Biocombustible en los Estados Unidos - Biofuel in the United States

El Estados Unidos produce principalmente biodiesel y etanol combustible , que utiliza el maíz como principal materia prima . Estados Unidos es el mayor productor mundial de etanol, habiendo producido casi 16 mil millones de galones solo en 2017. Estados Unidos, junto con Brasil, representó el 85 por ciento de toda la producción de etanol, con una producción mundial total de 27,05 mil millones de galones. El biodiesel está disponible comercialmente en la mayoría de los estados productores de semillas oleaginosas . En 2005, era algo más caro que el diesel fósil, aunque todavía se produce comúnmente en cantidades relativamente pequeñas (en comparación con los productos del petróleo y el combustible de etanol ).

Los biocombustibles se utilizan principalmente mezclados con combustibles fósiles . También se utilizan como aditivos. El mayor consumidor de biodiésel es el ejército de EE . UU . La mayoría de los vehículos ligeros que circulan actualmente en los EE. UU. Pueden funcionar con mezclas de hasta un 10% de etanol , y los fabricantes de vehículos de motor ya producen vehículos diseñados para funcionar con mezclas de etanol mucho más altas. La demanda de combustible de bioetanol en los Estados Unidos fue estimulada por el descubrimiento a finales de la década de 1990 de que el metil terciario butil éter (MTBE) , un aditivo oxigenado en la gasolina, estaba contaminando las aguas subterráneas. Se están desarrollando biocombustibles celulósicos para evitar la presión al alza sobre los precios de los alimentos y los cambios en el uso de la tierra que se esperaría que resulten de un aumento importante en el uso de biocombustibles alimentarios.

Los biocombustibles no se limitan solo a los combustibles líquidos. Uno de los usos de la biomasa que a menudo se pasa por alto en los Estados Unidos es la gasificación de la biomasa . Hay un número pequeño pero creciente de personas que utilizan gas de madera para alimentar automóviles y camiones en todo Estados Unidos.

El desafío es expandir el mercado de biocombustibles más allá de los estados agrícolas donde han sido más populares hasta la fecha. Los vehículos de combustible flexible están ayudando en esta transición porque permiten a los conductores elegir diferentes combustibles según el precio y la disponibilidad.

Las industrias en crecimiento del etanol y el biodiesel están generando puestos de trabajo en la construcción, operación y mantenimiento de plantas, principalmente en comunidades rurales. Según la Asociación de Combustibles Renovables , la industria del etanol creó casi 154.000 puestos de trabajo en Estados Unidos solo en 2005, lo que aumentó los ingresos familiares en 5.700 millones de dólares. También contribuyó con aproximadamente $ 3.5 mil millones en ingresos fiscales a nivel local, estatal y federal. Por otro lado, en 2010, la industria recibió $ 6.646 mil millones en apoyo federal (sin contar el apoyo estatal y local).

Sobre la base de los rendimientos promedio de maíz de EE. UU. Para los años 2007 a 2012, la conversión de toda la cosecha de maíz de EE. UU. Produciría 34,4 mil millones de galones de etanol, que es aproximadamente el 25% de la demanda de combustible de motor terminado en 2012.

Historia

Estados Unidos utilizó biocombustible a principios del siglo XX. Por ejemplo, los modelos de Ford T funcionaban con combustible de etanol . Luego, el interés por los biocombustibles disminuyó hasta la primera y segunda crisis del petróleo (1973 y 1979).

El Departamento de Energía estableció el Laboratorio Nacional de Energía Renovable en 1974 y comenzó a trabajar en 1977. El NREL publica artículos sobre biocombustibles. El Congreso también votó la Ley de Política Energética en 1994 y una más reciente en 2005 para promover los combustibles renovables.

El Congreso estableció reguladores en virtud de la Ley de Política Energética de 2005 con el objetivo de fomentar la mezcla de combustibles renovables en el suministro de combustible para vehículos de motor de nuestra nación. El Congreso apoyó el programa de combustibles renovables bajo la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 para contener estándares particulares de volumen anual para el combustible renovable completo y también para los grupos de combustibles renovables fijos de diesel a base de biomasa, biocombustible y biocombustible avanzado. Los requisitos legales reevaluados también incorporan nuevos criterios tanto para los combustibles renovables como para las materias primas utilizadas para producirlos, incluidos los umbrales de emisión de gases de efecto invernadero durante el ciclo de vida.

