Bioetanol

Bioetanolul este etanolul produs printr-un proces de fermentare a biomasei sau a produselor agricole bogate în zahăr ( carbohidrați ) precum cerealele , culturile de zahăr, amidonul și tescovina . A doua generație de procese de fabricație folosește, de asemenea, paie și alte materiale bogate în celuloză și alge ca resurse.

În domeniul energetic, bioetanolul poate fi folosit ca componentă pentru benzină sau pentru prepararea ETBE ( etilbutil eter ), un derivat cu un număr mare de octanici . Poate fi utilizat în benzină în procente de până la 40% (85% din E85 ) fără a modifica motorul , sau chiar pur în motorul Flex .

De asemenea, este posibil să se utilizeze bioetanolul ca combustibil în biocămine , exploatând puterea calorică a acestuia pentru a încălzi încăperile.

Procesul de producere a bioetanolului generează, în funcție de materia primă agricolă utilizată, diverse subproduse cu valoare economică, care pot fi utilizate după caz ​​pentru hrana animalelor , cogenerare etc.

Tehnologia modernă a bioetanolului crește randamentul în timpul hidrolizei și fermentării. ^[1]

Producție

Bioetanol din trestie de zahăr

În Brazilia , în 2006 , producția de etanol din trestie de zahăr a fost cultivată de aproape 5000-6000 l / ha , comparativ cu 2000 de litri în 1975 . Producția de etanol în Brazilia reprezintă aproximativ 20% din consumul de combustibil din transportul intern ^[2] .

În mod tipic, EROEI al bioetanolului din cereale este în jurul valorii de 1 ^[3] , EROEI obținut în Brazilia cu trestie de zahăr este probabil mai mare și sursele braziliene declară o valoare egală cu 7-8 chiar fără a aduce demonstrații riguroase.

Aceasta înseamnă că Brazilia pentru a produce 6000 de litri de bioetanol consumă 750-860 de litri pentru ciclul de producție conform surselor braziliene optimiste (costurile administrative nu sunt luate în calcul) ^[4] .

Bioetanol de stuf de lac (comun)

Este recentă descoperirea modului de a obține bioetanol și din stuf comun ^[5] . Deoarece randamentul zahărului din greutatea inițială este de aproximativ 12% -14% (componentă de bază din care se obține alcool etilic și metilic) și dacă pentru fiecare hectar cultivat cu trestie de zahăr aproximativ 50-60 t / ha de stuf, în prezent randamentul este în medie 4-4,8 t / ha de bioetanol (având în vedere o densitate medie de 0,79-0,80 kg / dm3 pentru alcool etilic / metilic), cu trestia comună poate ajunge și la aproximativ 10 t / ha.

Stuful comun oferă și unele avantaje naturale, începând cu faptul că nu necesită irigare. Un studiu italian ^{[5] a} descoperit cum se accelerează ciclul reproductiv al stufului comun, luându-l de la cinci zile la o zi și jumătate, prin utilizarea capacității digestive a unei bacterii, Zymomonas mobilis : această descoperire a fost aplicată în Piemont , unde în aprilie 2012 a fost construit un stâlp pentru producerea de bioetanol pornind de la stuful comun ^[6] .

Bioetanol din trunchiul plantei

O altă metodă care permite producerea bioetanolului este de a obține mai întâi glucoză și apoi de a produce etanol prin fermentare. Trunchiul plantei, în general molid, trebuie să fie pretratat în mod adecvat pentru a obține lemn mărunțit, care este apoi supus fierberii și apoi are loc extracția glucozei. Odată ce hexoză a fost extrasă, substratul este supus fermentării prin saccharomyces cerevisiae sau de către microorganismele Candida (ciuperci) care funcționează în condiții anaerobe și care dau piruvatul ca ultim produs al căii lor glicolitice care este inițial decarboxilat în acetaldehidă și ulterior hidrogenat astfel obținând, de fapt, etanol. Cu toate acestea, etanolul produs are o concentrație maximă de 25-30% ^{[ necesită citare ]} deoarece drojdiile au o capacitate scăzută de a rezista la concentrații mari de alcool.

Din aceste motive este supus unei distilări azeotrope pentru a obține un etanol la max. 95,5%, adică nu anhidru, dar cu un conținut final de apă de 4,5% în greutate (valoare azeotropă pentru amestecul alcool etilic-apă).

Bioetanol din celuloză

Se hidrolizează cantități mari de celuloză care prin utilizarea de ciuperci sau bacterii transformă celuloza în glucoză și alte zaharuri, apoi fermentarea are loc folosind drojdii sau alți microbi. Cercetările inovatoare urmăresc să modifice genetic atât bacteriile, cât și drojdiile, cum ar fi Saccharomyces cerevisiae modificată, pentru a produce de două ori mai mult etanol ^[7] . O altă linie de cercetare este de a combina caracteristicile descompunerii celulozei în glucoză cu cea a transformării zaharurilor în etanol de către un singur organism ^[8] .

Bioetanolul celulozei este mult mai scump decât bioetanolul trestiei de zahăr și numai progresele științifice importante îl pot face accesibil. Rețineți că costul nu se datorează materiei prime (celuloză), ci transformării sale în bioetanol. Procesele industriale actuale costă bioetanolul din celuloză de trei ori mai mult decât cel obținut din trestia de zahăr ^[7] .

Eficiența bioetanolului

Pentru aspectele generale ale producției de biocombustibili, eficiența energetică, consumul de terenuri și resurse agricole etc., a se vedea articolul principal.

