2

Posibilităţi de reducere a poluării prin folosirea

bioetanolului

Bioetanolul este etanol (alcool etilic), acelaşi tip de alcool găsit în băuturile alcoolice . Acesta

este cel mai adesea folosit ca şi carburant, în principal ca un biocombustibil aditiv pentru benzină.

Producţia mondială de bioetanol, pentru transport, s-a triplat între 2000 şi 2007, crescând de la 17

miliarde la peste 52 miliarde de litri. Din 2007 până în 2008, procentul de etanol în benzină a crescut de

la 3,7% la 5,4%. În 2009, producţia de etanol din toată lumea a ajuns la 19.5 miliarde galoane (73,9

miliarde de litri).

Bioetanolul este utilizat la scară largă în Brazilia şi în Statele Unite şi, împreună, ambele ţări au

fost responsabile pentru 86 la sută din producţia mondială de bioetanol în 2009. Cele mai multe

autoturisme care circulă, astăzi, în SUA pot rula pe amestecuri de până la 10 % etanol. Folosirea unei

benzine cu conţinut de 10% de bietanol, este obligatorie în unele state şi oraşe din SUA.

Din 1976, guvernul brazilian a făcut obligatoriu amestecul bioetanolului cu benzina, iar din 2007

acest amestec este de aproximativ 25% etanol si 75% benzina (E25). În plus, până în decembrie 2010

Brazilia a avut o flota de 12 milioane de automobile şi camioane uşoare care puteau funcţiona cu un

amestec de benzină şi bioetanol şi peste 500 de mii de astel de motociclete.

Bioetanolul, spre deosebire de petrol, este o formă de energie regenerabilă care pot fi produsă din

materii prime de origine agricolă. Acestea poate fi din culturi frecvent ȋntȃlnite, cum ar fi cea de trestie

3

de zahăr, de cartofi şi de porumb. Cu toate acestea, au existat dezbateri cu privire la cȃt de folositor va fi

bioetanol ȋnlocuind benzina. Preocupările privind producerea şi utilizarea acestuia se referă la preţurile

alimentelor crescȃnde, datorită volumului mare de terenuri arabile pentru culturile necesare, precum şi

poluarea şi echilibrul energetic al întregului ciclu de producţie al bioetanolului, în special din porumb.

Descoperirile recente in ceea ce priveşte productia de etanol celulozic şi comercializarea acestuia, pot

înlătura unele ȋngrijorări de acest fel.

Surse

Bioetanolul este o sursă de energie regenerabilă, deoarece este generată prin utilizarea unei

resurse, lumina soarelui, care nu pot fi epuizate. Crearea de etanol începe cu fotosinteză care creaza

materia primă, precum trestia de zahăr sau porumb. Aceste materii prime sunt transformate în bioetanol.

Aproximativ 5% din etanolul produs ȋn lume din 2003 a fost de fapt un produs petrolier. Acesta

se face prin hidratarea catalitică de etilenă cu acid sulfuric ca şi catalizator Acesta poate fi, de asemenea,

obţinut din etilena sau acetilena , din carbură de calciu , cărbune , gaz petrolier, şi alte surse. Două

milioane de tone de etanol derivat din petrol se produc anual. Etanolul derivat din petrol (etanol sintetic)

este chimic identic cu bio-etanol şi pot fi diferenţiate doar prin datarea cu radiocarbon. [18]

Bioetanolul este obtinut, ȋn principal din materii prime de origine agricolă. Acestea sunt

considerate surse regenerabile, deoarece iau energia de la soare, prin fotosinteza. Furnizorii principali

de materie primă sunt plantele din Statele Unite, Europa şi Africa de Sud. Etanolul poate fi produs dintr-

o varietate de materii prime, cum ar fi trestia de zahăr, sfeclă de zahăr, orz , cânepă, floarea soarelui,

fructe, porumb, paie, bumbac O sursă alternativă, de producere a bioetanolului sunt micro-algele.

