El Estados Unidos se convirtió en el mayor productor del mundo de etanol como combustible en 2005. Los Estados Unidos produjo 15.8 mil millones de galones líquidos estadounidenses de etanol combustible en 2019, y 13,9 mil millones de galones de líquido de los Estados Unidos (52,6 mil millones de litros) en 2011, [1] [2] un aumento desde 13,2 mil millones de galones líquidos estadounidenses (49,2 mil millones de litros) en 2010, y hasta 1,63 mil millones de galones en 2000. [3] La producción de Brasil y EE. UU. representó el 87,1% de la producción mundial en 2011. [1] En EE. UU., el combustible de etanol es utilizado principalmente como oxigenado en gasolina en forma demezclas de bajo nivel hasta en un 10 por ciento, y en un grado cada vez mayor, como combustible E85 para vehículos de combustible flexible . [4]
La participación del mercado de etanol en el suministro de gasolina de EE. UU. Creció en volumen de poco más del 1 por ciento en 2000 a más del 3 por ciento en 2006 al 10 por ciento en 2011. [1] [5] [6] La capacidad de producción nacional aumentó quince veces después de 1990, de 900 millones de galones estadounidenses a 1,63 mil millones de galones estadounidenses en 2000, a 13,5 mil millones de galones estadounidenses en 2010. [5] [7] La Asociación de Combustibles Renovables informó 209 destilerías de etanol en operación ubicadas en 29 estados en 2011, y 140 en construcción o expansión a diciembre de 2011, que una vez finalizado, llevaría la capacidad instalada total de EE. UU. a 15.000 millones de galones estadounidenses. La mayoría de los proyectos de expansión tienen como objetivo actualizar la tecnología de la refinería para mejorar la producción de etanol, la eficiencia energética y la calidad de la alimentación del ganado que producen. [1]
Para 2011, la mayoría de los automóviles en las carreteras de EE. UU. Podían funcionar con mezclas de hasta un 10% de etanol ( E10 ), y los fabricantes habían comenzado a producir vehículos diseñados para porcentajes mucho más altos. Sin embargo, los sistemas de combustible de automóviles, camiones y motocicletas vendidos antes del mandato del etanol pueden sufrir daños sustanciales por el uso de mezclas de etanol al 10%. Los automóviles, camiones y minivans de combustible flexible utilizan mezclas de gasolina / etanol que van desde gasolina pura hasta 85% de etanol ( E85 ). A principios de 2013, había alrededor de 11 millones de vehículos con capacidad E85 en las carreteras de EE. UU. [8] [9] El uso regular de E85 es bajo debido a la falta de infraestructura de combustible, pero es común en el Medio Oeste . [10] [11] En enero de 2011, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) otorgó una exención para permitir que hasta el 15% del etanol mezclado con gasolina ( E15 ) se venda solo para automóviles y camionetas pickup ligeras con un modelo del año 2001 o después. La exención de la EPA autoriza, pero no requiere que las estaciones ofrezcan E15. Al igual que las limitaciones sufridas por las ventas de E85, la comercialización de E15 se ve limitada por la falta de infraestructura, ya que la mayoría de las estaciones de combustible no tienen suficientes bombas para ofrecer la nueva mezcla E15, pocas bombas existentes están certificadas para dispensar E15 y no hay tanques dedicados fácilmente. disponible para almacenar E15. [12] [13] [14]
Se esperaba que la producción de etanol continuara creciendo durante los próximos años, ya que la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 requería 36 mil millones de galones estadounidenses de uso de combustible renovable para 2022. El objetivo para la producción de etanol a partir de materias primas celulósicas era de 16 mil millones de galones estadounidenses al año . El objetivo de etanol de maíz era de 15 mil millones de galones estadounidenses para 2015. [15] [16] Las industrias del etanol proporcionaron empleos en la agricultura, la construcción, las operaciones y el mantenimiento, principalmente en las comunidades rurales. [17]
