Biocombustible

La caña de azúcar se puede utilizar como un biocombustible o comida.

Saab 99 que se ejecuta en gas de madera. Generadores de gas en el remolque.

Biocombustibles puede ser ampliamente definida como sólido, líquido o gas combustible derivado de recién fallecidos biológica material.This distingue de los combustibles fósiles , que se derivan de material biológico muerto mucho . Biofuel se puede producir teóricamente de cualquier ( biológica ) fuente de carbono, aunque el más común, con mucho, es fotosintéticos plantas . Muchas plantas diferentes y materiales derivados de las plantas se utilizan para la fabricación de biocombustibles. Los biocarburantes se usan en todo el mundo, con más frecuencia a las fuentes de los vehículos y cocinas. Industrias de biocombustibles se están expandiendo en Europa, Asia y las Américas.

Los biocombustibles ofrecen la posibilidad de producir energía sin un aumento neto de carbono a la atmósfera debido a que las plantas utilizan para producir el combustible tiene eliminado CO ₂ de la atmósfera, a diferencia de los combustibles fósiles, que regresan el carbón que fue almacenado bajo la superficie durante millones de años en el aire. Por lo tanto, es más casi Biofuel carbono aumento neutral y menos probable concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero (aunque se han planteado dudas en cuanto a si este beneficio se puede lograr en la práctica, véase más adelante ). El uso de biocombustibles también reduce la dependencia del petróleo y mejora la seguridad energética.

Hay dos estrategias comunes de la producción de biocombustibles. Uno es para crecer cultivos de alto en cualquiera de azúcar ( caña de azúcar , remolacha azucarera , y sorgo dulce) o almidón ( maíz / maíz ), y luego usar la levadura de fermentación para producir alcohol etílico ( etanol ). El segundo es para cultivar plantas que contienen altas cantidades de aceite vegetal, tales como aceite de palma, soja , algas , o jatropha. Cuando se calientan estos aceites, su viscosidad se reduce, y se puede quemar directamente en un motor diesel, o los aceites pueden ser procesados químicamente para producir combustibles como el biodiesel . Madera y sus derivados también pueden ser convertidos en biocombustibles tales como gas de madera, metanol o combustible etanol. También es posible hacer etanol celulósico a partir de partes de las plantas no comestibles, pero esto puede ser difícil de lograr económicamente.

Los biocombustibles se discuten como tener un papel importante en una variedad de asuntos internacionales, entre ellos: la mitigación de las emisiones de carbono y niveles los precios del petróleo, el " alimentos vs combustible debate ", la deforestación y la erosión del suelo , el impacto sobre los recursos hídricos , y el balance energético y la eficiencia.

Historia y política

Los seres humanos han utilizado los combustibles de biomasa en forma de biocombustibles sólidos para la calefacción y la cocina desde el descubrimiento del fuego. Tras el descubrimiento de la electricidad, se hizo posible usar los biocombustibles para generar energía eléctrica, así. Sin embargo, el descubrimiento y el uso de combustibles fósiles : carbón , gas y petróleo , han reducido drásticamente la cantidad de combustible de biomasa utilizada en el mundo desarrollado para el transporte, de calor y electricidad. biocombustibles-p2.html National Geographic, Green Dreams, octubre 2007] Sin embargo, cuando gran suministros de petróleo crudo fueron descubiertos en Pennsylvania y Texas, petróleo combustibles basados convirtió barato, y pronto se utilizaron ampliamente. Coches y camiones comenzaron a utilizar combustibles derivados de aceite mineral / petróleo : gasolina / gasolina o diesel.

Sin embargo, antes de la Segunda Guerra Mundial , y durante el período de tiempo de guerra de alta demanda, los biocombustibles fueron valorados como una alternativa estratégica para el petróleo importado. Wartime Alemania sufre la escasez de petróleo extremas, y muchas innovaciones de energía como resultado. Esto incluye la alimentación de algunos de sus vehículos usando una mezcla de gasolina con alcohol fermentado a partir de patatas, llamado Monopolin. En Gran Bretaña, alcohol de grano se mezcló con gasolina por el Distillers Company Limited bajo el nombre Discol y comercializa a través de La filial de Esso Cleveland.

Durante el período posterior a la guerra en tiempos de paz, el petróleo barato del Medio Oriente contribuyó en parte al interés económico y geopolítico disminuido en los biocombustibles. Luego, en 1973 y 1979, los conflictos geopolíticos en Oriente Medio provocó OPEP de reducir las exportaciones, y las naciones no OPEP experimentó una disminución muy grande en su aceite de suministro. Este " crisis energética "dado lugar a una grave escasez, y un fuerte aumento de los precios de alta demandar productos a base de aceite, en particular gasolina / gasolina. También se incrementó el interés de los gobiernos y académicos en temas de energía y biocombustibles. A lo largo de la historia, las fluctuaciones de la oferta y la demanda , política energética, conflicto militar, y los impactos ambientales, han contribuido a un mercado muy complejo y volátil para la energía y el combustible.

En el año 2000 y más allá, el renovado interés por los biocombustibles se ha visto. Los controladores para biocombustible investigación y desarrollo incluyen el aumento de los precios del petróleo, las preocupaciones sobre el potencial pico del petróleo, las emisiones de gases de efecto invernadero (que causan el calentamiento global y el cambio climático ), los intereses de desarrollo rural, y la inestabilidad en el Medio Oriente.

Biomasa

La biomasa es un material derivado de recientemente vivos organismos . Esto incluye las plantas, los animales y sus productos derivados. Por ejemplo, estiércol, residuos de jardinería y residuos de cultivos son todas las fuentes de biomasa. Se trata de una energía renovable de origen basado en el ciclo del carbono, a diferencia de otros recursos naturales como el petróleo , el carbón , y combustibles nucleares.

Los residuos animales es un contaminante persistente e inevitable producida principalmente por los animales alojados en explotaciones de tamaño industrial. Investigadores de la Universidad de Washington han descubierto una manera de convertir el estiércol en la biomasa. En abril de 2008 con la ayuda de la tecnología de imagen se dieron cuenta de que la mezcla vigorosa ayuda microorganismos convierten los desechos agrícolas en energía alternativa, proporcionando a los agricultores una forma sencilla para tratar sus residuos y convertirla en energía.

También hay agrícolas productos específicamente destinados a la producción de biocombustibles incluyen maíz , virgatum, y la soja , principalmente en los Estados Unidos; colza, trigo y remolacha azucarera , principalmente en Europa, la caña de azúcar en Brasil, el aceite de palma y miscanthus en el sudeste de Asia, el sorgo y yuca en China; y jatropha en India. El cáñamo también se ha demostrado que funciona como biocombustible. Salidas biodegradables de la industria, la agricultura, la silvicultura y los hogares pueden utilizarse para la producción de biocombustibles, ya sea usando digestión anaerobia para producir biogás, o el uso de biocombustibles de segunda generación; ejemplos incluyen la paja, la madera, el estiércol, cáscara de arroz, las aguas residuales y los residuos de alimentos. El uso de combustibles de biomasa, por tanto, puede contribuir a la gestión de residuos, así como la seguridad energética y ayudar a prevenir el cambio climático, aunque solo no son una solución integral a estos problemas.

Bioenergía a partir de residuos

Aceite vegetal usado que ha sido filtrada.

El uso de residuos de biomasa para producir energía puede reducir el uso de combustibles fósiles, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y reducir los problemas de contaminación y gestión de residuos. Una publicación reciente de la Unión Europea destacó el potencial de la bioenergía derivado de residuos para contribuir a la reducción del calentamiento global. El informe concluyó que 19 millones de toneladas equivalentes de petróleo está disponible a partir de biomasa para el año 2020, el 46% de los bio-residuos: residuos sólidos urbanos (RSU), residuos agrícolas, residuos agrícolas y otros flujos de residuos biodegradables.

Los vertederos generan gases como los residuos enterrados en ellos sufre digestión anaeróbica. Estos gases se conocen colectivamente como gas de relleno sanitario (GRS). Esto puede ser quemado y se considera una fuente de energía renovable, a pesar de la eliminación en vertederos son a menudo no sostenible. El gas de vertedero puede ser quemado, ya sea directamente por el calor o para generar electricidad para el consumo público. El gas de vertedero contiene aproximadamente 50% de metano, el mismo gas que se encuentra en el gas natural .

