Información complementaria sobre combustible de etanol
Traducido por Zhao Xueqing
Si tienes la oportunidad de venir a la terminal del aeropuerto de Sioux Falls en Dakota del Sur, EE. UU., también puedes aprovechar tu tiempo libre antes de que llegue tu equipaje. . Un automóvil Indy verde y blanco circulaba entre varias cintas transportadoras de equipaje. El patrón de la calcomanía en el automóvil mostraba que usaba etanol como combustible, frente al stand de la compañía de alquiler de automóviles había un letrero llamativo que recordaba a los clientes que no agregaran E85; the taxi, una mezcla de súper etanol que se vende localmente y que puede dañar los motores de los taxis porque los taxis locales no están diseñados para esta mezcla.
Sioux Falls, hogar del etanol, es el epicentro del impulso estadounidense para convertir los carbohidratos en hidrocarburos.
En Estados Unidos, la moda del etanol continúa aumentando e incluso ha comenzado un período de transición para el cambio de combustible. La escala probablemente sólo sea comparable a los cientos de centrales nucleares construidas por la industria energética hace 40 años. En agosto de 2005, el Congreso de los Estados Unidos aprobó un importante proyecto de ley sobre energía, que exige que la producción anual de etanol aumente de aproximadamente 4 mil millones de galones en 2005 a 7,5 mil millones de galones (1 galón equivale aproximadamente a 3,8 litros) para 2012 para reemplazar las importaciones de combustible. Los conocedores de la industria creen que con el apoyo de los incentivos fiscales y subsidios del gobierno de Estados Unidos, especialmente cuando los precios del petróleo siguen siendo altos, se espera que este objetivo se logre mucho antes, porque el costo de convertir los cultivos en etanol es mucho menor que el de la gasolina en el otoño. de 2006. Precio de venta al público: $2,50 por galón.
De hecho, la producción de etanol en Estados Unidos superó los 5 mil millones de galones en 2006, según la Asociación de Combustibles Renovables. Aunque esta cantidad sigue siendo minúscula en relación con los aproximadamente 140 mil millones de galones de gasolina y diésel consumidos anualmente, la producción de etanol aumentó un 50% en un año. Andy Karsner, subsecretario de eficiencia energética y energías renovables del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), dijo que los promotores se están apresurando a construir plantas de etanol a medida que los altos precios del petróleo aumentan el atractivo del mercado del etanol. Aseveró que habrá un auge del etanol en Estados Unidos, "similar al auge del petróleo en Pensilvania en los años cincuenta".
¿Puede esta moda realmente traer beneficios a las personas? En realidad, la forma en que producimos etanol no tiene muchas ventajas. Todo el combustible de etanol comercial en los Estados Unidos se elabora a partir de granos de maíz y utiliza métodos de producción que requieren un uso intensivo de energía. Algunos estudios muestran que se necesita incluso más energía para refinar un galón de etanol que la que se obtiene quemándolo. Incluso algunos estudios que apoyan el etanol de maíz demuestran sólo beneficios energéticos netos muy pequeños; otro estudio disidente muestra que el ciclo maíz-etanol tiene un efecto insignificante en la reducción de los gases de efecto invernadero en comparación con el ciclo petróleo crudo-gasolina.
Hasta que los productores de etanol mejoren sus métodos de producción de etanol celulósico, el etanol de maíz no tiene sentido económico ni ambiental. La celulosa, el componente leñoso de los rastrojos de maíz, los árboles y otras plantas herbáceas, requiere menos energía para su manejo y cosecha. Sin embargo, si bien los científicos conocen algunos métodos de bioprocesamiento que pueden convertir los azúcares en la celulosa, algunas empresas que intentan producir etanol celulósico hasta ahora no han logrado lograr una producción comercial a gran escala. La caña de azúcar es la mejor fuente de energía vegetal. Su contenido de azúcar es mucho mayor que el de los tallos de maíz y las hierbas y puede usarse para producir etanol. Estados Unidos carece de las condiciones climáticas y de mano de obra barata como Brasil, por lo que no puede desarrollar ni utilizar la caña de azúcar.
Para producir etanol a partir de celulosa es necesario mejorar mucho los procesos de producción agrícola y de producción industrial. De lo contrario, el etanol seguirá siendo un producto difícil de utilizar con pocos ingresos netos y Estados Unidos seguirá dependiendo del petróleo importado.
