan que el bioetanol como sustituto de la gasolina solo es rentable para los agricultores y la industria a través de subsidios gubernamentales. Según el Departamento de Energía de Estados Unidos , por cada unidad de energía utilizada para producir etanol a partir de maíz, se devuelven 1,3 unidades. Con otras plantas (caña de azúcar, pasto chino) la eficiencia es mejor.

Una agricultura más intensiva, mayores rendimientos y posiblemente plantas modificadas genéticamente podrían hacer que la producción de etanol sea más rentable desde un punto de vista económico. Se están realizando investigaciones sobre razas especiales y manipulaciones genéticas. Un alto precio del petróleo también hace que el uso de otra biomasa (por ejemplo, paja) sea económicamente interesante.

Dado que la demanda de petróleo crudo de recursos limitados, también debido al desarrollo económico en China, seguirá aumentando, se esperan precios altos del petróleo. El objetivo político de algunos países es hacerse menos dependientes de las importaciones de petróleo y luchar por una combinación energética. Dado que regiones como Estados Unidos o Europa no pueden producir tanto bioetanol como se necesitaría para reemplazar el petróleo crudo, podría surgir una nueva dependencia de las importaciones de países con las correspondientes instalaciones de cultivo y producción.

potencial

El potencial de las bioenergías depende sobre todo de la disponibilidad de tierras cultivadas en las que se puedan cultivar materias primas renovables (NawaRos) para la generación de energía. La cantidad de residuos agrícolas, forestales y otros residuos orgánicos también es importante.

Según un informe del Consejo Asesor Alemán sobre Cambio Global (WBGU), el potencial técnico es de entre 30 y 120 exajulios (EJ), teniendo en cuenta criterios de conservación de la naturaleza de gran alcance, que corresponden a alrededor del 6 al 25 por ciento de la demanda mundial de energía primaria . Junto con los residuos biogénicos, la bioenergía puede proporcionar entre 80 y 170 EJ y, por lo tanto, entre el 16 y el 35 por ciento de las necesidades energéticas del mundo. Sin embargo, debido a restricciones económicas y políticas, es posible que solo se pueda absorber alrededor de la mitad del potencial (es decir, del 8 al 17,5% de la demanda mundial de energía).

Otros estudios calculan potenciales potenciales mucho más altos de hasta 1440 EJ (tres veces la demanda mundial de energía), en particular debido a supuestos más altos sobre el nivel de rendimiento por unidad de área, especialmente en suelos degradados , que fueron evaluados de manera conservadora en el informe WBGU. Un estudio encargado por la Agencia de Energía Renovable llega a la conclusión de que si se utiliza la mitad de las áreas degradadas del mundo, más del 40 por ciento de las necesidades mundiales de energía primaria de hoy se pueden satisfacer a partir de cultivos energéticos. Junto con los residuos biogénicos, la mitad de las necesidades energéticas totales del mundo pueden satisfacerse con la ayuda de la bioenergía, sin tener que competir con la conservación de la naturaleza o el suministro de alimentos.

En 2005, se sembró caña de azúcar en 5,6 millones de hectáreas en Brasil . La mitad de esto se procesó en 15 millones de m³ de bioetanol. En 2014 se cultivó caña de azúcar en 10,4 millones de hectáreas, de las cuales 24 millones de m³ de bioetanol se produjeron a partir de un tercio. Según EMBRAPA, existe un potencial de 90 millones de hectáreas para la producción de bioetanol.

enlaces web

Wikcionario: Bioetanol  - explicaciones de significados, orígenes de palabras, sinónimos, traducciones

• Información básica sobre bioetanol como combustible (agencia especializada en materias primas renovables)
• Asociación Federal de la Industria Alemana del Bioetanol eV
• ePURE: la voz de la industria europea del etanol renovable
• "Podemos y debemos" artículo de prensa de "ntv"
• El azúcar impulsa una revolución en las carreteras de Brasil (inglés)
• Brasil: ¿pronto será la "Arabia Saudita verde de América Latina"? , Revista Quetzal Online, noviembre de 2009

literatura

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