La biomasa puede provenir de material vegetal de desecho. Si el gas de vertedero no se cosecha, se escapa a la atmósfera: esto no es deseable porque el metano es un gas de efecto invernadero, con más potencial de calentamiento global que el dióxido de carbono. Durante un lapso de tiempo de 100 años, el metano tiene un potencial de calentamiento global de 23 con relación a las emisiones de CO _2. Por lo tanto, durante este tiempo, una tonelada de metano produce el mismo efecto de gases de efecto invernadero (GEI) como 23 toneladas de CO _2. Cuando el metano se quema la fórmula es CH ₄ + 2O ₂ = CO ₂ + 2H ₂ O por lo tanto la cosecha y la quema de gas de vertedero, su potencial de calentamiento global se reduce en un factor de 23, además de proporcionar energía para calor y electricidad.

Frank Keppler y Thomas Rockmann descubrieron que las plantas que viven también producen metano CH _4. La cantidad de metano producido por las plantas vivas es de 10 a 100 veces mayor que la producida por plantas muertas (en un ambiente aeróbico), pero no aumenta el calentamiento global debido a la ciclo del carbono.

La digestión anaerobia se puede utilizar como una estrategia de gestión de residuos distinta para reducir la cantidad de residuos enviados a los vertederos y generar metano, o biogás. Cualquier forma de biomasa se puede utilizar en digestión anaerobia y se descomponen para producir metano , que puede ser cosechada y quema para generar calor, electricidad o para alimentar ciertas vehículos automotores.

Una planta de energía vertedero 3 MW accionaría 1900 hogares. Eliminaría 6.000 toneladas anuales de metano se metan en el medio ambiente. Eliminaría 18.000 toneladas anuales de CO ₂ de la sustitución de combustibles fósiles. Esto es lo mismo que la eliminación de 25.000 coches de las carreteras, o la plantación de 36.000 hectáreas (146 km ²⁾ de bosque, o no usar 305.000 barriles (48.500 m ³⁾ de petróleo al año.

Los combustibles líquidos para el transporte

En algunos países biodiesel es menos costoso que el diesel convencional.

La mayoría de los combustibles para el transporte son líquidos, porque los vehículos por lo general requieren de alta densidad de energía, como ocurre en líquidos y sólidos . Vehículos en general tienen alta densidad de potencia como se puede proporcionar más barata por una motor de combustión interna. Estos motores requieren la quema de combustibles limpios, con el fin de mantener el motor limpio y minimizar la contaminación del aire. Los combustibles que son más fáciles de quemar limpiamente son típicamente líquidos y los gases . Así, líquidos y gases (que se pueden almacenar en forma líquida) cumplen con los requisitos de ser tanto ardor portátil y limpio. Además, los líquidos y los gases pueden ser bombeados , lo que significa que la manipulación es fácilmente mecanizada, y por lo tanto menos laborioso.

Tipos de biocombustibles

Los biocombustibles de primera generación

"Los biocombustibles de primera generación» se refieren a los biocombustibles elaborados a partir de azúcar , almidón, aceite vegetal, o grasas animales que utilizan la tecnología convencional. Las materias primas básicas para la producción de biocarburantes de primera generación son a menudo semillas o cereales como el trigo, que produce almidón que se fermenta en bioetanol, o semillas de girasol, que se presionan para producir aceite vegetal que puede ser usado en biodiesel. Estas materias primas también podrían entrar en el animal o cadena de alimentación humana, y que la población mundial se ha incrementado su uso en la producción de biocombustibles ha sido criticada por el desvío de alimentos fuera de la cadena alimentaria humana, que lleva a la escasez de alimentos y aumentos de precios.

Los biocombustibles más comunes de primera generación se enumeran a continuación.

Aceite vegetal

El aceite vegetal se puede utilizar ya sea para alimentos o combustible; la calidad del aceite puede ser menor para el uso de combustible. El aceite vegetal se puede utilizar en muchos motores diesel más viejos (equipado con sistemas indirectos de inyección), pero sólo en climas cálidos. En la mayoría de los casos, el aceite vegetal se utiliza para la fabricación de biodiesel, que es compatible con la mayoría de los motores diesel cuando se mezcla con el combustible diesel convencional. MAN B & W Diesel, Wartsila y Deutz AG ofrece motores que son compatibles con el aceite vegetal recto. Aceite vegetal usado cada vez más se está procesando en biodiesel, y en una escala más pequeña, limpia de agua y las partículas y se utiliza como combustible.

Biodiesel

El biodiesel es el biocombustible más común en Europa. Se produce a partir de aceites o grasas que utilizan transesterificación y es un líquido similar en composición al diesel mineral. Su nombre químico es metilo de ácido graso (o etil) éster ( FAME). Los aceites se mezclan con hidróxido de sodio y metanol (o etanol) y la reacción química produce biodiesel (FAME) y glicerol. Una parte de glicerol se produce por cada 10 partes biodiesel. Materia prima para biodiesel incluyen grasas animales, aceites vegetales, soja , colza, jatropha, mahua, mostaza , lino, de girasol , aceite de palma , cáñamo, campo pennycress, y algas.

El biodiesel puede ser utilizado en cualquier motor diesel cuando se mezcla con diesel mineral. En algunos países fabricantes cubren sus motores diesel en garantía por el 100% de uso de biodiesel, aunque Volkswagen de Alemania, por ejemplo, pide a los conductores para hacer una comprobación telefónica con el departamento de servicios ambientales VW antes de cambiar a 100% de biodiesel (ver el uso de biodiesel ). Muchas personas se han quedado sus vehículos con biodiesel sin problemas, aunque puede llegar a ser de espesor / viscosidad a temperaturas más bajas, en función de la materia prima utilizada, y los vehículos puede requerir calentadores de línea de combustible. Sin embargo, la mayoría de los fabricantes de vehículos a limitar sus recomendaciones al 15% de biodiesel mezclado con diesel mineral. Muchos motores diesel más nuevas están hechos de manera que puedan funcionar con el combustible biodiesel 100% sin alterar el propio motor, aunque esto puede depender en el diseño carril de combustible. Desde biodiesel queman más limpio que el diesel mineral regular, pueden necesitar filtros para ser reemplazados con mayor frecuencia, especialmente como el biocombustible disuelve los depósitos de edad en el tanque de combustible y tuberías. En muchos países europeos, una mezcla de biodiesel al 5% es ampliamente utilizado y está disponible en miles de estaciones de servicio.

En los EE.UU., más del 80% de los camiones y autobuses de la ciudad comercial ejecuta en diesel. Por lo tanto "el mercado estadounidense naciente para el biodiesel está creciendo a una tasa de 25 millones de galones por año en 2004 asombroso 78 millones de galones a principios de 2005. A finales de 2006 la producción de biodiesel se estimó a multiplicarse por cuatro a más de mil millones galones, "experto en energía Will Thurmond escribió en un artículo para la edición de julio-agosto 2007 LA revista futurista.

Bioalcoholes

Información sobre una bomba en California.

Producidos biológicamente alcoholes , más comúnmente etanol , y con menos frecuencia propanol y butanol, se producen por la acción de microorganismos y enzimas a través de la fermentación de azúcares o almidones (más fácil), o de celulosa (que es más difícil). El biobutanol (también llamada biogasolina) se afirma a menudo para proporcionar un reemplazo directo para gasolina, ya que puede ser utilizado directamente en un motor de gasolina (de una manera similar a la de biodiesel en motores diesel).

Butanol está formado por Fermentación ABE (acetona, butanol, etanol) y modificaciones experimentales del proceso muestran potencialmente altas ganancias netas de energía con butanol como el único producto líquido. Butanol producirá más energía y, al parecer puede ser quemado "recto" en los motores de gasolina existente (sin modificaciones en el motor o en coche), y es menos corrosivo y menos solubles en agua que el etanol, y podría ser distribuido a través de las infraestructuras existentes. DuPont y BP están trabajando juntos para ayudar a desarrollar butanol.