Legislación

Estándar de combustible renovable (RFS1)

El actual programa de Normas Nacionales de Combustibles Renovables (RFS1) se estableció en virtud de la Ley de Política Energética de 2005 , que enmendó la Ley de Aire Limpio al establecer la primera norma nacional de combustibles renovables. El Congreso de Estados Unidos dio a la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), la responsabilidad de coordinar con el Departamento de Energía de EE.UU. , el Departamento de Agricultura de Estados Unidos , y las partes interesadas para diseñar e implementar este nuevo programa.

El Estándar de Combustibles Renovables exigía que se utilizaran 7,5 mil millones de galones estadounidenses (28 × 10 ⁶  m ³ ) de biocombustibles anualmente para 2012, expandiendo el mercado de biocombustibles. ^

La EPA anunció que el Estándar de Combustibles Renovables de 2009 requerirá que la mayoría de los refinadores, importadores y mezcladores de gasolina no oxigenados reemplacen el 10.21% de su gasolina con combustibles renovables como el etanol. Ese requisito tiene como objetivo asegurar que en 2009 se vendan al menos 11,1 mil millones de galones estadounidenses (42 × 10 ⁶  m ³ ) de combustibles renovables, de acuerdo con los objetivos establecidos por la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 (EISA). Si bien el requisito de RFS está aumentando en aproximadamente un 23%, de 9 mil millones de galones estadounidenses (34 × 10 ⁶  m ³ ) en 2008 a 11,1 mil millones de galones estadounidenses (42 × 10 ⁶  m ³ ) en 2009, el porcentaje requerido está aumentando en casi uno tercero, del 7,76% en 2008 al 10,21% en 2009. ^^^

La EPA determina que los mezcladores de combustible cumplen con los requisitos de combustibles renovables al examinar los números de identificación de renovables que envían a la agencia.

El RFS de 2009 también está presionando contra lo que se conoce como el " muro de mezcla ". Para abordar el problema de la pared de mezcla, el DOE y otros están estudiando el uso de mezclas de rango medio, como E15 y E20 , para su uso en vehículos estándar que queman gasolina. Permitir que todas las mezclas de gasolina contengan hasta un 20% de etanol duplicaría el mercado potencial del etanol.

Estándar de combustible renovable (RFS2)

En mayo de 2009, la EPA publicó las revisiones propuestas al programa Estándar Nacional de Combustibles Renovables. Estas revisiones abordaron cambios en el programa Estándar de Combustible Renovable como lo requiere EISA. Los requisitos legales revisados ​​establecen nuevos estándares de volumen específicos para el biocombustible celulósico , el diesel a base de biomasa , el biocombustible avanzado y el combustible renovable total que deben utilizarse en el combustible de transporte cada año. Los requisitos legales revisados ​​también incluyen nuevas definiciones y criterios tanto para los combustibles renovables como para las materias primas utilizadas para producirlos, incluidos los nuevos umbrales de emisión de gases de efecto invernadero (GEI) para los combustibles renovables. Los requisitos reglamentarios para RFS se aplicarán a los productores e importadores nacionales y extranjeros de combustible renovable.

De estas modificaciones, varias son significativamente notables. Primero, el estándar de volumen bajo RFS2 se incrementó a partir de 2008 de 5,4 a 9,0 mil millones de galones estadounidenses (20,000,000 a 34,000,000 m ³ ). A partir de entonces, el volumen requerido continúa aumentando bajo RFS2, llegando finalmente a 36 mil millones de galones estadounidenses (140 × 10 ⁶  m ³ ) para 2022. ^