Anumite specii produc stocuri de lipide care merg pȃnă la procentul de 80% din greutatea lor, chiar daca

ȋntampina greutăţi de creştere din cauza lipsei azotului sau a luminii excesive. Acestea dau un randament

cu 30% mai mare, in ceea ce priveşte productia de bio-etanol decat plantele oleaginoase terestre precum

rapita si floarea soarelui

4

Procesul de producţie

Paşii de bază pentru producţia la scară largă de etanol sunt: fermentarea zaharurilor, distilarea ,

deshidratarea şi denaturare. Înainte de fermentare, unele culturi necesita hidroliza carbohidratior.

DenumireaProductie (tone/ha)

Sfecla de zahar

furajera

Sfecla de

zahar

Cartofi Porumb furajer

Porumb boabe

Grau Orz Ovaz

Amidon sau zahar

(%)

9,7 16,0 18 11 65 62 58 52

Productie (tone/ha)

102,66 47,73 28,43 47,52 5,82 4,53 4,19 3,43

Randament in etanol (l/100kg)

5,9 9,8 11,4 6,7 39,7 39,3 36,8 33,4

Productia de etanol

(l/ha)

6074,4 4658,4 3255,2 3188,6 2313,4 1782,6 1544,0 1147,3

Tehnologie

Din punct de vedere al caracteristicilor bioetanol-ului, acesta are o cifra octanica mai mare decat

benzina, de aici rezultand o ardere mai eficienta (implicit si emisii de CO2 mai reduse decat in cazul

motoarelor care functioneaza doar cu benzina, emisii fara sulfuri si hidrocarburi). Puterea energetica per

litru este insa mai mica (34%), fiind nevoie de mai mult combustibil pentru acelasi numar de kilometri.

Pentru atingerea unei eficiente cat mai ridicate, o masina trebuie dotata cu un motor exclusiv proiectat

pentru a functiona cu bioetanol, adica un motor cu o rata de compresie a amestecului combustibil mai

mare (valori apropiate de 20:1). Singurele autovehicule, actuale din europa, cu motoare special

proiectate pentru a rula cu bioetanol sunt autobuzele si camioanele, Scania fiind unul din pionierii in

acest domeniu.

5

Un studiu din 2004 al MIT şi un document anterior publicat de Society of Automotive Engineers

identifica o metodă de a exploata caracteristicile bioetanolului într-un mod substanţial mai eficient, decât

amestecandu-l cu benzină. Îmbunătăţirea constă în utilizarea injecţiei directe de alcool pur şi benzină, în

orice raport, de până la 100% din fiecare, într-un motor supraalimentat, de înaltă compresie, cu o

cilindree mică, rezultȃnd performanţe similare unui motor cu o capacitate cilindrică de doua ori mai

mare. Fiecare combustibil, e depozitat şi transportat separat, rezervorul pentru alcool fiind mai mic.

Motorul va funcţiona numai pe benzină, ȋn condiţiile unei necesităti reduse de putere, alcoolul fiind

injectat direct în cilindri numai atunci când este necesar, cum ar fi atunci cȃnd se accelerează puternic.

Ȋn acest fel se obţine o scădere a consumului de benzină şi a emisiilor de CO 2 cu pȃnă la 30%.

Din 1989 au existat, ȋn Suedia, motoare pe etanol, bazate pe principiul de funcţionare al unui

diesel. Acestea sunt folosite în principal în autobuze, dar de asemenea în camioane de distribuţie şi

camioanle care colectează deşeuri. Motoarele, făcute de Scania , au un raport de compresie modificat, şi

combustibilul (cunoscut sub numele de ED95) e, de asemenea, altul decȃt cel obişnuit, conţinȃnd etanol

ȋn proporţie de 93.6%.

Recordul mondial de viteză pe gheaţă (330,7 km/h) este deţinut de un automobil Bentley

Continental Supersports Cabrio. Exemplarul care a reuşit să intre în Cartea Recordurilor a fost echipat

cu motorul de serie al modelului britanic, dar carburantul folosit a fost bioetanol E85.