A principios de 2009, la industria experimentó una tensión financiera debido a los efectos de la crisis económica de 2008 . Los automovilistas condujeron menos, los precios de la gasolina cayeron bruscamente, la capacidad aumentó y hubo menos financiamiento disponible. [18] [19] [20]
Históricamente, la mayor parte del etanol estadounidense proviene del maíz y la electricidad necesaria para muchas destilerías proviene principalmente del carbón . Se produjo un debate sobre la sostenibilidad del etanol . Los principales problemas relacionados con la gran cantidad de tierra cultivable requerida para los cultivos y el impacto de la producción de etanol en el suministro de granos , los efectos del cambio indirecto de uso de la tierra (ILUC), así como los problemas relacionados con su balance energético y la intensidad de carbono considerando su ciclo de vida completo . [21] [22] [23] [24] [25] [26] Los recientes avances en la producción y comercialización de etanol celulósico pueden disipar algunas de estas preocupaciones. [27]
Historia
En 1826, Samuel Morey experimentó con una mezcla química de combustión interna que usaba etanol (combinado con trementina y aire ambiente que luego se vaporizaba ) como combustible . En ese momento, su descubrimiento se pasó por alto, principalmente debido al éxito de la energía de vapor . El combustible de etanol recibió poca atención hasta 1860 cuando Nicholas Otto comenzó a experimentar con motores de combustión interna . En 1859, se encontró petróleo en Pensilvania , que décadas más tarde proporcionó un nuevo tipo de combustible. Un combustible popular en los EE. UU. Antes del petróleo era una mezcla de alcohol y trementina llamada " canfeno ", también conocido como "fluido ardiente". [ cita requerida ] El descubrimiento de un suministro inmediato de petróleo y los impuestos desfavorables sobre el fluido en combustión hicieron que el queroseno fuera un combustible más popular. [ cita requerida ]
En 1896, Henry Ford diseñó su primer automóvil, el " Quadricycle " para funcionar con etanol puro. [28] En 1908, el revolucionario Ford Modelo T era capaz de funcionar con gasolina , etanol o una combinación. [28] [29] [30] Ford continuó abogando por el combustible de etanol incluso durante la prohibición , pero los precios más bajos hicieron que prevaleciera la gasolina. [28]
La gasolina que contiene hasta un 10% de etanol comenzó un crecimiento de décadas en los Estados Unidos a fines de la década de 1970. La demanda de etanol producido a partir de maíz de campo se vio estimulada por el descubrimiento de que el metil terc-butil éter (MTBE) contaminaba las aguas subterráneas . [28] [31] El uso de MTBE como aditivo oxigenado fue generalizado debido a los mandatos de las enmiendas a la Ley de Aire Limpio de 1992 para reducir las emisiones de monóxido de carbono . El MTBE en la gasolina había sido prohibido en casi 20 estados en 2006. Los proveedores estaban preocupados por un posible litigio y una decisión judicial de 2005 que negaba la protección legal del MTBE. [ cita requerida ] La caída en desgracia del MTBE abrió un nuevo mercado para el etanol, su principal sustituto. [28] Los precios del maíz en ese momento rondaban los 2 dólares el bushel . [ cita requerida ] Los agricultores vieron un nuevo mercado y una mayor producción. Este cambio de demanda tuvo lugar en un momento en que los precios del petróleo estaban subiendo. [ cita requerida ]
El fuerte crecimiento del consumo de etanol en el siglo XXI fue impulsado por una legislación federal destinada a reducir el consumo de petróleo y mejorar la seguridad energética . La Ley de Política Energética de 2005 requería el uso de 7.5 × 10 9 galones estadounidenses (28 × 10 6 m 3 ) de combustible renovable para 2012, y la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 elevó el estándar a 36 × 10 9 galones estadounidenses (140 × 10 6 m 3 ) de uso anual de combustible renovable para 2022. De este requisito, 21 × 10 9 galones estadounidenses (79 × 10 6 m 3 ) tenían que ser biocombustibles avanzados , definidos como combustibles renovables que reducen las emisiones de gases de efecto invernadero en al menos un 50%. [16] [32] [33]