Același subiect în detaliu: Biocombustibil .

Bioetanolul are o putere calorică mai mică decât benzina și este un purtător de energie care are o eficiență termodinamică cu 31% mai mică decât combustibilul normal. ^{[ fără sursă ]}

Numărul octanic al etanolului pur este 113, de fapt este utilizat pentru creșterea numărului octanic al benzinelor de distilare. Aceasta compensează parțial puterea calorică redusă.

Media bioetanolului din cereale nu ia în considerare procesul de stocare a energiei solare în urma fotosintezei și transformării în energie utilizabilă, prin procesul de fermentare și transformare a zaharurilor în etanol și nu ține cont de biomasa obținută pentru a fi aplicată la procesul de producție în sine, un EROEI egal cu aproximativ 1, adică pentru a-l produce ar fi arsă o cantitate (energetică) de combustibil fosil care este egală cu cantitatea (energetică) de etanol produsă. Prin urmare, o mașină alimentată cu bioetanol ar produce poluare și CO ₂ ca o mașină alimentată cu alți combustibili fosili. Alte studii au descoperit un EROEI mult mai mare. În plus, ar trebui adăugat potențialul economic care poate fi obținut cu utilizarea bioetanolului pentru producția de materiale plastice.

Bioetanolul celulozei are în prezent costul de trei ori mai mare decât bioetanolul trestiei de zahăr. ^{[ citație} necesară ^] Aceasta din urmă este produsă doar într-o zonă limitată a planetei (Brazilia) și în cantități mici în comparație cu nevoile lumii.

Cu toate acestea, instalațiile de a doua generație (acum în plină circulație) vor face posibilă utilizarea deșeurilor de prelucrare a produselor agricole cu un randament mai mare. Aceasta înseamnă că în viitor nu va fi necesar să se cultive hectare de cereale pentru producția unică de bioetanol, dar va fi suficient să se utilizeze ceea ce rămâne din plantă ca sursă de glucoză. Aceasta implică în mod evident eliminarea costurilor de eliminare a deșeurilor (foarte importante din punct de vedere economic și ecologic).

Studii recente ( 2007 ) au constatat că, deși utilizarea etanolului reduce concentrația de agenți cancerigeni precum benzenul și butadiena, în același timp crește nivelul de formaldehidă și acetaldehidă. Conform acestor studii, riscul general este similar, chiar dacă o utilizare extinsă ar putea crește și nivelul de ozon în unele zone ale planetei. ^[9]

Stimulente pentru producție

În Statele Unite, Actul privind politica energetică din 2005 prevede grele subvenții federale fermierilor pentru a crește producția de bioetanol de la 4 miliarde de galoane în 2006 la 7,5 miliarde în 2012.

Brazilia se așteaptă să își dubleze producția de bioetanol până la sfârșitul anului 2010, devenind astfel unul dintre principalii exportatori care ating cifra de 5 miliarde de litri ^[10], suficient pentru a alimenta aproximativ 5 milioane de vehicule (în Italia, flota de vehicule este de 34 de milioane).

Suedia , grație unui program care include și o utilizare masivă a bioetanolului pentru transport, intenționează să devină prima țară din lume independentă de petrol până în 2020 ^[11] .

CEL MAI BUN proiect

Proiectul Bioetanol pentru Transport Durabil ( BEST ) își propune să demonstreze fezabilitatea înlocuirii benzinei și motorinei cu bioetanol. BEST este susținut de Comisia Europeană și implică 6 țări europene cu participarea Braziliei și Chinei .

În general, obiectivele proiectului sunt introducerea a 10.500 autobuze auto și 160 autobuze bioetanol. În plus, proiectul implică construirea a 148 de stații de alimentare, dintre care 135 pentru E85 și 13 pentru E95 .

Locațiile în care proiectul este operațional sunt: Stockholm (Suedia), Rotterdam ( Olanda ), Somerset ( Regatul Unit ), Dublin ( Irlanda ), Madrid ( Spania ) și La Spezia pentru Italia .

Pentru orașul La Spezia, proiectul implică construcția a 3 stații de alimentare (două pentru E85, una pentru E95, prima în Italia) și introducerea a 100 auto flex (10 pentru municipalitate și 90 pentru mici și mijlocii) afaceri).

Același subiect în detaliu: ATC, La Spezia .

Notă

Elemente conexe

• Biomasă
• Lignoceluloză
• Biocombustibil
• Biodiesel
• Dimetilfuran , o alternativă la bioetanol
• Amestecuri de bioetanol
• Etanol
• Soba cu bioetanol

Alte proiecte

• Wikisource conține o pagină despre bioetanol
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe bioetanol

• Wikinews conține articolul Foamea pentru pământ și foamea pentru planetă

linkuri externe

• Articol despre proiectul european BETTER, care are provincia Forlì-Cesena ca lider ( PDF ), pe ermesagricoltura.it . Accesat la 14 februarie 2008 (arhivat din original la 30 octombrie 2007) .
• Biocombustibili Fai Da Te , septembrie 2007, Roy Virgilio, AamTerranuova (prezentarea cărții în pdf)
• http://www.comune.sp.it/comune/comunicati_stampa/0206nota_Best.pdf ^{[ link rupt ]}
• Assodistil , pe assodistil.it .
• Legea 23 aprilie 2008, nr. 100 , pe „ Biocombustibili ”

Portal de ecologie și mediu

Portalul Energiei