Etanol de maíz: ¿Energía renovable?
Mucha gente siempre ha considerado el etanol producido a partir de maíz como una "fuente de energía renovable". Según las últimas estadísticas de la encuesta, la producción de un galón de etanol de maíz puede describirse como "llegar a fin de mes", y el consumo de otras energías (como gas natural, diésel) es casi cercano o incluso superior a la energía que consume. produce. Además, el dióxido de carbono emitido por cada eslabón de producción es contrario a la intención original de "energía limpia".
La mayor parte del etanol producido en Estados Unidos se utiliza como aditivo para la gasolina. Puede mezclarse con gasolina en una proporción de 1:9, que es la proporción más alta que los motores comunes pueden utilizar con esta mezcla. combustible sin sufrir daños.
En algunas áreas, principalmente áreas agrícolas, los conductores pueden comprar una mezcla de E85, que contiene 85% de etanol y 65,438% de gasolina normal sin plomo para su uso en motores de "combustible flexible" especialmente diseñados. Para los motores normales, el etanol, al igual que el alcohol contenido en los licores destilados, corroerá los sellos del motor y el sistema de combustible. Millones de automóviles están equipados con este motor (aunque muchos propietarios no lo saben), pero sólo hay unos cientos de puntos de venta del E85 y la expansión actual de esta cadena de suministro de combustible es extremadamente lenta.
A pesar de esto, el etanol de maíz está creciendo rápidamente, en parte porque tiene una fuerte base de apoyo bipartidista en Washington, D.C., compuesta por senadores y representantes agrícolas estatales. Además, también cuenta con el apoyo de algunas personas en estados no agrícolas que creen que Estados Unidos debería reducir su dependencia del petróleo importado. Como el maíz se puede cultivar y cosechar año tras año, sus defensores consideran el etanol un combustible renovable. La Asociación Estadounidense de Combustibles Renovables también publicó un folleto bellamente encuadernado en el que se sugiere que consumir 7.500 millones de galones de etanol al año significa que se importan 654.3879 millones de barriles menos de petróleo extranjero. Este nivel equivale aproximadamente a 15 días de importaciones de petróleo de Estados Unidos; aunque no puede "curar" la enfermedad, al menos es un buen comienzo.
Sin embargo, esto es sólo la superficie del etanol de maíz. De hecho, todavía hay muchos problemas. El primer problema es que un barril estándar (42 galones) de etanol sólo equivale a unos 28 galones de gasolina, porque un barril estándar de gasolina sin plomo contiene alrededor de 119.000 unidades térmicas británicas (Btu, 1 Btu equivale aproximadamente a 1055 julios), y 80.000 Unidades térmicas británicas. Entonces, cuando llena su tanque de combustible con mezcla E85, solo equivale a llenar el tanque con 2/3 de gasolina. Incluso si un galón de etanol es más barato, hay que comprar más etanol para obtener el mismo kilometraje que un galón de gasolina.
El segundo problema es que Estados Unidos carece de los recursos necesarios para producir etanol. De hecho, Estados Unidos es rico en recursos de maíz, y los campos de maíz se extienden desde el aeropuerto de Sioux Falls hasta la distancia. Pero producir etanol requiere grandes cantidades de gas natural. El etanol combustible se produce esencialmente de la misma manera que el etanol alcohólico. La levadura consume azúcar y libera alcohol y dióxido de carbono. El producto resultante se destiló y el etanol se evaporó, que luego se recogió y se concentró. Todos los eslabones de producción requieren calefacción de gas natural. Actualmente, se necesitan aproximadamente 36.000 BTU de gas natural para producir un galón de etanol (que contiene 80.000 BTU de energía).
En la década de 1990, el Congreso de Estados Unidos intentó aprobar algunos proyectos de ley para alentar a los fabricantes de etanol a producir más etanol y apoyar el desarrollo económico de algunos estados agrícolas. El gas natural era relativamente barato en ese momento: el precio medio del gas natural por millón de unidades térmicas británicas era de unos 3 dólares. En el invierno de 2005, los precios del gas natural se dispararon a 14 dólares. Además, la alta demanda inevitablemente estimulará el aumento de los precios del gas natural. Si bien los defensores del etanol ven el combustible de etanol como parte de un futuro energético sostenible, las grandes cantidades de gas natural consumidas no son renovables y ni siquiera pueden satisfacer la demanda actual. La producción de etanol en los Estados Unidos está disminuyendo y la producción canadiense de etanol no puede satisfacer las necesidades de consumo de la gente. Irónicamente, para producir etanol "de cosecha propia", Estados Unidos tendrá que importar más gas natural de fuera de América del Norte.