Tendencias recientes
Producción e importaciones de etanol combustible de EE. UU. (2000-2011) [1] [34] [35] (Millones de galones líquidos de EE. UU.) | |||
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Año | Producción | Importaciones | Demanda |
2000 | 1,630 | n / A | n / A |
2001 | 1,770 | n / A | n / A |
2002 | 2,130 | 46 | 2.085 |
2003 | 2.800 | 61 | 2,900 |
2004 | 3.400 | 161 | 3,530 |
2005 | 3.904 | 135 | 4.049 |
2006 | 4.855 | 653 | 5.377 |
2007 | 6.500 | 450 | 6.847 |
2008 | 9.000 | 556 | 9,637 |
2009 | 10,600 | 193 | 10,940 |
2010 | 13,298 | 10 | 13.184 |
2011 | 13,929 | 160 | n / a (1) |
2012 | 13,218 | ||
2013 | 13,293 | ||
2014 | 14.313 | ||
2015 | 14.807 | ||
2016 | 15,413 | ||
2017 | 15.936 | ||
2018 | 16,091 | ||
2019 | 15,776 | ||
Nota: Las cifras de demanda incluyen cambios en las existencias y pequeñas exportaciones en 2005. (1) Las exportaciones en 2011 alcanzaron un récord de 1,100 billones de galones. [1] | |||
El principal productor mundial de combustible de etanol en 2010 fue Estados Unidos con 13,2 mil millones de galones estadounidenses (49,95 mil millones de litros) que representan el 57,5% de la producción mundial, seguido de Brasil con 6,92 mil millones de galones estadounidenses (26,19 mil millones de litros), y en conjunto ambos países representaron 88 % de la producción mundial de 22,95 mil millones de galones estadounidenses (86,85 mil millones de litros). [3] Para diciembre de 2010, la industria de producción de etanol de EE. UU. Constaba de 204 plantas que operaban en 29 estados, [5] [7] y 9 plantas en construcción o expansión, agregando 560 millones de galones de nueva capacidad y llevando la capacidad instalada total de EE. UU. A 14,6 mil millones Galones estadounidenses (55,25 mil millones de litros). [7] A fines de 2010, más del 90 por ciento de toda la gasolina vendida en los Estados Unidos se mezcló con etanol. [5]
Producción
A partir de finales de 2008 y principios de 2009, la industria se vio sometida a tensiones financieras debido a la crisis económica de ese año. Los automovilistas condujeron menos y los precios de la gasolina cayeron drásticamente, mientras que la financiación bancaria se redujo. [18] [19] [20] Como resultado, algunas plantas operaron por debajo de su capacidad, varias empresas cerraron plantas, otras despidieron personal, algunas empresas quebraron , los proyectos de plantas se suspendieron y los precios de mercado bajaron. [18] [19] [20] La Administración de Información Energética expresó su preocupación de que la industria no cumpliera los objetivos legislados. [18] [36]
A partir de 2011, la mayor parte de la flota de automóviles de EE. UU. Podía funcionar con mezclas de hasta un 10% de etanol, y los fabricantes de vehículos de motor producían vehículos diseñados para funcionar con mezclas más concentradas. En 2015, siete estados ( Misuri , Minnesota , Luisiana , Montana , Oregón , Pensilvania y Washington ) exigían que el etanol se mezclara con gasolina en los combustibles para motores. [37] Estos estados, particularmente Minnesota, tenían más uso de etanol y, según una fuente de la Universidad de Washington, estos estados acumularon beneficios ambientales y económicos sustanciales como resultado. [38] Florida requirió mezclas de etanol a finales de 2010, [39] pero desde entonces lo ha derogado. Muchas ciudades tenían requisitos de etanol separados debido al incumplimiento de los estándares federales de calidad del aire. [40] En 2007, Portland, Oregon , se convirtió en la primera ciudad de EE. UU. En exigir que toda la gasolina vendida dentro de los límites de la ciudad contenga al menos un 10% de etanol. [41] [42] Chicago ha propuesto la idea de exigir E15 en los límites de la ciudad, mientras que algunas estaciones de servicio del área ya han comenzado a ofrecerlo. [43] [44]