El combustible de etanol es el biocombustible más común en todo el mundo, sobre todo en Brasil. Combustibles de alcohol se producen por fermentación de azúcares derivados de trigo , maíz , remolacha azucarera , caña de azúcar , melaza y nada de azúcar o almidón que bebidas alcohólicas se pueden hacer de (como la patata y fruta de residuos, etc.). Los etanol métodos de producción utilizados son digestión con enzimas (para liberar azúcares a partir de almidones almacenados, la fermentación de los azúcares, destilación y secado. El proceso de destilación requiere una entrada significativa de energía para el calor (a menudo no sostenible de gas natural de los combustibles fósiles , pero la biomasa celulósica como bagazo, el residuo que queda después de la caña de azúcar se presiona para extraer su jugo, también se puede utilizar de forma más sostenible).

El etanol puede ser utilizado en motores de gasolina como un reemplazo para la gasolina; se puede mezclar con la gasolina a cualquier porcentaje. La mayoría de los motores de gasolina de automóviles existentes pueden funcionar con mezclas de hasta un 15% de bioetanol con éter de petróleo / gasolina. Gasolina con etanol añadido tiene mayor octanos, lo que significa que su motor normalmente puede quemar más caliente y más eficiente. En lugares de gran altitud (nada), algunos estados exigen una mezcla de gasolina y etanol como un invierno oxidante para reducir las emisiones de contaminantes atmosféricos.

El combustible de etanol con menos Contenido de energía BTU, lo que significa que se necesita más combustible (volumen y masa) para ir a la misma distancia. Combustibles premium Más caros contienen menos, o no, el etanol. En motores de alta compresión, menor de etanol, se requiere combustible premium más lenta la quema para evitar perjudiciales pre-ignición (golpeteo). Muy caro gasolina de aviación (Avgas) es de 100 octanos de 100% de petróleo. El alto precio del etanol cero Avgas no incluye los impuestos de uso de carretera y federal-estatal.

El etanol es muy corrosivo para los sistemas de combustible, mangueras-y-juntas de goma, de aluminio , y cámaras de combustión. Por tanto, es ilegal utilizar combustibles que contengan alcohol en avión (aunque al menos un modelo de aeronave que funcionan con etanol se ha desarrollado, la Embraer EMB 202 Ipanema). El etanol es incompatible con los tanques de combustible de fibra de vidrio marino (que les hace de fugas). Para mayores mezclas porcentuales etanol y vehículos 100% de etanol, se requieren modificaciones en el motor.

Corrosivo etanol no puede ser transportado en tuberías petroleras, por lo más caro en el taller camiones cisterna de acero inoxidable aumentan el consumo de energía y costo requerido para entregar etanol para el cliente en la gasolinera.

En el modelo actual de alcohol de maíz de producción en los Estados Unidos, teniendo en cuenta la energía total consumida por equipo agrícola, cultivo, siembra, fertilizantes , pesticidas, herbicidas, y fungicidas a base de petróleo, riego sistemas, la cosecha, el transporte de la materia prima a las plantas de procesamiento, fermentación, destilación , secado, transporte para alimentar los terminales y las bombas al por menor, y la menor combustible de etanol contenido en energía, el valor neto contenido energético añadido y entregado a los consumidores es muy pequeño. Y, el beneficio neto (considerando todas las cosas) hace poco para reducir desempleo petróleo y los combustibles fósiles importados sostenibles requieren para producir el etanol.

Muchos fabricantes de automóviles están produciendo vehículos de combustible flexible (FFV de), que puede funcionar de manera segura en cualquier combinación de bioetanol y gasolina, hasta el 100% de bioetanol. Ellos sienten dinámicamente el contenido de oxígeno de escape, y ajustar los sistemas del motor de computación, chispa, y la inyección de combustible en consecuencia. Esto añade un coste inicial y el aumento de mantenimiento del vehículo en marcha. Caídas de eficiencia y emisiones de contaminación aumentan cuando se necesita el mantenimiento del sistema FFV (independientemente del 0% a un 100% de mezcla de etanol que se utiliza), pero no lleva a cabo (como con todos los vehículos). FFV motores de combustión interna son cada vez más complejos, como son múltiple FFV-sistema de propulsión vehículos híbridos, que cuestan impactos, mantenimiento, fiabilidad y vida útil longevidad.

El alcohol se mezcla con el éter de petróleo y con agua, por lo combustibles de etanol a menudo se diluyen después del proceso de secado mediante la absorción de la humedad del medio ambiente de la atmósfera. El agua en la mezcla de gasolina y alcohol reduce la eficiencia, hace que los motores más difícil para empezar, hace que el funcionamiento intermitente (pulverización catódica), y oxida el aluminio ( carburadores) y componentes de acero ( óxido).

Incluso etanol seco tiene más o menos un tercio menor contenido energético por unidad de volumen en comparación con la gasolina, por lo que se requieren tanques de combustible más grandes / más pesados para viajar la misma distancia, o se requieren más paradas de combustible. Con gran desempleo actual sostenible y no subsidios escalables, combustible de etanol todavía cuesta mucho más por unidad de distancia recorrida a los precios actuales de la gasolina en los Estados Unidos.

El metanol se produce actualmente a partir de gas natural , un no- renovable de combustibles fósiles . También puede ser producido a partir de biomasa como biometanol. La economía metanol es una alternativa interesante a la economía del hidrógeno, en comparación con el hidrógeno producido a partir de hoy el gas natural , pero no la producción de hidrógeno a partir de agua y directamente el estado de la técnica limpia procesos de energía solar térmica.

BioGas

Conducciones por donde circulan biogás

El biogás se produce por el proceso de digestión anaerobia de material orgánico por anaerobios. Puede ser producido ya sea a partir de materiales de desecho biodegradables o por el uso de cultivos energéticos alimentados en digestores anaeróbicos para complementar los rendimientos de gas. El subproducto sólido, digestato, puede ser utilizado como biocombustible o un abono. En el Reino Unido, la Junta Nacional del Carbón experimentó con microorganismos que digieren carbón in situ convertirlo directamente a los gases como el metano.

El biogás contiene metano y se puede recuperar de digestores anaeróbicos industriales y sistemas de tratamiento biológico mecánico. El gas de vertedero es una forma menos limpia de biogás que se produce en rellenos sanitarios a través de origen natural de digestión anaerobia. Si se escapa a la atmósfera que es un potente gas de efecto invernadero .

Aceites y gases pueden ser producidos a partir de diversos residuos biológicos:

• Despolimerización térmica de los residuos puede extraer el metano y otros aceites similares al petróleo.
• GreenFuel Technologies Corporation desarrolló un sistema de biorreactor patentado que utiliza algas fotosintéticas no tóxico para disfrutar de las chimeneas de gases de combustión y la producción de biocombustibles como el biodiesel, biogás y un combustible seco comparable al del carbón.

Los biocombustibles sólidos

Los ejemplos incluyen madera, hierba cortada, residuos domésticos, carbón de leña, y se seca estiércol.

Syngas

El gas de síntesis es producido por los procesos combinados de pirólisis, combustión, y gasificación. Biocombustible se convierte en monóxido de carbono y la energía por pirólisis. Un suministro limitado de oxígeno se introduce para mantener la combustión. La gasificación convierte más material orgánico a hidrógeno y monóxido de carbono adicional.

La mezcla de gas resultante, gas de síntesis, es en sí mismo un combustible. Utilizando el gas de síntesis es más eficiente que la combustión directa del biocombustible originales; más de la energía contenida en el combustible se extrae.

El gas de síntesis se pueden quemar directamente en motores de combustión interna. La generador de gas de madera es un reactor de gasificación de combustible de madera montado en un motor de combustión interna. El gas de síntesis se pueden utilizar para producir metanol y de hidrógeno , o convertidos a través de la Proceso de Fischer-Tropsch para producir un material sintético de petróleo sustituto. Gasificación normalmente se basa en temperaturas> 700 ° C. Baja temperatura de gasificación es deseable cuando co-producción de biochar.