Estándares de volumen

Umbrales de reducción de gases de efecto invernadero

EISA estableció nuevas categorías de combustibles renovables y requisitos de elegibilidad, incluido el establecimiento de los primeros umbrales obligatorios de reducción de gases de efecto invernadero para las diversas categorías de combustibles. Para cada ruta de combustible renovable, las emisiones de gases de efecto invernadero se evalúan durante todo el ciclo de vida , incluida la producción y el transporte de la materia prima; cambio de uso de la tierra; producción, distribución y mezcla del combustible renovable; y uso final del combustible renovable. Luego, las emisiones de GEI se comparan con las emisiones del ciclo de vida de los combustibles de base de petróleo de 2005 (año base establecido como 2005 por EISA) desplazados por el combustible renovable, como la gasolina o el diésel . Los umbrales de reducción del rendimiento de las emisiones de GEI del ciclo de vida establecidos por EISA varían de un 20 a un 60 por ciento de reducción, según la categoría de combustible renovable.

Combustibles renovables

Combustible de etanol

La demanda de combustible de etanol en los Estados Unidos se vio estimulada por el descubrimiento a fines de la década de 1990 de que el metil terciario butil éter (MTBE) , un aditivo oxigenado en la gasolina, estaba contaminando las aguas subterráneas. Debido a los riesgos de litigios generalizados y costosos, y debido a que el uso de MTBE en la gasolina estaba prohibido en casi 20 estados en 2006, la sustitución de MTBE abrió un nuevo mercado para el combustible de etanol. Este cambio de demanda de etanol como aditivo oxigenado tuvo lugar en un momento en que los precios del petróleo ya estaban aumentando significativamente. Este cambio también contribuyó a una expansión en el uso de gasohol E10 y a un fuerte aumento en la producción y venta de vehículos flexibles E85 desde 2002.

Estados Unidos (1) Estados con uso obligatorio de la mezcla E10
Iowa	E10	Misuri	E10
Hawai	E10	Montana	E10
Kansas	E10	Oregón	E10
Luisiana	E10	Washington	E10
Minnesota	E10

Mezclas bajas en etanol

La mayoría de los automóviles que circulan actualmente en los EE. UU. Pueden funcionar con mezclas de hasta un 10% de etanol ( E10 ), y los fabricantes de vehículos de motor ya producen vehículos diseñados para funcionar con mezclas de etanol mucho más altas. Aunque el E10 es obligatorio solo en 10 estados, las mezclas de etanol en los EE. UU. Están disponibles en otros estados como opcionales o se agregan en porcentajes más bajos como sustituto del MTBE (utilizado para oxigenar gasolina) sin ningún etiquetado, lo que hace que las mezclas E estén presentes en dos tercios de el suministro de gas de Estados Unidos.

Vehículos de combustible flexible

Ford , DaimlerChrysler y GM se encuentran entre las empresas de automóviles que venden automóviles, camiones y minivans de " combustible flexible " que pueden usar mezclas de gasolina y etanol que van desde gasolina pura hasta 85% de etanol ( E85 ). A mediados de 2008, había aproximadamente siete millones de vehículos compatibles con E85 en las carreteras de EE. UU. Sin embargo, una encuesta de 2005 encontró que el 68% de los propietarios de automóviles estadounidenses de combustible flexible no sabían que tenían un E85 flexible. Esto se debe al hecho de que el exterior de los vehículos flexibles y no flexibles se ve exactamente igual; no hay diferencia de precio de venta entre ellos; la falta de conciencia de los consumidores sobre los E85; y también la decisión de los fabricantes de automóviles estadounidenses de no colocar ningún tipo de etiquetado exterior, para que los compradores puedan saber que están adquiriendo un vehículo E85. Desde 2006, muchos modelos nuevos de FFV en los EE. UU. Cuentan con un tapón de gasolina de color amarillo brillante para recordar a los conductores las capacidades del E85, y GM también está usando una insignia con el texto "Flexfuel / E85 Ethanol" para marcar claramente el automóvil como un E85 FFV.

Promocional E85 Flexfuel Chevy Tahoe .

