¿Cuáles son los Pros y los Contras del Biocombustible de etanol?
Usamos energía todos los días. Lo usamos para encender las luces, para calentar nuestros hogares y para impulsar los autos. La mayor parte de la energía del mundo proviene de la quema de combustibles fósiles. Pero los científicos e ingenieros están buscando alternativas más sostenibles.
Los biocombustibles se están convirtiendo en una alternativa popular a los recursos tradicionales de combustibles fósiles. Pero como con cualquier nueva tecnología, es importante sopesar los pros y los contras. Consideremos algunos de estos.
¿Qué es el biocombustible y Cómo se utiliza?
Los biocarburantes se derivan de material vegetal y desechos animales recientemente muertos o vivos. Esto difiere de los combustibles fósiles, que se derivan de materia vegetal y animal muerta hace mucho tiempo. Los biocombustibles más utilizados son el etanol y el biodiésel. Se producen a partir de plantas que generalmente se cultivan como cultivos. Estas plantas constituyen la biomasa que se utiliza como materia prima en la producción de biocombustibles. Materia prima es cualquier material que se utiliza para fabricar biocombustibles. En América del Norte, el maíz es el principal tipo de materia prima utilizada en la producción de etanol.
Para producir etanol a partir de maíz, el primer paso es descomponer el almidón. El almidón es un carbohidrato complejo. Para producir etanol, debe descomponerse en azúcares simples como dextrosa y glucosa. Un proceso llamado fermentación convierte estos azúcares en etanol.
¿Lo sabías?
La levadura fermenta el azúcar en etanol en condiciones anaeróbicas. Esto significa que el proceso puede ocurrir sin oxígeno!
El biodiesel está hecho de aceites vegetales o grasas animales. Una reacción llamada transesterificación es responsable de la conversión de aceites vegetales en biodiésel. La transesterificación es la reacción de un alcohol con aceite o grasa para producir ésteres alquilo de ácidos grasos, también conocidos como biodiesel.
Las biorrefinerías canadienses tienen la capacidad de producir 1.700 millones de litros de etanol al año. La mayor parte de esto se mezcla con gasolina. La mayoría de los vehículos a gasolina construidos desde la década de 1980 pueden funcionar con una mezcla de hasta un 10% de etanol (E10) sin ninguna modificación del motor. Algunas compañías automotrices norteamericanas fabrican vehículos de combustible Flexible con motores modificados. Estos motores pueden utilizar mezclas de hasta un 85% de etanol y un 15% de gasolina (E85).
¿Lo sabías?
Estados Unidos y Brasil son los líderes mundiales en producción de biocombustibles. Juntos, producen el 70% de los biocombustibles del mundo.
Las Regulaciones de Combustibles Renovables de Canadá se promulgaron en 2010. Requieren que el combustible fósil no renovable contenga una media del 5% de contenido de combustible renovable. Ese nivel del 5% se está alcanzando actualmente con etanol de maíz y trigo (E5). ¿Qué pasa con la mezcla E85 que se puede usar en vehículos de combustible flexible? Algunas empresas canadienses con grandes flotas de vehículos utilizan el E85. Pero todavía no está ampliamente disponible. Solo hay un puñado de estaciones de servicio en Canadá que venden E85. En contraste, hay más de 3 000 estaciones de servicio con bombas E85 en los Estados Unidos Que pueden sonar como mucho. Pero sigue siendo menos del 2% del total de estaciones de servicio.
¿Cuáles son las ventajas de los biocombustibles?
El etanol se considera un recurso de energía renovable. Esto se debe a que se pueden cultivar nuevos cultivos para reponer la materia prima necesaria para producirlos. Por otro lado, los combustibles fósiles tardan millones de años en producir. Se consideran un recurso no renovable porque una vez que se agotan, ¡eso es todo!
Uno de los principales beneficios del uso de biocombustibles es que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). En 2017, los sectores de petróleo y gas y transporte representaron más del 50% de las emisiones totales de GEI de Canadá. La mayoría de ellos eran dióxido de carbono (CO2) liberado por la quema de combustibles fósiles, como la gasolina.
¿Qué es el ciclo del carbono?
El ciclo del carbono es responsable del ciclo del carbono en todo el medio ambiente. Toda la materia orgánica contiene carbono. Cuando las plantas y los animales mueren, el carbono queda atrapado bajo tierra a medida que se convierte en combustibles fósiles. Esto significa que los combustibles fósiles son un sumidero de carbono. Cuando se queman combustibles fósiles, el carbono se libera al aire en forma de dióxido de carbono (CO2).
Versión de texto gráfico
En el ciclo del carbono, el carbono se mueve de la atmósfera a los sedimentos de la Tierra, y de regreso. A medida que el carbono llega a la Tierra, el carbono orgánico disuelto penetra en los océanos profundos y superficiales. El carbono se libera a la atmósfera a través de procesos naturales, como la fotosíntesis de la vegetación, y a través de procesos causados por el hombre, como los procesos industriales que producen combustibles fósiles.