Los biocombustibles de segunda generación

Los partidarios de los biocombustibles afirman que una solución más viable es aumentar el apoyo político e industrial para, y la rapidez de, implementación de biocombustibles de segunda generación a partir de cultivos no alimenticios, incluyendo biocombustibles celulósicos. Los procesos de producción de biocombustibles de segunda generación pueden utilizar una variedad de cultivos no alimentarios. Estos incluyen la biomasa de residuos, los tallos de trigo, maíz, madera y cultivos de energía especial-o-biomasa (por ejemplo, Miscanthus). La segunda generación (2G) el uso de biocombustibles biomasa a la tecnología de líquido, incluyendo biocombustibles celulósicos de cultivos no alimentarios. Muchos biocombustibles de segunda generación están en desarrollo como biohidrógeno, biometanol, DMF, Bio-DME, Diesel Fischer-Tropsch, diesel biohidrógeno, alcoholes mixtos y diesel madera.

Usos de producción de etanol celulósico cultivos no alimentarios o productos de desecho no comestible y no desvía la comida lejos de los animales o de la cadena alimentaria humana. La lignocelulosa es el material estructural "leñosa" de las plantas. Esta materia prima es abundante y diversa, y en algunos casos (como cáscaras de cítricos o serrín) es un problema de eliminación significativa.

La producción de etanol a partir de La celulosa es un problema técnico difícil de resolver. En naturaleza, Los rumiantes (como el ganado ) comer pasto y luego usar los procesos digestivos lentos enzimáticos para dividirla en glucosa (azúcar). En laboratorios de etanol celulósico, varios procesos experimentales se están desarrollando para hacer lo mismo y, a continuación, los azúcares liberados pueden fermentarse para producir combustible de etanol.

Los científicos también trabajan en experimental ADN recombinante organismos de ingeniería genética que podrían aumentar el potencial de los biocombustibles.

Biocombustibles de tercera generación

El combustible de algas, también llamado oilgae o biocombustibles de tercera generación, es un biocombustible a partir de algas . Las algas son de bajos insumos / de alto rendimiento (30 veces más energía por acre que la tierra) materias primas para la producción de biocombustibles y combustibles algas son biodegradable:

• Con los altos precios de los combustibles fósiles ( petróleo ), hay mucho interés en Cultivo de algas (cultivo de algas).

• Una de las ventajas de muchos biocombustibles en la mayoría de otros tipos de combustible es que son biodegradable, y así relativamente inofensivos para el medio ambiente en caso de derrame.

• La Departamento de Energía de Estados estima que si el combustible de algas reemplazado todo el combustible de petróleo en los Estados Unidos, se necesitarían 15.000 millas cuadradas (38.849 kilómetros cuadrados), que es aproximadamente del tamaño de Maryland.

Los biocombustibles de segunda y tercera generación son también llamados biocombustibles avanzados.

Por otro lado, una cuarta generación que aparece se basa en la conversión de vegoil y biodiesel en la gasolina.

Biocombustibles de cuarta generación

La compañía de Craig Venter Synthetic Genomics es la ingeniería genética de microorganismos para producir combustible directamente de dióxido de carbono a escala industrial.

Biocombustibles por país

Reconociendo la importancia de la aplicación de la bioenergía, existen organizaciones internacionales como la AIE Bioenergía, establecido en 1978 por la OCDE Agencia Internacional de Energía (AIE), con el objetivo de mejorar la cooperación y el intercambio de información entre los países que tienen programas nacionales de bioenergía investigación, el desarrollo y la implementación. La ONU Foro Internacional de Biocombustibles está formado por Brasil , de China , India , Sudáfrica , el Reino Unidos y la Comisión Europea. Los líderes mundiales en el desarrollo de biocombustibles y el uso son Brasil, Estados Unidos, Francia, Suecia y Alemania.

Israel

IC Green Energy, una subsidiaria de Israel Corp., tiene como objetivo para el año 2012 para procesar 5.4% del mercado global de biocombustibles (~ 4 millones de toneladas). Se centra exclusivamente en la materia prima no comestible como la Jatropha, ricino, biomasa celulósica y algas. Seambiotic En junio de 2008, con sede en Tel Aviv y con sede en Seattle Inventure Química anunció una empresa conjunta para utilizar CO2 algas emisiones alimentados para producir etanol y biodiesel en una planta de biocombustibles en Israel.

China

En China, el gobierno está haciendo E10 combina obligatoria en cinco provincias que representan el 16% de los vehículos de pasajeros de la nación. En el sudeste de Asia, Tailandia ha ordenado una ambiciosa mezcla de etanol al 10% en la gasolina a partir de 2007. Por razones similares, la industria del aceite de palma planea suministrar una porción cada vez mayor de las necesidades nacionales de combustible diesel en Malasia y Indonesia . En Canadá , el gobierno apunta a 45% del consumo de gasolina del país para contener etanol al 10% en 2010.

India

En la India, un programa de bioetanol exige E5 combina la mayor parte del país dirigido a elevar este requisito a E10 y luego E20.

Europa

La Unión Europea en su Directiva sobre biocarburantes (actualizado en 2006) ha fijado el objetivo de que para el año 2010 que cada Estado miembro debe alcanzar al menos el 5,75% de uso de biocombustibles de todo el combustible utilizado tráfico. En 2020 la cifra debe ser de 10%. En enero de 2008 estos objetivos se están reconsiderando la luz de ciertas preocupaciones ambientales y sociales asociados a los biocombustibles como el aumento de precios de los alimentos y la deforestación.

Francia

Francia es el segundo mayor consumidor de biocombustibles entre los Estados de la UE en 2006. Según el Ministerio de Industria, el consumo de Francia aumentó un 62,7% hasta alcanzar los 682.000 toe (es decir, el 1,6% del consumo de combustible francés). El biodiesel representa la mayor parte de este (78%, muy por delante de bioetanol con un 22%). El líder indiscutible de biodiesel en Europa es la compañía francesa Diéster Industrie. En bioetanol, los franceses grupo agroindustrial Tereos está aumentando su capacidad de producción. La propia Alemania siguió siendo el mayor consumidor europeo de biocombustibles, con una estimación de consumo de 2,8 millones de toneladas de biodiesel (equivalentes a 2.408.000 tep), 0,71 millones de toneladas de aceite vegetal (628.492 pies) y 0,48 millones de toneladas de bioetanol (307.200 pies).

Alemania

La mayor empresa alemana de biodiesel es ADM Ölmühle Hamburgo AG, que es una filial del grupo estadounidense Archer Daniels Midland Company. Entre los otros grandes productores alemanes, MUW (Mitteldeutsche UmesterungsWerke GmbH & Co KG) y EOP Biodiesel AG. Un competidor importante en términos de producción de bioetanol es la corporación azucarera alemana, Südzucker.

España

El grupo español Abengoa, a través de su filial americana Abengoa Bioenergía es el líder europeo en la producción de bioetanol.

Suecia

El gobierno tiene en Suecia junto con BIL Suecia, la asociación nacional de la industria del automóvil, que son los fabricantes de automóviles en Suecia comenzaron los trabajos para poner fin a la dependencia del petróleo. Una quinta parte de los coches en Estocolmo puede funcionar con combustibles alternativos, en su mayoría combustible etanol. También Estocolmo introducirá una flota de autobuses de etanol y electricidad híbridos fabricados en sueco. En el año 2005, aceite de eliminación en Suecia en 2020 se anunció.

Reino Unido

En el Reino Unido el Transporte Renewable Fuel Obligation (RTFO) (anunciada 2005) es el requisito de que para el 2010 el 5% de todo el combustible vehículo de carretera es renovable. En 2008 un informe crítico por el Real Sociedad afirmó que los biocombustibles riesgo fallando en conseguir reducciones significativas de las emisiones de gases de efecto invernadero del transporte, e incluso podría ser perjudicial para el medio ambiente a menos que el Gobierno pone las políticas correctas.

Brasil

Típica brasileña modelos "flex" de varios fabricantes de automóviles, que funcionan con cualquier mezcla de etanol y gasolina.

En Brasil, el gobierno espera aprovechar el éxito del programa de etanol Proálcool mediante la ampliación de la producción de biodiesel que debe contener 2% de biodiesel en 2008, aumentando a 5% en 2013.

Colombia

Colombia exige el uso de etanol al 10% en toda la gasolina vendida en las ciudades con poblaciones superior a 500.000.EnVenezuela, la petrolera estatal está apoyando la construcción de 15 destilerías de caña de azúcar en los próximos cinco años, ya que el gobierno introduce un E10 (etanol al 10%) el mandato de mezcla.