Una restricción importante que obstaculiza las ventas de vehículos flexibles E85 o el abastecimiento de combustible con E85 es la limitada infraestructura disponible para vender E85 al público, ya que en octubre de 2008 solo había 1.802 estaciones de servicio de gasolina que vendían E85 al público en todo EE. UU. concentración de estaciones E85 en los estados de Corn Belt , liderado por Minnesota con 357 estaciones, más que cualquier otro estado, seguido de Illinois con 189, Wisconsin con 118 y Missouri con 112. Solo siete estados no tienen E85 disponible para el público. Alaska , Hawái , Maine , Nueva Hampshire , Nueva Jersey , Rhode Island y Vermont . La principal limitación para una expansión más rápida de la disponibilidad de E85 es que requiere tanques de almacenamiento dedicados en las estaciones de servicio, a un costo estimado de USD 60.000 por cada tanque de etanol dedicado.

Chrysler, General Motors y Ford se han comprometido a fabricar el 50 por ciento de toda su línea de vehículos como combustible flexible en el año modelo 2012, si se desarrolla suficiente infraestructura de combustible. En cuanto a la política energética, el presidente electo Barack Obama se comprometió durante su campaña electoral a reducir significativamente el consumo de petróleo, con medidas que entre otras incluyen obligar a todos los vehículos nuevos a tener capacidad FFV para fines de 2013.

Biodiesel

GreenHunter Energy, Inc. ha iniciado operaciones comerciales en su refinería de biodiesel en Houston, Texas , que puede producir 105 millones de galones estadounidenses por año (400 × 10 ³  m ³ / a) de biodiesel. Esa capacidad de producción la convierte en la refinería de biodiésel más grande de Estados Unidos, superando apenas los 100 millones de galones estadounidenses por año (380 × 10 ³  m ³ / a) de la refinería de biodiésel construida por Imperium Renewables en Washington . ^^

A modo de comparación, la capacidad total de producción estadounidense de biodiésel alcanzó los 2240 millones de galones estadounidenses por año (8,5 × 10 ⁶  m ³ / a) en 2007, aunque las malas condiciones del mercado mantuvieron la producción de 2007 en aproximadamente 450 millones de galones estadounidenses (1,7 × 10 ⁶  m ³ / a) en 2007. ), según la Junta Nacional de Biodiesel (NBB). ^^

En 2006, Fuel Bio abrió la planta de fabricación de biodiésel más grande de la costa este de los Estados Unidos en Elizabeth , Nueva Jersey . La operación de Fuel Bio es capaz de producir una capacidad de placa de identificación de 50 millones de galones estadounidenses (190 × 10 ³  m ³ ) de biodiesel por año. ^

Combustible de metanol

El Ford Taurus 1996 fue el primer vehículo de combustible flexible producido con versiones capaces de funcionar con etanol (E85) o metanol (M85) mezclado con gasolina.

El metanol se produjo por primera vez a partir de la pirólisis de la madera, lo que dio como resultado su nombre común en inglés de alcohol de madera . Actualmente, el metanol se suele producir utilizando metano (el principal componente del gas natural ) como materia prima. También puede producirse por pirólisis de muchos materiales orgánicos o por Fischer-Tropsch a partir de gas sintético , por lo que se denomina biometanol. La producción de metanol a partir de gas de síntesis utilizando Biomass-To-Liquid puede ofrecer una producción de metanol a partir de biomasa con eficiencias de hasta el 75%. La producción generalizada por esta vía tiene un potencial postulado (ver la referencia de Olah arriba) para ofrecer combustible de metanol a bajo costo y con beneficios para el medio ambiente. Sin embargo, estos métodos de producción no son adecuados para la producción a pequeña escala .