La expansión de las industrias del etanol (y del biodiésel ) generó puestos de trabajo en la construcción, operación y mantenimiento de plantas, principalmente en comunidades rurales. Según RFA, la industria del etanol creó casi 154.000 puestos de trabajo en Estados Unidos 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 federales, estatales y locales. [17]
El retorno de la inversión (ROI) para actualizar una estación de servicio para vender E15 es rápido dados los mercados actuales. Dado el descuento del etanol frente a la gasolina y el valor actual de los RIN, los minoristas que ofrecen mezclas de etanol de nivel medio como E15 pueden recuperar rápidamente sus inversiones en infraestructura. Los incentivos y los programas de subvenciones federales, estatales y locales están disponibles en la mayoría de las áreas y ayudarían aún más a reducir el costo de los equipos y la instalación. El E15 es un combustible de mayor octanaje, actualmente está disponible en 29 estados en estaciones de servicio minoristas. E15 fue aprobado para su uso en modelos del año 2001 y más nuevos, camiones livianos, vehículos de pasajeros de servicio mediano (SUV) y todos los vehículos de combustible flexible (FFV) por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) en 2012. [ cita necesario ]
Vehículos E85
Ford , Chrysler y GM se encuentran entre muchas empresas de automóviles que venden vehículos de combustible flexible que pueden ejecutar mezclas que van desde gasolina pura hasta etanol al 85% (E85), y a partir de 2008 casi cualquier tipo de automóvil y vehículo ligero estaba disponible con el Opción de combustible flexible, incluidos sedanes , furgonetas , vehículos utilitarios deportivos y camionetas . A principios de 2013, estaban en funcionamiento alrededor de 11 millones de automóviles y camiones ligeros de combustible flexible E85, [8] [9] aunque el uso real de combustible E85 era limitado, porque la infraestructura de abastecimiento de combustible de etanol era limitada. [45]
En 2005, el 68% de los propietarios de automóviles estadounidenses con combustible flexible no sabían que tenían un E85 flex. [10] [11] Los vehículos flexibles y no flexibles tenían el mismo aspecto. No hubo diferencia de precio. Los fabricantes de automóviles estadounidenses no etiquetaron estos vehículos. [11] [46] Por el contrario, todos los fabricantes de automóviles brasileños etiquetaron claramente los FFV con un texto que era una variante de la palabra Flex. A partir de 2007, muchos modelos nuevos de FFV en los EE. UU. Presentaban un tapón de gasolina amarillo para recordar a los conductores las capacidades del E85. [47] [48] A partir de 2008, GM identificó sus vehículos con el texto "Flexfuel / E85 Ethanol". [49] [50] Sin embargo, el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) estimó que en 2009 solo 504,297 vehículos de combustible flexible fueron alimentados regularmente con E85, y estos eran principalmente vehículos operados por flotas. [51] Como resultado, solo se utilizaron 712 millones de galones para E85, lo que representa solo el 1% del consumo de etanol de ese año. [52]
Durante la década siguiente al 2000, los vehículos E85 se volvieron cada vez más comunes en el Medio Oeste , donde el maíz era un cultivo importante . [ cita requerida ]
La infraestructura de abastecimiento de combustible ha sido una restricción importante que ha obstaculizado las ventas de E85. [45] A marzo de 2013[actualizar], había 3.028 estaciones de servicio que vendían E85 en los EE . UU. [15] La mayoría de las estaciones estaban en los estados de Corn Belt . En 2008, el estado líder era Minnesota con 353 estaciones, seguido de Illinois con 181 y Wisconsin con 114. Aproximadamente otras 200 estaciones que dispensaban etanol estaban restringidas a vehículos del gobierno municipal, estatal y federal. [45]
Combustible flexible E85 Chevrolet Impala LT 2009.