EE.UU.

En 2006, elEstados Unidosel presidenteGeorge W. Bushdijo en unEstado de la Unión que los EE.UU. está "adictos al petróleo" y debemos sustituir el 75% de las importaciones de petróleo para 2025 por fuentes de energía alternativas como los biocombustibles.

Esencialmente todo el combustible de etanol en los EE.UU. se produce a partir del maíz . El maíz es un cultivo muy intensivo de la energía, lo que requiere una unidad de energía de combustibles fósiles para crear apenas 0,9 a 1,3 unidades de energía de etanol. Un alto miembro del Comité de Energía y Comercio de la Cámara congresista Fred Upton ha introducido una legislación para utilizar al menos combustible E10 para el año 2012 en todos los automóviles en los EE.UU..

El 19/12/2007 EE.UU. Ley de 2007 la independencia energética y la seguridad requiere americanos "los productores de combustible a utilizar por lo menos 36 mil millones de galones de biocombustibles en 2022. Este es un aumento de casi cinco veces más que los niveles actuales." Esto está causando un cambio significativo de recursos agrícolas lejos de la producción de alimentos a los biocombustibles. Las exportaciones de alimentos estadounidenses han disminuido (aumentando los precios del grano en todo el mundo), y las importaciones de alimentos de Estados Unidos han aumentado significativamente.

La mayoría de los biocombustibles no son actualmente rentables sin subsidios significativos. "Programa de etanol de Estados Unidos es un producto de los subsidios del gobierno. Hay más de 200 tipos diferentes, así como una tarifa de 54 centavos por galón al etanol importado. Este precio etanol brasileño fuera de un mercado por lo demás competitivo. Brasil hace de etanol a partir de caña de azúcar en lugar de maíz (maíz), que tiene un mejor TRE. subsidios federales solo cuestan $ 7000 millones al año (equivalente a alrededor de 1,90 dólares por galón) ".

General Motors está empezando un proyecto para producir Combustible E85 de etanol de celulosa a un costo proyectado de $ 1 por galón. Este es optimista sin embargo, debido $ 1 / gal equivale a 10 dólares / MBTU que es comparable a astillas de madera en $ 7 / MBTU o madera espinal en $ 6- $ 12 / MBTU, y esto no tiene en cuenta las pérdidas de conversión y operación de la planta y los costos de capital que son significativos. Las materias primas pueden ser tan simple como tallos de maíz y neumáticos de vehículos basados en petróleo desechos, pero los neumáticos usados son una materia prima cara con otros usos más valiosos. GM tiene más de 4 millones de vehículos E85 en el camino ahora, y para 2012 la mitad de los coches de producción de los EE.UU. será capaz de funcionar con combustible E85, sin embargo para el 2012 el suministro de etanol ni siquiera se acercará a suministrar esta cantidad de E85. Coskata Inc. está construyendo dos nuevas plantas para el combustible etanol. En teoría, el proceso se afirma que es cinco veces más eficiente que el etanol de maíz en base, sin embargo, todavía está en desarrollo y no se ha demostrado ser rentable en un mercado libre.

Las emisiones de gases de efecto invernadero se reduzcan en un 86% para la celulosa en comparación con la reducción del maíz 29%.

Biocarburantes en los países en desarrollo

Industrias de biocombustibles se están estableciendo en muchos países en desarrollo. Muchos países en desarrollo tienen recursos de biomasa extensas que son cada vez más valioso como la demanda de biomasa y biocombustibles aumenta. Los enfoques de desarrollo de los biocombustibles en diferentes partes del mundo varía. Países como la India y China están desarrollando tanto en los programas de biodiesel bioetanol y. India está ampliando las plantaciones de jatropha, un árbol productor de petróleo que se utiliza en la producción de biodiesel. El programa de etanol de azúcar de la India establece un objetivo de 5% de incorporación de bioetanol en combustible para el transporte. China es un importante productor de bioetanol y pretende incorporar un 15% de bioetanol en los combustibles de transporte para el 2010. Los costos de los programas de promoción de biocombustibles puede ser muy alto, sin embargo.

Entre las poblaciones rurales de los países en desarrollo, la biomasa proporciona la mayor parte del combustible para la calefacción y la cocina. Madera, estiércol y residuos de cultivos son comúnmente quemados. Las cifras de la Agencia Internacional de Energía muestran que la energía de biomasa proporciona alrededor del 30% del suministro total de energía primaria en los países en desarrollo; más de 2 mil millones de personas dependen de combustibles de biomasa como fuente de energía primaria.

El uso de combustibles de biomasa para cocinar en el interior es una fuente de problemas de salud y contaminación. 1,3 millones de muertes se atribuyeron al uso de combustibles de biomasa con una ventilación inadecuada por la Agencia Internacional de Energía en su World Energy Outlook 2006. Las soluciones propuestas incluyen estufas y combustibles alternativos mejoraron. Sin embargo, los combustibles se dañan fácilmente, y los combustibles alternativos tienden a ser caros. Muy bajo costo, bajo consumo de combustible, diseños estufa de biomasa baja contaminación han existido desde 1980 o antes. Cuestiones son la falta de educación, la distribución, el exceso de corrupción, y niveles muy bajos de la ayuda exterior. La gente en los países en desarrollo a menudo no pueden permitirse estas soluciones sin ayuda o financiación, como los microcréditos. Organizaciones como el trabajo Intermediate Technology Development Group para hacer mejores instalaciones para el uso de biocombustibles y mejores alternativas accesibles para aquellos que no pueden conseguirlos.

Temas actuales en la producción y uso de biocombustibles

Los biocombustibles se proponen como tener beneficios tales como: reducción de losgases de efecto invernadero, la reducción de las emisionesde combustibles fósiles, el aumento de su uso nacionalde la seguridad energética, el aumento dedesarrollo rural y un suministro de combustible sostenible para el futuro.

Sin embargo, la producción de biocombustibles es cuestionado desde varios ángulos. El presidente del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, Rajendra Pachauri, especialmente observado en marzo de 2008 que surgen preguntas sobre las consecuencias de las emisiones de esa ruta, y que la producción de biocombustibles ha planteado claramente los precios de maíz, con una implicación global para la seguridad alimentaria.

Los biocombustibles también son vistos como teniendo limitaciones. Las materias primas para la producción de biocombustibles deben ser reemplazadas rápidamente y los procesos de producción de biocombustibles deben ser diseñadas e implementadas de manera que proporcione la máxima cantidad de combustible en el costo más barato, mientras que proporciona los máximos beneficios ambientales. En términos generales, los procesos de producción de biocombustibles de primera generación no pueden suministrarnos más que un pequeño porcentaje de nuestros requerimientos de energía sostenible. Las razones para esto se describen a continuación. Procesos de segunda generación que nos puede proveer con más biocombustibles, con mejores ganancias ambientales. El principal obstáculo para el desarrollo de procesos de biocombustibles de segunda generación es su costo de capital: el establecimiento de plantas de biodiesel de segunda generación se ha estimado en 500 millones de €.

Recientemente, un punto sobre ventajas / desventajas de los biocombustibles de inflexión parece estar ganando impulso. El 27 de marzo 2008 portada de la revista TIEMPO cuenta con el tema bajo el título "La energía limpia Mito":

Los políticos y las grandes empresas están empujando a los biocombustibles como el etanol a base de maíz como alternativas al petróleo. Todo lo que están haciendo en realidad está impulsando al alza los precios mundiales de los alimentos, ayudando a destruir la selva amazónica, y haciendo el calentamiento global peor.

En el junio de 2008 en la revista Conservation Biology, los científicos argumentan que debido a que se requieren tales grandes cantidades de energía para cultivar maíz y convertirlo en etanol, la ganancia de energía neto del combustible resultante es modesto. El uso de un cultivo como el pasto varilla, forraje para el ganado común, requeriría mucho menos energía para producir el combustible, y el uso de algas requeriría incluso menos. Cambio de dirección a los biocombustibles a base de pasto varilla o algas requeriría cambios políticos significativos, ya que las tecnologías para producir estos combustibles no están completamente desarrollados.