Los programas de prueba exitosos en Europa y los EE. UU., Principalmente en California , se llevaron a cabo con vehículos de combustible flexible de metanol , conocidos como vehículos de combustible flexible M85 . Ford comenzó a desarrollar un vehículo de combustible flexible en 1982, y entre 1985 y 1992, se fabricaron y entregaron 705 FFV experimentales en California y Canadá, incluido el Ford Escort 1.6L , el 3.0L Taurus y el 5.0L LTD Crown Victoria . Estos vehículos pueden funcionar con gasolina o metanol con un solo sistema de combustible. Se aprobó legislación para alentar a la industria automotriz estadounidense a comenzar la producción, que comenzó en 1993 para los FFV M85 en Ford. En 1996, se desarrolló un nuevo FFV Ford Taurus, con modelos totalmente capaces de funcionar con metanol o etanol mezclado con gasolina. Esta versión de etanol del Taurus se convirtió en la primera producción comercial de un E85 FFV. El impulso de los programas de producción de FFV en las compañías automotrices estadounidenses continuó, aunque a fines de la década de 1990, el énfasis se trasladó a la versión E85, como lo es hoy. Se prefirió el etanol al metanol porque hay un gran apoyo de la comunidad agrícola y gracias a los programas de incentivos del gobierno y los subsidios al etanol a base de maíz.

En 2005, el gobernador de California, Arnold Schwarzenegger , terminó el uso de metanol después de 25 años y 200 millones de millas de operación exitosa, para unirse al uso cada vez mayor de etanol impulsado por los productores de maíz. Pese a ello, se mostró optimista sobre el futuro del programa y afirmó que "volverá". El etanol tiene actualmente (a partir de 2009) un precio de 2 a 3 dólares por galón, mientras que el metanol elaborado a partir de gas natural se mantiene a 47 centavos por galón. Actualmente hay más de 60 estaciones de servicio en funcionamiento en California que suministran metanol en sus bombas.

Combustible de butanol

Un equipo de ingenieros químicos de la Universidad de Arkansas ha desarrollado un método para convertir algas comunes en butanol , que se puede utilizar como combustible en motores combustibles internos de gasolina existentes. Las algas se cultivan en canales "raceway" y el crecimiento de las algas se mejora mediante la entrega de altas concentraciones de dióxido de carbono a través de membranas de fibra hueca.

Se han planteado preguntas sobre la cantidad de energía necesaria para producir etanol de grado combustible en comparación con la cantidad de energía que libera durante la combustión. Dependiendo de a quién le pregunte, es posible que obtenga una respuesta diferente en cuanto a si el etanol del maíz produce o no más energía de la que consume.

Por lo tanto, empresas como BP y DuPont han estado analizando la próxima generación de biocombustibles, investigando específicamente el butanol.

Las ventajas específicas del uso de butanol en comparación con el etanol incluyen un mayor contenido de energía por kg, la capacidad de mezclarse en concentraciones más altas sin una mayor adaptación de los vehículos y la posibilidad de utilizar la infraestructura de almacenamiento / transporte existente.

Sin embargo, el uso de maíz como materia prima para producir etanol o butanol parece inviable sin mejoras tecnológicas significativas con respecto a los rendimientos. Actualmente, se pueden producir alrededor de 2,5 galones estadounidenses (9,5 L) de butanol por bushel de maíz (373 l / t). Mientras tanto, se pueden producir alrededor de 2,75 galones estadounidenses (10,4 L) de etanol por bushel de maíz (410 l / t). Nuestra producción actual de etanol es de aproximadamente 5 mil millones de galones estadounidenses por año (19 × 10 ⁶  m ³ / a), pero requiere el 20% de la cosecha de maíz de los Estados Unidos y solo reemplaza el 1% de su uso de petróleo. Alcanzar el mandato de biocombustible de 36 mil millones de galones estadounidenses (140 × 10 ⁶  m ³ ) para 2022 sería una tarea difícil si solo se utilizara una materia prima de grano de maíz. ^^

Gas natural renovable (GNR)

Muchos materiales de biomasa celulósica producen metano de forma natural. El metano es el principal componente del gas natural. El metano de origen natural a menudo se considera una fuente de contaminación de vertederos, granjas lecheras y fuentes de desechos humanos. La EPA emite habitualmente reglas para reducir la emisión de metano de los vertederos y otras fuentes.

Las emisiones de metano que ocurren naturalmente , típicamente llamadas gas de relleno sanitario o biogás, no son lo suficientemente limpias para ser introducidas directamente en el sistema nacional de gasoductos de gas natural de EE. UU., Pero se ha desarrollado tecnología para hacerlo. El gas de calidad del gasoducto se llama Gas Natural Renovable (RNG).