6

Figure 1 Bentley Continental Supersports Cabrio

Bioetanolul ȋn lume

Cei mai mari producătorii de bioetanol în 2009 au fost Statele Unite şi Brazilia, cu 10.75

miliarde galoane, reprezentând 89,07% din producţia mondială de 20.22 miliarde galoane (76.54

miliarde de litri). Puternic stimulate, împreună cu iniţiativele de dezvotare din celelalte ramuri ale

industriei, iau naştere industrii producătoare de bietanol ȋn ţări presum: Germania , Spania , Franţa ,

Suedia , China , Thailanda , Canada , Columbia , India , Australia şi unele ţări din America Centrală.

7

Brazilia

Brazilia deţine cel mai mare si mai de

succes program de biocombustibili din lume, care

implică producţia de bioetanol din trestia de zahăr.

În 2006 bioetanolul brazilian a furnizate 18% din

necesarul tării de combustibil, pentru transportul

rutier şi până în aprilie 2008, mai mult de 50% din

consumul de combustibil.

8

Ȋn Brazilia nu mai există autovehicule mici care să ruleaze pe benzină pură. Din anul 1977,

guvernul a făcut obligatoriu conţinutul de 20% etanol din benzină (E20), necesitȃnd doar o ajustare

minoră a motoarelor pe benzină pură. Astăzi amestecul obligatoriu este permis să varieze, la nivel

naţional, între 20% la 25% etanol ( E25 ), şi este utilizat de către toate vehiculele pe benzină şi hibride.

Industria constructoare de automobile, din Brazilia, a dezvoltat un autovehicul care poate rula cu orice

proporţie de benzină şi bioetanol.

Introdus pe piaţă în 2003, aceste

automobile au devenit un succes

comercial. În decembrie 2010, flota de

astel de autovehicule au ajuns la 12

milioane de automobile şi vehicule

comerciale uşoare, plus 515700 de

astfel de motociclete.

Aceste autovehicule flexibile din punctul de vedere al combustibiului sunt fabricate pentru a

tolera bioetanol hidratat ( E100 ), un azeotrop compus din 95.6% bioetanol şi 4,4% apă.

Figure 2 Pompă de alimentare cu etanol si benzină

9

Statele Unite ale Americii

Statele Unite produce si consuma bioetanol mai mult decât orice altă ţară din lume. Bioetanolului

ca şi combustibil dateaza de la Henry Ford , care a proiectat in 1896 prima masina sa, "cvadriciclul"

pentru a rula pe etanol pur. Apoi, în 1908, el a produs faimosul Ford Model T capabil să ruleze pe

benzina, etanol sau o combinaţie a ambelor.

Cele mai multe masini pe drum astăzi în SUA poat rula pe amestecuri de până la 10% etanol, şi

producătorii de autovehicule produc deja vehicule proiectate pentru a rula pe amestecuri avȃnd o

concentraţie de etanol mult mai mare.

În 2007 Portland, Oregon, a devenit primul oras din Statele Unite

care a solicita ca toate benzinele vândute în oraşu să conţină cel puţin

10% etanol. Din ianuarie 2008, trei state - Missouri, Minnesota, şi

Hawaii – cer ca bioetanol să fie amestecat benzina.

10

Europa

Consumul de bioetanol din Europa este cel mai mare în Germania, Suedia, Franţa şi Spania.

Europa produce echivalentul a 90% din consumul său (2006). Germania a produs circa 70% din

consumul său, Spania 60% şi Suedia 50% (2006). În Suedia există 792 benzinării E85 şi în Franţa, 131

staţii de benzină E85 cu mai mult de 550 în construcţie.

La data 17 septembrie 2007 a fost deschisă prima pompa de bioetanol in Reykjavik, Islanda.

Aceasta pompa fiind singura de acest gen din Islanda.

În Ţările de Jos, benzinele fără bio-aditivi sunt depăşite, din moment ce in UE a fost adoptată

legislaţia care necesită fracţiunea de origine nonminerală pentru a deveni minim 5,75% din volumul de

11

combustibil consumul total în 2010. Germania are cea mai bună infrastructură de biocarburanţi, oferind

atât E85, cȃt şi E50. Biocombustibil este impozitat la fel ca şi combustibil obişnuit.