Algunos productores de etanol están sustituyendo el gas natural por carbón, pero esto va en contra de la definición de energía limpia y renovable. La quema de carbón libera tanto dióxido de carbono que un automóvil que funciona con etanol tiene un impacto mucho peor en el cambio climático que un automóvil que funciona con gasolina normal. En teoría, para producir etanol, las plantas de etanol pueden comprar electricidad de las empresas eléctricas para proporcionar el calor necesario para la producción, pero para muchas compañías eléctricas estadounidenses, esto puede significar quemar más carbón y gas natural para satisfacer esta demanda de energía.
La producción de etanol requiere alguna otra forma de energía. A diferencia de la gasolina o el diésel, el etanol se puede transportar a través de tuberías donde hay agua fácilmente disponible. Aunque el agua no se mezcla con gasolina o diésel, se puede mezclar con etanol. Una vez mezclada, destruirá el poder calorífico del etanol. Por lo tanto, para transportar etanol al mercado se deben utilizar camiones, a veces recorriendo largas distancias, lo que requiere el consumo de combustible diésel.
Además, las cosechadoras utilizan diésel para cosechar cultivos de maíz, y la producción de fertilizantes utilizados para cultivar maíz requiere gas natural.
Estas cuestiones se convierten en factores clave a la hora de calcular el "balance energético neto" del etanol. Este tema es objeto de acalorados debates. En 2005, David Pimentel, profesor de agricultura en la Universidad de Cornell, afirmó que se necesita más energía para producir un galón de etanol que la que se produce cuando se quema. Algunos disidentes respondieron que Pimentel tuvo poco en cuenta el valor de los subproductos del etanol, algunos de los cuales pueden usarse como alimento para el ganado (a diferencia del maíz cultivado para alimento), y que además de eso incluyó todos los costos de energía no relacionados con el etanol. , incluye incluso comidas para los trabajadores de las plantas de etanol. Sin embargo, estos analistas coinciden en que incluso si el valor energético neto del etanol es positivo, los beneficios son muy pequeños. Ese mismo año, un importante informe de investigación del Instituto Americano de Ciencias Biológicas (AIBS) concluyó que el etanol de maíz produce sólo alrededor de 65.438 mil más energía que la energía necesaria para la producción de etanol de maíz. Esta cifra es insignificante en comparación con la producción energética de Brasil del 370% para la producción de etanol a partir de caña de azúcar.
Según Michael Wang, científico medioambiental del Centro de Investigación de Transporte del Laboratorio Nacional Argonne en Estados Unidos, teniendo en cuenta todos los eslabones de la producción: fertilización del maíz, cosecha de maíz, destilación de lodo de almidón de maíz en etanol, etc. ., cada 6,5438 millones de BTU de etanol requieren 740.000 BTU de combustible fósil. Aunque el etanol se promociona como un producto agrícola, es esencialmente un producto de combustibles fósiles.
El etanol ofrece aún menos beneficios cuando se trata de reducir los gases de efecto invernadero. En la edición de junio de 2006 de Science, Alexander E. Farrell, profesor asistente de energía y recursos de la Universidad de California, Berkeley, declaró que el papel del etanol en la reducción de los gases de efecto invernadero es "incierto". Después de revisar varios estudios, Farrell y sus coautores concluyeron que el etanol producido a partir de gas natural era ligeramente mejor que los productos a base de gasolina en términos de emisiones de contaminantes al aire, pero el etanol producido a partir de carbón era peor. Quemar un galón de gasolina libera alrededor de 20 libras de dióxido de carbono (1 libra equivale aproximadamente a 450 gramos), incluidas las emisiones de los motores de los automóviles y las refinerías. Aunque los datos comparables para el etanol siguen siendo controvertidos, si es mejor o peor depende principalmente del proceso de producción del etanol. No es confiable promover el combustible de etanol con el argumento de limitar las emisiones de dióxido de carbono.