E85 combustible flexible Chevrolet HHR
Combustible flexible E85 Ford E-250 .
E85 combustible flexible Ford Escape
Mezcla E15
En marzo de 2009, Growth Energy, un grupo de presión para la industria del etanol, solicitó formalmente a la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) que permitiera que el contenido de etanol en la gasolina se aumentara del 10% al 15%. [53] En octubre de 2010, la EPA otorgó una exención para permitir la venta de hasta un 15% de mezclas para automóviles y camiones con un año modelo 2007 o posterior, lo que representa aproximadamente el 15% de los vehículos en las carreteras. [12] [13] En enero de 2011, la exención se amplió para autorizar el uso de E15 para incluir vehículos de pasajeros de los años 2001 a 2006. La EPA también decidió no otorgar ninguna exención para el uso de E15 en motocicletas, vehículos pesados o motores que no sean de carretera porque los datos de pruebas actuales no respaldan dicha exención. Según la Asociación de Combustibles Renovables, las exenciones E15 ahora cubren el 62% de los vehículos en las carreteras del país. [14] [54] En diciembre de 2010, varios grupos, incluida la Alianza de Fabricantes de Automóviles , el Instituto Americano del Petróleo , la Asociación de Fabricantes Internacionales de Automóviles , la Asociación Nacional de Fabricantes Marinos, el Outdoor Power Equipment Institute y la Grocery Manufacturers Association , presentaron demanda contra la EPA en la Corte de Apelaciones de los Estados Unidos para el Circuito del Distrito de Columbia . [55] En agosto de 2012, la corte federal de apelaciones rechazó la demanda contra la decisión de la EPA de que los grupos no tenían capacidad legal para impugnar la decisión de la EPA de emitir la exención para E15. [56] [57] En junio de 2013, la Corte Suprema de EE. UU. Se negó a escuchar una apelación de grupos de la industria que se oponían al fallo de la EPA sobre E15 y dejó que el fallo del tribunal de apelaciones federal de 2012 se mantuviera. [58]
Según una encuesta realizada por la Asociación Estadounidense de Automóviles (AAA) en 2012, solo unos 12 millones de los más de 240 millones de vehículos ligeros en las carreteras de EE. UU. En 2012 están aprobados por los fabricantes y cumplen totalmente con la gasolina E15. Según la Asociación, BMW , Chrysler , Nissan , Toyota y Volkswagen advirtieron que sus garantías no cubrirán los daños relacionados con el E15. [59] A pesar de la controversia, para ajustarse a las regulaciones de la EPA, los vehículos modelo 2012 y 2013 fabricados por General Motors pueden usar combustible que contenga hasta un 15 por ciento de etanol, como se indica en los manuales del propietario del vehículo. Sin embargo, el fabricante de automóviles advirtió que para los modelos del año 2011 o vehículos anteriores, "recomiendan encarecidamente que los clientes de GM consulten los manuales del propietario para conocer la designación de combustible adecuada para sus vehículos". Ford Motor Company también está fabricando todos sus vehículos 2013 compatibles con E15, incluidos los eléctricos híbridos y los vehículos con motores Ecoboost . [9] También los Porsche fabricados desde 2001 están aprobados por su fabricante para usar E15. [59] Volkswagen anunció que para el año modelo 2014, toda su línea será compatible con E15. [60] Fiat Chrysler Automobiles anunció en agosto de 2015 que todos los vehículos Chrysler / Fiat , Jeep , Dodge y Ram modelo 2016 serán compatibles con E15. [61]