La moderación del precio del petróleo

La De la Agencia Internacional de Energía World Energy Outlook 2006 concluye que el aumento de la demanda de petróleo, si no se controla, acentuaría la vulnerabilidad de los países consumidores a una interrupción del suministro severa y shock de precios resultante. El informe sugiere que los biocombustibles algún día ofrecer una alternativa viable, pero también que "las implicaciones del uso de biocombustibles para la seguridad mundial, así como para las necesidades de la salud económica, ambiental y pública a evaluar aún más".

Los economistas están de acuerdo en la medida en que la producción de biocombustibles afecta a los precios del crudo. De acuerdo con el Francisco Blanch, estratega de materias primas de Merrill Lynch, el crudo estaría cotizando un 15 por ciento superior y la gasolina sería tanto como 25 por ciento más caro, si no fuera por los biocombustibles. Gordon Quaiattini, presidente de la Asociación Canadiense de Combustibles Renovables, argumentó que una fuente sana de fuentes alternativas de energía ayudará a combatir los picos de precios de la gasolina. Sin embargo, el Banco de la Reserva Federal de Dallas llegó a la conclusión de que "Los biocombustibles son demasiado limitados en escala y actualmente demasiado costoso hacer mucha diferencia en los precios del crudo."

El aumento de precios de los alimentos - el "alimento versus combustible" debate

Este tema es controversial internacionalmente. Hay quienes, como la Asociación Nacional de Productores de Maíz, que dicen que los biocombustibles no es la causa principal. Algunos dicen que el problema es el resultado de las acciones del gobierno para apoyar a los biocombustibles. Otros dicen que es sólo debido a los aumentos del precio del petróleo. El impacto de los aumentos de precios de los alimentos es mayor en los países más pobres. Algunos han llamado a una congelación de los biocombustibles. Algunos han pedido más fondos de los biocombustibles de segunda generación que no debe competir con la producción de alimentos tanto. En mayo de 2008 Olivier de Schutter, la Naciones Unidas asesor comida, llamó a un cese de la inversión de los biocombustibles. En una entrevista en Le Monde , afirmó: "Los objetivos ambiciosos para la producción de biocombustibles establecidos por los Estados Unidos y la Unión Europea son irresponsables Estoy llamando para la congelación de todas las inversiones en este sector.". 100 millones de personas están actualmente en riesgo debido a los aumentos de precios de los alimentos.

Emisiones de carbon

Gráfica de Reino Unido las cifras para la intensidad de carbono de bioetanol y los combustibles fósiles . En este gráfico se asume que todos los bioetanoles se queman en su país de origen y que las tierras de cultivo prevously existente se utiliza para cultivar la materia prima.

Los biocombustibles y otras formas de energía renovable pretenden ser carbono neutral o incluso negativo de carbono. Neutral de carbono significa que el carbono liberado durante el uso del combustible, por ejemplo a través de la quema al transporte de energía o generar electricidad, es reabsorbido y equilibrada por el carbono absorbido por el nuevo crecimiento de las plantas. Estas plantas se cosechan para hacer el siguiente lote de combustible. Carbon combustibles neutrales llevan a aumentos netos de las contribuciones humanas a la atmósfera de dióxido de carbono los niveles, lo que reduce las contribuciones humanas al calentamiento global . Se consigue un objetivo negativo de carbono cuando se utiliza una parte de la biomasa para el secuestro de carbono. Cálculo de la cantidad exacta de gas de efecto invernadero se produce (GEI) en la quema de biocombustibles es un proceso complejo e inexacto, que depende en gran medida del método por el cual se produce el combustible y otras suposiciones hechas en el cálculo.

Las emisiones de carbono han aumentado desde que la revolución industrial. Antes de la revolución industrial, la atmósfera contenía alrededor de 280 partes por millón de dióxido de carbono. Después de la quema de carbón, el gas y el petróleo para alimentar nuestra vida, la concentración se había elevado a 315 partes por millón. Hoy en día, está en el nivel 380 y sigue aumentando en aproximadamente dos partes por millón al año. Durante este período de tiempo, la temperatura media global ha aumentado en más de 1 ° C desde dióxido de carbono atrapa el calor cerca de la superficie de la Tierra. Los científicos creen que si el nivel va más allá de 450 partes por millón, el salto de temperatura será tan grande que nos enfrentaremos con un enorme aumento del nivel del mar debido al derretimiento de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida Occidental.

Las emisiones de carbono ( huella de carbono) producidos por los biocombustibles se calculan utilizando una técnica llamada Análisis de Ciclo de Vida (ACV). Este utiliza una "cuna a la tumba" o enfoque "bien a las ruedas" para calcular la cantidad total de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero emitidos durante la producción de biocombustibles, de poner la semilla en la tierra para el uso de combustible en los automóviles y camiones. Muchos ACV diferentes se han realizado para diferentes biocombustibles, con resultados muy diferentes. La mayoría de los estudios de ACV muestran que los biocombustibles ofrecen importantes ahorros de emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con los combustibles fósiles como el petróleo y el diesel. Por lo tanto, el uso de biocombustibles para sustituir una parte de los combustibles fósiles que se queman para el transporte puede reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero. La acomodada rueda análisis de biocombustibles ha demostrado que los biocombustibles de primera generación pueden ahorrar hasta un 60% las emisiones de carbono y los biocombustibles de segunda generación puede ahorrar hasta un 80% en comparación con el uso de combustibles fósiles. Sin embargo, estos estudios no tienen en cuenta las emisiones de la fijación de nitrógeno, la deforestación, el uso de la tierra, o cualquier emisiones indirectas.

En octubre de 2007, se publicó un estudio por científicos de Gran Bretaña, Estados Unidos, Alemania y Austria, entre ellos el profesor Paul Crutzen, ganador de un Premio Nobel por su trabajo sobre el ozono. Informaron que la quema de biocombustibles derivados de la colza y el maíz (maíz) puede contribuir tanto o más al calentamiento global por las emisiones de óxido nitroso de refrigeración por el ahorro de combustible fósil. El óxido nitroso es un gas de efecto invernadero, tanto potentes y un destructor de ozono atmosférico. Pero también informaron que los cultivos con menores necesidades de nitrógeno de fertilizantes , tales como hierbas y leñosa rebrote darán como resultado una absorción neta de gases de efecto invernadero.

En febrero de 2008, dos artículos fueron publicados en Ciencia que investigó los efectos de las emisiones de GEI de la gran cantidad de tierra natural que está siendo convertido en tierras de cultivo a nivel mundial para apoyar el desarrollo de los biocombustibles. El primero de estos estudios, realizado en la Universidad de Minnesota, encontró que:

... Convertir selvas tropicales, turberas, sabanas o pastizales para producir biocombustibles basados ​​en alimentos en Brasil, el sudeste de Asia, y los Estados Unidos crea una 'deuda de carbono de biocombustibles' por la liberación de 17 a 420 veces más CO₂que el anual de gas de efecto invernadero (GEI ) reducciones estos biocombustibles proporcionan al desplazar los combustibles fósiles.

Este estudio no sólo tiene en cuenta la eliminación de la vegetación original (como madera o por la quema), sino también la biomasa presente en el suelo, por ejemplo, raíces, que se libera en la continua arado. Asimismo, señaló que:

... Biocarburantes obtenidos a partir de biomasa de residuos o de la biomasa cultivada en tierras agrícolas degradadas y abandonadas plantadas con plantas perennes incurren poca o ninguna deuda de carbono y pueden ofrecer ventajas de GEI inmediatas y sostenidas.

El segundo estudio, realizado enla Universidad de Princeton, utilizó un modelo de agricultura en todo el mundo para demostrar que:

... Etanol a base de maíz, en vez de producir un 20% de ahorro, casi duplica las emisiones de gases de efecto más de 30 años y aumenta gases de efecto invernadero para 167 años.

Tanto de los estudios de ciencias resaltar la necesidad de que los biocombustibles sostenibles, utilizando materias primas que minimicen la competencia por las tierras de cultivo de primera. Estos incluyen la granja, el bosque y los flujos de residuos municipales; cultivos energéticos cultivan en tierras marginales y algas. "Se espera que para reducir drásticamente los GEI en comparación con los biocombustibles de primera generación, como el etanol de maíz" Estos segunda generación de biocombustibles materias primas. En resumen, los biocombustibles hecho de manera no sostenible podrían hacer que el problema climático es peor, mientras que los biocombustibles hechos sostenible podrían desempeñar un papel de liderazgo en la solución al reto de carbono.