En julio de 2014, la EPA emitió un fallo en el que el RNG producido en vertederos calificaría como combustible calificado D3 RIN según RFS2. En un mes, la generación de D3 RIN se disparó de los 4.000 registrados en julio a 3,49 millones en agosto de 2014. Como puede verse en los 4.000 créditos D3 RIN emitidos en julio de 2014, la industria había avanzado poco en el desarrollo de un combustible D3 económicamente viable antes. a la decisión de la EPA de que el GNL de los vertederos calificaría como combustible D3.

La generación de D3 RIN ha seguido aumentando y 2 años después, en agosto de 2016, era de 15,6 millones de EGE (galones equivalentes de etanol). En 2015, más del 98% de los créditos D3 RIN emitidos se emitieron para RNG.

El Consejo Estadounidense de Biogás cree que se pueden producir 17,9 mil millones de galones de diesel equivalentes de RNG cada año a partir de la corriente de desechos existente en EE.

Por estado

Luisiana

Los investigadores del Centro Agrícola de la Universidad Estatal de Louisiana en el Instituto de Biocombustibles y Bioprocesamiento de Louisiana están estudiando la producción regular de biomasa para una conversión económicamente viable en biocombustibles y bioenergía utilizando la infraestructura de refinería existente. Este proyecto, llamado Iniciativa de Bioproductos Sostenibles de LSU AgCenter , involucra a un equipo de universidades y socios de la industria que están estudiando cómo usar la caña energética y el sorgo dulce para ayudar a revitalizar las industrias química y azucarera de Louisiana. El proyecto ampliará el sector agrícola regional del sur de los Estados Unidos mediante la utilización de sorgo dulce y caña energética para producir butanol, gasolina, isopreno y subproductos químicos. Los desarrolladores creen que el proyecto eventualmente contribuirá significativamente a mejorar la prosperidad rural y la creación de empleo en la región sur de los Estados Unidos.

Michigan

Bruce Dale, investigador de la Universidad Estatal de Michigan, dice que el 30% de la energía de EE. UU. Se puede lograr para 2030. Las emisiones de efecto invernadero se reducen en un 86% para la celulosa en comparación con la reducción del 29% del maíz. Ahora se está construyendo una planta en Georgia para producir hasta 100 millones de galones estadounidenses (380.000 m ³ ) por año.

Minnesota

El gobernador de Minnesota, Tim Pawlenty, firmó un proyecto de ley el 12 de mayo de 2008 que requerirá que todo el combustible diésel vendido en el estado para su uso en motores de combustión interna contenga al menos un 20% de biodiésel antes del 1 de mayo de 2015.

Oregón

El gobernador de Oregón , Ted Kulongoski, firmó una legislación en julio de 2007 que requerirá que toda la gasolina vendida en el estado se mezcle con un 10% de bioetanol (una mezcla conocida como BE10) y que todo el combustible diésel vendido en el estado se mezcle con un 2% de biodiésel (una mezcla conocido como BD2). Oregon tiene actualmente la única estación de biocombustibles en el país que puede ser utilizada por cualquier tipo de vehículo.

Proyectos del Departamento de Energía de Estados Unidos

El Departamento de Energía de los Estados Unidos ha anunciado que ha seleccionado seis proyectos de biocombustibles avanzados dirigidos por universidades para recibir hasta $ 4,4 millones, sujeto a asignaciones anuales. Los galardonados ( Georgia Tech Research Corporation , la Universidad de Georgia , la Universidad de Maine , la Universidad Estatal de Montana , el Instituto de Tecnología de Steven en Nueva Jersey y la Universidad de Toledo en Ohio) recibirán fondos para realizar investigación y desarrollo de costos. tecnologías de conversión de biomasa eficaces y respetuosas con el medio ambiente para convertir materias primas no alimentarias en biocombustibles avanzados. En combinación con una participación en los costos universitarios del 20%, se prevé invertir más de $ 5.7 millones en estos proyectos.