El CO2 que se libera a la atmósfera cuando se queman combustibles fósiles produce gases de efecto invernadero potentes. Estos GEI contribuyen al cambio climático. Desafortunadamente, no hay forma de volver a convertir el CO2 en combustibles fósiles.
El CO2 se produce también cuando se queman biocombustibles. Pero parte del CO2 liberado por la quema de biocombustibles es absorbido por el nuevo cultivo de materia prima a través del proceso de fotosíntesis. El CO2 se incorpora a las moléculas de azúcar que producen las plantas. Con el tiempo, estos se convertirán de nuevo en biocombustible. Debido a esto, el etanol se considera neutro en carbono.
¿Lo sabías?
Se ha encontrado que el etanol produce un 25% más de energía de la que se pone en su producción, y el biodiesel produce un increíble 93%.
¿Cuáles son los contras de los biocombustibles?
Los biocombustibles también son motivo de preocupación. Algunas preocupaciones incluyen el equilibrio energético, el debate entre alimentos y combustibles y la disponibilidad de biocombustibles.
¿Los biocombustibles tienen un balance energético negativo o un balance energético positivo?
El etanol en sí se considera neutro en carbono. Pero el proceso de producción no lo es. Los combustibles fósiles se utilizan a menudo en todo el proceso de producción de biocombustibles. Por ejemplo, los tractores agrícolas utilizan combustible diesel. Los camiones que transportan la materia prima a las biorrefinerías utilizan combustible diesel. Las propias biorrefinerías a veces utilizan combustibles fósiles para obtener energía. Si la energía de entrada para hacer un combustible es mayor que la energía de salida, ese combustible tiene un balance de energía negativo. Eso no es bueno. Si la energía de salida es mayor que la energía de entrada, el combustible tiene un balance de energía positivo. Eso es bueno.
Los científicos deben hacer análisis del ciclo de vida para comprender completamente el impacto de los biocombustibles en los GEI en comparación con los combustibles fósiles. En los primeros días de la producción de etanol, muchos estudios encontraron que tenía un balance energético negativo. Sin embargo, recientes análisis del ciclo de vida de Canadá y Estados Unidos han encontrado un balance energético moderadamente positivo en la industria de producción de etanol de maíz. La mejora se debe en gran medida a las biorrefinerías más nuevas y eficientes desde el punto de vista energético.
¿Qué es el «Debate entre comida y combustible»?
Los biocombustibles tienen algunas preocupaciones económicas y éticas. Específicamente, ¿qué sucede si la gente utiliza tierras de cultivo para cultivar biomasa de combustible en lugar de alimentos? Esto se refiere a la seguridad alimentaria. Los críticos de los biocombustibles de primera generación argumentan que el uso de cultivos alimentarios para la producción de combustible aumenta los precios de los alimentos. Esto hace que sea más difícil para las personas permitirse el lujo de comer de forma saludable.
Una mercancía es cualquier cosa valiosa que se compra, vende o comercializa. Veamos el ejemplo de una mercancía: el maíz.
El maíz es una materia prima renovable. Pero algunas cosechas son más exitosas que otras. Eso significa que su suministro puede variar. Cuando las condiciones agrícolas son buenas, puede haber suficiente maíz. Puede haber suficiente para la producción de alimentos humanos, piensos para animales y biocombustibles. Pero a veces las cosechas sufren debido a condiciones como sequías, inundaciones y períodos fríos. En estos momentos, el suministro de maíz puede disminuir. Y cuando el suministro de una mercancía baja, el precio sube.
Por supuesto, este debate de «Comida vs. Combustible» tiene otro lado. Algunos estudios muestran que el desperdicio de alimentos a nivel mundial es un problema mucho mayor para la seguridad alimentaria que la competencia con los biocombustibles. Algunos científicos incluso han sugerido que los alimentos que normalmente se desperdiciarían deberían desviarse a la industria de los biocombustibles.
Los biocombustibles también pueden afectar a los alimentos y los recursos de otros organismos. Se necesita mucha tierra para producir biocombustibles. El desmonte de tierras para la agricultura puede tener grandes impactos en el medio ambiente, y en la vida vegetal y animal que vive allí.
Resumiendo
Ciertamente no hay respuestas fáciles cuando se trata del debate entre combustibles fósiles y biocombustibles. La cadena alimentaria mundial y la industria de los biocombustibles están interconectadas de formas complicadas. Pero la gente es cada vez más consciente de los posibles inconvenientes de los biocombustibles de primera generación basados en cultivos alimentarios. También hay un impulso hacia los biocombustibles de segunda generación. Estos utilizan materias primas no alimentarias, como residuos agrícolas, de restaurantes y municipales.