Impactul asupra mediului. Poluarea mediului

În comparaţie cu benzina fără plumb, bioetanolul este mai prietenos cu mediul. Benzina produce

echivalentul a 2.44 kg / l CO 2 şi etanolul 1.94. De cȃnd bioetanolul conţine doar două treimi din energia

aceluiaşi voum de benzină, bioetanolul produce cu 19% mai mult CO 2 decât benzina, pentru aceeaşi

cantitate de energie eliberată. Clean Air Act impune adăugarea unor compuşi oxigenaţi pentru a reduce

emisiile de monoxid de carbon în Statele Unite.

Un studiu realizat de oamenii de stiinta de la Universitatea Stanford au descoperit că E85 ar

creşte riscul de decese datorate poluării aerului cu 9% comparativ cu benzina.

Ȋntr-un raport realizat de ActionAid, Birdlife International, ClientEarth, Biroul European pentru

Mediu, FERN, Friends of the Earth din Europa, Greenpeace, Transport & Environment si Wetlands

International se specifica faptul că ȋn planurile europene de promovare a biocombustibililor ii vor face

pe agricultori sa transforme 69.000 de km2 de pamant necultivat in plantatii, ceea ce ii priveaza pe

saraci de hrana si accelereaza schimbarile climatice, sustine un raport realizat de noua organizatii de

mediu. Impactul este cuantificat intr-o suprafata echivalenta cu Irlanda. Raportul sugereaza ca

12

biocombustibilii folositi in Europa in deceniul urmator vor genera intre 81% si 167% mai mult dioxid de

carbon decat combustibilii fosili.

Nouă grupuri de mediu au ajuns la această concluzie după ce au analizat datele oficiale despre

scopul Uniunii Europene de obţinere a 10% din combustibilul folosit ȋn transporturi din surse

regenerabile pana in 2020.

Echipa pe energie a Comisiei Europene susţine ȋnsă că pămȃntul necesar va fi gasit prin

recultivarea terenurilor agricole abandonate in Europa si Asia.

In acest an au aparut mai multe argumente stiintifice care pun la indoiala sustenabilitatea

obiectivului de 10%, insa oficialii europeni sustin ca doar doua treimi din aceasta tinta vor fi de fapt

indeplinite prin intermediul biocombustibililor, restul obiectivului fiind asigurat de masinile electrice.

Cu toate acestea, 23 din cele 27 de state membre si-au publicat strategiile nationale privind

energia regenerabila, in care sustin ca 9,5% din combustibilul pentru transporturi va fi biocombustibil in

2020, iar acesta va fi produs in proportie de 90% din culturi agricole, se arata in raport.

Dezbaterea in jurul biocombustibililor se axeaza pe schimbarile indirecte aduse de modificarea

culturilor. Astfel, daca un teren agricol pe care se cultiva porumb este transformat intr-o cultura pentru

biocombustibili, cineva va suferi de foame daca respectivul porumb nu este cultivat in alta parte.

De asemenea, arderea padurilor pentru a face loc culturilor duce la emiterea de cantitati foarte

mari de dioxid de carbon in atmosfera, care anuleaza posibilele beneficii pe care le-ar fi adus

biocombustibilii mediului.

Efectele indirecte ale strategiei UE pe biocombustibili vor genera intre 27 si 56 de milioane de

tone de gaze cu efect de sera pe an, se arata in raport. In cel mai rau caz, acest lucru ar echivala cu un

plus de 26 de milioane de masini pe strazile Europei.

Marea Britanie, Spania, Germania, Italia si Franta ar fi tarile cu cele mai mari cantitati

suplimentare de gaze cu efect de sera provenite din biocombustibili, generand plusuri de 13,3; 9,5; 8,6;

5,3 si, respectiv, 3,9 milioane de tone de dioxid de carbon pe an.

13

Specialisti pe energie ai CE sustin ca scaderea culturilor de cereale poate fi evitata in cativa ani

prin imbunatatirea recoltelor si cultivarea pamanturilor abandonate.De asemenea, prducatorii de

biocombustibili sustin ca oficialii UE nu ar trebui sa schimbe strategia de promovare a acestora pentru

inglobarea noilor dovezi, intrucat sunt incerte.

14

Bibliografie

1. Wikipedia.com

2. Ecomagazin.ro

3. Energeia.ro

4. Hotnews.ro

5. Automarket.ro