La mayoría de los proyectos involucrarán microbiología , incluidos los proyectos de la Universidad de Georgia y la Universidad Estatal de Montana, que se centran en la producción de aceites a partir de algas. La Universidad de Georgia investigará el uso de arena para aves de corral para producir nutrientes de bajo costo para las algas, mientras que Montana State, en asociación con la Universidad Estatal de Utah, investigará el contenido de aceite, el crecimiento y la producción de aceite de cultivos de algas en estanques abiertos. Aplicando la microbiología a la conversión de biomasa, la Universidad de Maine estudiará el uso de bacterias para crear biocombustibles a partir de materias primas disponibles en la región, como lodos de algas y corrientes de desechos de fábricas de papel, mientras que la Universidad de Toledo intentará utilizar pellets que contengan enzimas para convertir de manera eficiente la celulosa. biomasa en etanol.

Por el contrario, Georgia Tech Research Corporation y el Instituto de Tecnología de Steven están investigando la gasificación de la biomasa . Georgia Tech evaluará dos gasificadores experimentales que funcionan con residuos forestales , mientras que el Instituto Steven probará un nuevo reactor de microcanal que gasifica el aceite de pirólisis , un aceite similar al petróleo que se produce al exponer fuentes de biomasa como astillas de madera a altas temperaturas en ausencia de oxígeno. La biomasa gasificada se puede utilizar como combustible gaseoso o pasar a través de un catalizador para producir una amplia gama de combustibles líquidos y productos químicos.

Empresas de biocombustibles

Desafortunadamente, los costos de producción de etanol a partir de materia prima celulósica, como astillas de madera, siguen siendo aproximadamente un 70% más altos que la producción a partir del maíz, debido a un paso adicional en el proceso de producción, en comparación con la producción de etanol derivado del maíz. Hasta hace poco, la idea de extraer etanol de residuos agrícolas y otras fuentes apenas cobraba vida en los recovecos de los campus universitarios y laboratorios federales, por problemas de producción, así como por la necesidad de reunir un vasto equipo de especialistas. Considere: encontrar una bacteria en el tracto intestinal de una vaca o en excrementos de elefante que tenga la enzima correcta para degradar la celulosa, y luego traer genetistas para modificar esa enzima evitó que esta hazaña desalentadora creciera más allá de su estado embrionario. Ahora, todo eso está cambiando con una carrera de aproximadamente treinta empresas que intentan lograr esta hazaña alquímica, y en el proceso trabajando directamente o coordinándose con: grupos ambientales, firmas de biotecnología, algunas de las principales compañías petroleras, gigantes químicos, fabricantes de automóviles, halcones de defensa, y capitalistas de riesgo. El ganador será quien pueda producir etanol celulósico en cantidades masivas por la menor cantidad de dinero posible por galón.

Con la mayoría de estas empresas de biocombustibles ( Iogen Corporation, SunOpta 's Grupo Bioprocesamiento, Genencor , Novozymes , Dyadic International, Inc. (DYAI) , Kansas City basados en fuentes de energía alternativa , Inc. [NASDAQ: AENS], Combustibles Flex EE.UU. basa en Huntsville, Alabama (ahora propiedad de Alternative Energy Sources), o BRI Energy , LLC, Abengoa Bioenergy ) ubicada en América del Norte, Estados Unidos se encuentra en una posición única para liderar el camino en el desarrollo, producción y venta de un nuevo fuente de energía.

Una empresa notable que merece una mención especial es Archer-Daniels-Midland Company (ADM), que ya ha invertido mucho en la construcción de aproximadamente 100 plantas de producción de etanol de maíz, conocidas como biorrefinerías, y produce alrededor de una quinta parte del suministro de etanol del país. . Esto ocurrió debido al exceso de capacidad estacional en sus plantas de jarabe de maíz cuando se disponía de excedente para producir etanol. Además, ADM se encuentra en una posición única para utilizar las partes no utilizadas de la cosecha de maíz y convertir los desechos previamente desechados en un producto viable. La cáscara que rodea el maíz contiene fibra que los microorganismos productores de etanol del gigante de procesamiento de granos de Decatur, Illinois , no pueden usar. Descubrir cómo convertir la fibra en más azúcar podría aumentar la producción de una planta de etanol de maíz existente en un 15%. En consecuencia, ADM no tendría que averiguar cómo recolectar una nueva fuente de biomasa, sino simplemente usar la infraestructura existente para recolectar maíz, lo que resulta en una ventaja sobre sus competidores. Los ejecutivos de ADM quieren ayuda del gobierno para construir una planta que podría costar entre $ 50 millones y $ 100 millones. Presciente en su posición en la búsqueda del éxito, ADM contrató recientemente a la jefa de refinación de petróleo de Chevron , Patricia A. Woertz, para transformar ADM en el Exxon-Mobil de la industria del etanol. Si ADM tiene éxito, se catapultará más allá de la industria del etanol para competir con la industria energética global más grande. En esencia, el viejo paradigma de procesar un barril de petróleo crudo en gasolina será reemplazado por el procesamiento de un bushel de maíz en etanol.