La producción de biocombustibles sostenible

Responsables políticas e instrumentos económicos ayudarían a garantizar que la comercialización de biocombustibles, incluyendo el desarrollo de nuevas tecnologías celulósicas, es sostenible. Prácticas de producción de biocombustibles sostenibles no obstaculizar la producción de alimentos y fibras, ni causar problemas de agua o el medio ambiente, y en realidad mejorar fertitlity suelo. Comercialización responsable de los biocombustibles representa una oportunidad para mejorar las perspectivas económicas sostenibles en África, América Latina y Asia empobrecida.

La erosión del suelo, la deforestación y la biodiversidad

Es importante señalar que de carbono compuestos en los residuos de biomasa que se dejaron en el suelo son consumidos por otros microorganismos. Se desglosan de la biomasa en el suelo para producir valiosos nutrientes que son necesarios para futuros cultivos. En una escala mayor, los residuos de biomasa vegetal proporciona fauna pequeño hábitat, que a su vez ondula a través de la cadena alimentaria. El uso humano generalizado de la biomasa (que normalmente compostar el campo) amenazaría estos organismos y hábitats naturales. Cuando etanol celulósico se produce a partir de materias primas como el pasto varilla y vio la hierba, los nutrientes que se requieren para hacer crecer la lignocelulosa se ​​eliminan y no pueden ser procesados ​​por microorganismos para reponer los nutrientes del suelo. El suelo es entonces de peor calidad. La pérdida de las estructuras de raíz cobertura del suelo acelera insostenible la erosión del suelo .

Áreas significativas de nativos selva amazónica se han borrado por tala y quema técnicas para hacer espacio para la caña de azúcar de producción, que se utiliza en gran parte para el combustible de etanol en Brasil, y creciente de etanol exportaciones. De gran envergadura deforestación de árboles maduros (que ayudan a eliminar CO ₂ a través de la fotosíntesis - mucho mejor que hace la caña de azúcar o la mayoría de otros cultivos de materias primas de los biocombustibles hacen) contribuye a ONU- sostenibles calentamiento global atmosféricas de gases de efecto invernadero , los niveles de pérdida de hábitat, y una reducción de la valiosa biodiversidad . La demanda de biocombustibles ha llevado a limpiar la tierra para aceite de palma plantaciones.

Una porción de la biomasa debe ser retenida en el sitio para apoyar el recurso suelo. Normalmente, esto será en forma de biomasa en bruto, pero la biomasa procesada es también una opción. Si la biomasa exportado se utiliza para producir gas de síntesis, el proceso se puede utilizar para coproducir biochar, un carbón de leña de baja temperatura se utiliza como una enmienda del suelo para aumentar la materia orgánica del suelo en un grado no es práctico con formas menos recalcitrantes de carbono orgánico. Para la co-producción de biochar a ser ampliamente adoptada, el valor de la captura de enmienda del suelo y el carbono de la co-producido carbón debe exceder su valor neto como fuente de energía.

Aldehídos

El formaldehído, acetaldehído y otros aldehídos se producen cuando son alcoholes oxidada. Cuando sólo se añade una mezcla de 10% de etanol a la gasolina (como es común en América del E10 gasohol y en otros lugares), las emisiones de aldehídos aumento del 40%. Algunos resultados de los estudios son contradictorios en este hecho sin embargo, y la reducción del contenido de azufre de mezclas de biocombustibles disminuye los niveles de acetaldehído. La quema de biodiesel también emite aldehídos y otros compuestos aromáticos potencialmente peligrosos que no están regulados en las leyes de emisiones.

Muchos aldehídos son tóxicos para las células vivas. Formaldehído irreversiblemente enlaces cruzados de proteínas aminoácidos , lo que produce la carne dura de los cuerpos embalsamados. A altas concentraciones en un espacio cerrado, el formaldehído puede ser un significativo irritante respiratorio causando sangrado nasal, dificultad respiratoria, enfermedad pulmonar, y dolores de cabeza persistentes. El acetaldehído, que se produce en el cuerpo por los bebedores de alcohol y se encontró en la boca de los fumadores y las personas con mala higiene oral, es cancerígeno y mutagénico.

LaUnión Europeaha prohibido los productos que contienenformaldehído, debido a sus documentadoscaracterísticas cancerígenas. Los EE.UU. Agencia de Protección Ambiental ha etiquetado formaldehído como causa probable de cáncer en seres humanos.

Brasil quema cantidades significativas de biocombustible etanol. Gas cromatógrafo se realizaron estudios del aire ambiente en São Paulo Brasil, y en comparación con Osaka Japón, que no se quema el combustible etanol. El formaldehído atmosférica era 160% mayor en Brasil y acetaldehído fue 260% mayor.

Impacto social y Agua en Indonesia

En algunos lugares como Indonesia deforestación para plantaciones de aceite de palma está llevando al desplazamiento de los pueblos indígenas. Además, el uso extensivo de pesticidas para cultivos de biocombustibles está reduciendo los suministros de agua potable.

Las organizaciones ecologistas postura

Algunos grupos ambientalistas convencionales apoyan los biocombustibles como un paso significativo hacia retardar o detener el cambio climático global. Sin embargo, la producción de biocombustibles puede amenazar el medio ambiente si no se hace de forma sostenible. Este hallazgo ha sido respaldada por informes de la ONU , el IPCC, y algunos otros grupos ambientales y sociales más pequeñas como la EEB y el Banco Sarasin, que generalmente permanecen negativa sobre los biocombustibles.

Como resultado, las organizaciones gubernamentales y ambientales están recurriendo contra los biocombustibles hechos en una manera no sostenible (presente prefiriendo ciertas fuentes de petróleo como la jatrofa y la lignocelulosa sobre el aceite de palma ) y están pidiendo el apoyo mundial a este. También, además de apoyar estos biocombustibles más sostenibles, las organizaciones ambientales a redirigir a las nuevas tecnologías que no utilizan motores de combustión interna tales como hidrógeno y aire comprimido.

La "Mesa Redonda sobre Biocombustibles Sostenibles" es una iniciativa internacional que reúne a agricultores, empresas, gobiernos, organizaciones no gubernamentales y científicos que están interesados ​​en la sostenibilidad de la producción y distribución de biocombustibles. Durante 2008, la Mesa Redonda está desarrollando una serie de principios y criterios para la producción sostenible de biocombustibles a través de reuniones, teleconferencias, y discusiones en línea.

El aumento de la producción de biocombustibles requerirá cada vez mayores áreas de tierra que se utiliza para la agricultura. Procesos de biocombustibles de segunda y tercera generación pueden aliviar la presión sobre la tierra, ya que pueden utilizar la biomasa de residuos, y las fuentes existentes (sin explotar) de biomasa, como residuos de los cultivos y las algas potencialmente aún marina.

En algunas regiones del mundo, una combinación de aumento de la demanda de alimentos, y el aumento de la demanda de biocombustibles, está provocando la deforestación y las amenazas a la biodiversidad. El mejor ejemplo de esto es reportado la expansión de las plantaciones de palma de aceite en Malasia e Indonesia, donde se está destruyendo la selva para establecer nuevas plantaciones de palma aceitera. Es un hecho importante que el 90% del aceite de palma producido en Malasia es utilizado por la industria alimentaria; Por lo tanto, los biocombustibles no se hace único responsable de esta deforestación. Hay una necesidad urgente para la producción de aceite de palma sostenible para las industrias de alimentos y el combustible; aceite de palma se utiliza en una amplia variedad de productos alimenticios. La Mesa Redonda sobre Biocombustibles Sostenibles está trabajando para definir los criterios, normas y procesos para promover los biocombustibles producidos de manera sostenible. El aceite de palma también se utiliza en la fabricación de detergentes, y en la generación de electricidad y calor, tanto en Asia y en todo el mundo (el Reino Unido se quema el aceite de palma en las centrales eléctricas de carbón para generar electricidad).