A pesar de la exención de la EPA, existe una barrera práctica para la comercialización de la mezcla superior debido a la falta de infraestructura, similar a las limitaciones sufridas por las ventas de E85 , ya que la mayoría de las estaciones de combustible no tienen bombas suficientes para ofrecer la nueva mezcla, pocas son las existentes. Las bombas están certificadas para dispensar E15 y no hay tanques dedicados disponibles para almacenar E15. [12] [13] En julio de 2012, una estación de servicio en Lawrence, Kansas se convirtió en la primera en los Estados Unidos en vender la mezcla E15. El combustible se vende a través de una bomba mezcladora que permite a los clientes elegir entre E10, E15, E30 o E85, y estas últimas mezclas se venden solo a vehículos de combustible flexible . [62] Esta estación fue seguida por una estación de servicio Marathon en East Lansing, Michigan . [ cita requerida ] A junio de 2013[actualizar], hay alrededor de 24 estaciones de servicio que venden E15 de las 180,000 estaciones que operan en los EE . UU. [58]
A noviembre de 2012[actualizar], las ventas de E15 no están autorizadas en California y, según la Junta de Recursos del Aire de California (CARB), la mezcla aún está pendiente de aprobación y, en una declaración pública, la agencia dijo que " llevaría varios años completar las pruebas del vehículo y desarrollo de reglas necesario para introducir un nuevo combustible de transporte en el mercado de California ". [63]
Legislación y regulaciones
La Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 ordenó al DOE que evaluara la viabilidad de usar mezclas intermedias de etanol en la flota de vehículos existente. [64] El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) evaluó los impactos potenciales en los vehículos heredados y otros motores. [64] En un informe preliminar publicado en octubre de 2008, NREL describió los efectos de E10, E15 y E20 en el tubo de escape y las emisiones evaporativas, la durabilidad del catalizador y el motor, la capacidad de conducción del vehículo, la operatividad del motor y los materiales del vehículo y del motor. [64] [65] Este informe preliminar encontró que ninguno de los vehículos mostraba una luz indicadora de mal funcionamiento; no se observaron síntomas de obstrucción del filtro de combustible; no se observaron problemas de arranque en frío a 24 ° C (75 ° F ) y 10 ° C (50 ° F) en condiciones de laboratorio; y todos los vehículos de prueba mostraron una pérdida de consumo de combustible proporcional a la menor densidad energética del etanol. Por ejemplo, el E20 redujo la economía de combustible promedio en un 7.7% en comparación con los vehículos de prueba de solo gasolina (E0). [64]
La administración Obama estableció el objetivo de instalar 10,000 bombas mezcladoras en todo el país para 2015. Estas bombas pueden dispensar múltiples mezclas, incluidas E85, E50, E30 y E20 que pueden ser utilizadas por vehículos E85. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) emitió una regla en mayo de 2011 para incluir bombas de combustible flexibles en el Programa de Energía Rural para América (REAP). Este fallo brindó asistencia financiera, a través de subvenciones y garantías de préstamos, a los propietarios de estaciones de combustible para instalar bombas E85 y licuadoras. [66] [67]
En mayo de 2011 se presentó al Congreso la Open Fuel Standard Act (OFS) con apoyo bipartidista. El proyecto de ley requería que el 50 por ciento de los automóviles fabricados en 2014, el 80 por ciento en 2016 y el 95 por ciento en 2017, fueran fabricados y garantizados para operar con combustibles no derivados del petróleo, que incluían tecnologías existentes como combustible flexible, gas natural , hidrógeno , biodiesel , electricidad enchufable y pila de combustible . Teniendo en cuenta la rápida adopción de vehículos de combustible flexible en Brasil y el hecho de que el costo de fabricar vehículos de combustible flexible fue de aproximadamente $ 100 por automóvil, el objetivo principal del proyecto de ley era promover una adopción masiva de vehículos de combustible flexible capaces de funcionar con etanol o combustible. combustible de metanol . [68] [69] [70]