Mientras tanto, DuPont , el gigante químico, está intentando descubrir cómo construir una biorrefinería alimentada por rastrojo de maíz , el tallo y las hojas que quedan en el campo después de que los agricultores cosechan su cosecha. El objetivo de la empresa es producir etanol a partir de celulosa a un precio tan bajo como a partir de granos de maíz para 2009. Si funciona, la tecnología podría duplicar la cantidad de etanol producido por un campo de maíz.

Diversa Corporation, una empresa de biotecnología con sede en San Diego , examinó cómo la biomasa se convierte en energía en el entorno natural. Han descubierto que las enzimas inherentes a las bacterias y protozoos que habitan el tracto digestivo de las termitas domésticas convierten de manera eficiente el 95% de la celulosa en azúcares fermentables. Utilizando tecnologías patentadas de extracción y clonación de ADN , pudieron aislar las enzimas que degradan la celulosa. Al recrear este proceso natural, la empresa creó un cóctel de enzimas de alto rendimiento para los habilitadores de la producción de etanol industrial. Aunque todavía se encuentra en las primeras etapas de este trabajo, los resultados iniciales son prometedores. Actualmente, estas costosas enzimas cuestan alrededor de 25 centavos por galón de etanol, aunque es muy probable que este precio disminuya a la mitad en los próximos años.

La construcción de la primera planta comercial de EE. UU. Que produzca etanol celulósico comenzará en el estado de Iowa en febrero de 2007. La planta de etanol Voyager en Emmetsburg , propiedad de POET, LLC , se convertirá de 50 millones de galones estadounidenses por año. (190 × 10 ³  m ³ / a) instalación convencional de molino seco de maíz en una biorrefinería a escala comercial de 125 millones de galones estadounidenses por año (470 × 10 ³  m ³ / a) que produce etanol no solo a partir de maíz sino también el tallo, las hojas y las mazorcas de la planta de maíz. ^^

La mayoría de las plantas de etanol dependen del gas natural para alimentar sus equipos de procesamiento. El proceso que se utilizará en la planta de Emmetsburg permitirá que la planta produzca un 11% más de etanol por peso de maíz y un 27% más por área de maíz. El proceso reduce la necesidad de energía de combustibles fósiles en la planta en un 83% al usar parte de su propio subproducto para generar energía. La planta de $ 200 millones está programada para comenzar en febrero y tardará unos 30 meses en completarse. La finalización del proyecto depende de la financiación parcial de una subvención del USDOE, que es probable que el gobierno de los Estados Unidos considere el proyecto de energía renovable como un problema de seguridad nacional en toda regla.

Green Plains Renewable Energy afirma ser el cuarto mayor productor de combustible de etanol en América del Norte (a febrero de 2012).

Ver también

Referencias

enlaces externos

• ¿Cuánto biocombustible consume Estados Unidos?
• Localizador de estaciones de combustible alternativo ( EERE ).
• Etanol
• Diesel renovable
• Biocombustibles celulósicos
• Presentaciones sobre biocombustibles patrocinadas por el Centro de Estudios Globales de la Universidad de Illinois en Urbana-Campaign
• Conciliar la seguridad alimentaria y la bioenergía: prioridades para la acción , Global Change Biology Bioenergy Journal, junio de 2016.