Área significativa es probable que se dedica a la caña de azúcar en los próximos años ya que la demanda para el etanol aumenta en todo el mundo. La expansión de las plantaciones de caña de azúcar pondrá presión sobre los ecosistemas nativos ambientalmente sensibles, incluyendo la selva tropical de América del Sur. En los ecosistemas forestales, estos efectos propios socavarán los beneficios para el clima de los combustibles alternativos, además de representar una gran amenaza para la biodiversidad mundial.

Aunque los biocombustibles se consideran en general para mejorar la producción neta de carbono, biodiesel y otros combustibles hacen producir la contaminación del aire local, incluyendoóxidos de nitrógeno, la principal causa dela niebla con humo.

El potencial de reducción de la pobreza

Los investigadores del Instituto de Desarrollo de Ultramar han argumentado que los biocombustibles podrían ayudar a reducir la pobreza en el mundo en desarrollo, a través del aumento del empleo , más amplios multiplicadores de crecimiento económico y los precios de la energía. Sin embargo, este potencial se describe como "frágil", y se reduce en la producción de materias primas tiende a ser a gran escala, o hace que la presión sobre los recursos agrícolas limitados: la inversión de capital, la tierra, el agua y el costo neto de alimentos para los pobres.

En cuanto a la posibilidad de reducción de la pobreza o la exacerbación, los biocombustibles se basan en muchas de las mismas deficiencias políticas, regulatorias o de inversión que impiden la agricultura como una vía para reducir la pobreza. Dado que muchas de estas deficiencias requieren mejoras en las políticas a nivel de país en lugar de una global, argumentan para un análisis país por país de los potenciales impactos sobre la pobreza de los biocombustibles. Esto considerar, entre otras cosas, sistemas de administración de tierras, la coordinación de mercado y priorizar las inversiones en biodiesel , ya que esto 'genera más mano de obra, tiene menores costos de transporte y utiliza la tecnología más simple ".

Precios de los biocombustibles

Al por menor, a los precios de la bomba, incluidos los subsidios de Estados Unidos, Federal y estatalesimpuestos de motor, precios B5 / B2 para bajo nivel de biodiesel (B2-B5) son más bajos queel petróleodiesel en alrededor de 12 centavos de dólar, y B20 mezclas son los mismos por unidad de volumen como petrodiesel.

Debido al contenido de energía tercio inferior delcombustible de etanol, aunque el coste neto fuertemente subsidiado por conducir una distancia específica envehículos de combustible flexible es más alto que los precios actuales de la gasolina.

La eficiencia energética y el balance energético de los biocombustibles

La producción de biocombustibles a partir de materias primas requiereenergía(para la agricultura, el transporte y la conversión al producto final, y la producción / aplicación defertilizantes, pesticidas, herbicidas, y fungicidas), y tiene consecuencias ambientales.

La balance de energía de un biocombustible se determina por la cantidad de energía puesta en la fabricación de combustible en comparación con la cantidad de energía liberada cuando se quema en un vehículo. Esto varía según el material de alimentación y de acuerdo con los supuestos utilizados. Biodiesel a partir de girasoles puede producir sólo 0,46 veces la tasa de entrada de energía de combustible. El biodiesel a base de soja puede producir 3,2 veces la tasa de entrada de los combustibles fósiles. Esto se compara con 0,805 para la gasolina y 0,843 para el diesel derivado del petróleo. Los biocombustibles pueden requerir mayor entrada de energía por unidad de contenido de energía BTU producido que los combustibles fósiles : petróleo puede ser bombeado fuera de la tierra y se procesa más eficientemente que los biocombustibles pueden ser cultivadas y procesadas. Sin embargo, esto no es necesariamente una razón para usar aceite en lugar de los biocombustibles, ni tiene un impacto en los beneficios ambientales proporcionados por un biocombustible dado.

Se han hecho estudios que calcular los balances de energía para la producción de biocombustibles. Algunas de ellas muestran grandes diferencias en función de la materia prima de la biomasa utilizada y la ubicación.

Para explicar un ejemplo específico, un 17 de junio de 2006 editorial del Wall. St. Journal declaró: "La investigación más ampliamente citado sobre este tema viene de Cornell David Pimentel y de Berkeley Ted Patzek Han encontrado que se necesita más que un galón de combustible fósil para hacer un galón de etanol -.. 29% más Eso es porque se necesita una enorme cantidad de energía de combustibles fósiles para cultivar maíz (uso de fertilizantes y riego), para el transporte de los cultivos y luego a su vez que el maíz en etanol. "

Evaluaciones del ciclo de vida de los biocombustibles producción de espectáculos que, en determinadas circunstancias, los biocombustibles producen sólo ahorros limitados en energía y emisiones de gases de efecto invernadero. Insumos de fertilizantes y el transporte de la biomasa a través de grandes distancias pueden reducir el ahorro de GEI obtenidos. La ubicación de las plantas de procesamiento de biocombustibles puede ser planeado para minimizar la necesidad de transporte, y los regímenes agrícolas puede ser desarrollado para limitar la cantidad de fertilizante utilizado para la producción de biomasa. Un estudio europeo sobre las emisiones de gases de efecto invernadero encontró que los acomodados rueda (WTW) CO ₂ emisiones de biodiesel a partir de cultivos de semillas como el de colza podría ser casi tan alto como el diesel fósil. Se mostró un resultado similar para bio-etanol a partir de cultivos de almidón, que podrían tener casi tantos WTW CO ₂ emisiones como la gasolina fósil. Este estudio mostró que los biocombustibles de segunda generación tienen mucho más bajos de CO WTW ₂ emisiones.

Otros estudios de ACV independientes muestran que los biocombustibles ahorran alrededor del 50% de los CO ₂ emisiones de los combustibles fósiles equivalentes. Esto se puede aumentar a 80-90% de ahorro de emisiones de gases de efecto invernadero si se usan procesos de generación de segundo o regímenes de crecimiento de fertilizantes reducida. Otros ahorros de GEI se pueden lograr mediante el uso de subproductos para proporcionar calor, tales como el uso de bagazo para la producción de etanol de alimentación de la caña de azúcar.

Colocación de las plantas de procesamiento sinérgicos puede mejorar la eficiencia. Un ejemplo es utilizar el calor de escape de un proceso industrial para la producción de etanol, que luego puede reciclar el agua de procesamiento refrigerador, en lugar de la evaporación del agua caliente que calienta la atmósfera.

Los biocombustibles y la eficiencia de la energía solar

Biocombustibles a partir de materiales de plantas convierten la energía que fue capturado originalmente de la energía solar a través de la fotosíntesis . Una comparación de la eficiencia de conversión de energía solar a energía utilizable (teniendo en cuenta el conjunto de los presupuestos de energía) muestra que la energía fotovoltaica son 100 veces más eficiente que el etanol de maíz y 10 veces más eficiente que la mejor biocombustible.

Centralizada vs. producción descentralizada

Existe un debate en torno a la mejor modelo para la producción.

Un lado ve vegetal centralizada que ofrece la producción de combustible líquido

• eficiencia
• mayor potencial para la estandarización de combustible
• facilidad de administración de impuestos
• posibilidad de una rápida expansión

El otro lado de los puntos de argumento para

• aumento de la seguridad del combustible
• la creación de empleo rural
• menos de un "monopolio"o"mercado oligopolístico "debido al aumento del número de productores
• beneficios para la economía local como una mayor parte de los beneficios se quedan en la economía local
• disminución de transporte ygases de efecto invernaderode materia prima y producto final
• consumidores cerca y capaces de observar los efectos de la producción

La mayoría de los mercados de biocombustibles establecidos han seguido el modelo centralizado con algunos productores pequeños o micro que sostienen un segmento menor del mercado. Una excepción notable a este ha sido el mercado de aceite vegetal puro (PPO) en Alemania que creció exponencialmente hasta principios de 2008, cuando el aumento de los precios de materias primas y la introducción de impuestos sobre el combustible combinado de sofocar el mercado. Combustible se produce en cientos de pequeños molinos de aceite distribuidas por toda Alemania menudo ejecuta como parte de las empresas agrícolas.

Inicialmente la calidad del combustible puede ser variable, pero como el mercado maduró fueron desarrollado nuevas tecnologías que hizo significativamente mejoras. A medida que las tecnologías que rodean este combustible mejorado el uso y la producción aumentaron rápidamente con PPO aceite de colza formando un segmento significativo de los biocarburantes de transporte consumidos en 2007.