En noviembre de 2013, la Agencia de Protección Ambiental abrió a los comentarios del público su propuesta de reducir la cantidad de etanol requerida en el suministro de gasolina de EE. UU. Según lo ordenado por la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 . La agencia citó problemas con el aumento de la mezcla de etanol por encima del 10%. Este límite, conocido como el "muro de mezcla", se refiere a la dificultad práctica de incorporar cantidades crecientes de etanol en el suministro de combustible de transporte en volúmenes superiores a los logrados por la venta de casi toda la gasolina como E10. [71] [72]
Restricciones contractuales
Los contratos de distribución de gasolina en los Estados Unidos generalmente tienen disposiciones que hacen que ofrecer E15 y E85 sea difícil, costoso o incluso imposible. Dichas disposiciones incluyen requisitos de que ningún E85 se venda bajo el toldo de la estación de servicio, requisitos de etiquetado, volúmenes mínimos de ventas y disposiciones de exclusividad. Las sanciones por incumplimiento son severas y, a menudo, permiten la rescisión inmediata del acuerdo, cortando el suministro a los minoristas. A menudo se requiere el reembolso de las regalías de la franquicia y otros incentivos. [73]
Seguridad energética
Una razón fundamental para la producción de etanol en los EE. UU. Es una mayor seguridad energética , al cambiar el suministro de las importaciones de petróleo a fuentes nacionales. [32] [74] La producción de etanol requiere una cantidad considerable de energía, y la producción actual de Estados Unidos deriva la mayor parte de esa energía del carbón nacional, el gas natural y otras fuentes no petroleras. [75] Dado que en 2006 se importó el 66% del consumo de petróleo de EE. UU., En comparación con un excedente neto de carbón y solo el 16% de gas natural (cifras de 2006), [76] el desplazamiento de combustibles derivados del petróleo por etanol produjo un resultado neto cambio de fuentes de energía extranjeras a nacionales de EE. UU. [ cita requerida ]
Efecto sobre los precios de la gasolina
El efecto del uso de etanol en los precios de la gasolina es la fuente de opiniones contradictorias de los estudios económicos, que se complican aún más por las fuerzas ajenas al mercado de los créditos fiscales, las cuotas gubernamentales cumplidas y no cumplidas y el espectacular aumento reciente de la producción nacional de petróleo. [77] Según un análisis del Instituto Tecnológico de Massachusetts de 2012 , el etanol y los biocombustibles en general no influyen de manera importante en el precio de la gasolina, [78] mientras que un aumento en el precio de los créditos del número de identificación renovable exigidos por el gobierno ha elevado el precio. de gasolina. [79] Estos contrastan con un estudio de mayo de 2012 del Centro para el Desarrollo Agrícola y Rural que mostró una reducción de $ 0.29 a $ 1.09 en el precio de la gasolina por galón debido al uso de etanol. [80]
Estados Unidos consumió 138,2 × 10 9 galones estadounidenses (523 × 10 6 m 3 ) de gasolina en 2008, mezclada con aproximadamente 9,6 × 10 9 galones estadounidenses (36 × 10 6 m 3 ) de etanol, lo que representa una cuota de mercado de casi el 7% de la oferta en volumen. Dado su menor contenido de energía , el combustible de etanol se desplazó aproximadamente 6,4 × 10 9 galones estadounidenses (24 × 10 6 m 3 ) de gasolina, lo que representa un 4,6 por ciento en unidades de energía equivalente . [dieciséis]
La EPA anunció en noviembre de 2013, una reducción en la producción de etanol obligatoria en los EE. UU. 2014, debido a las "condiciones del mercado". [81] [82]
Tarifas y créditos fiscales
Desde la década de 1980 hasta 2011, los productores nacionales de etanol estaban protegidos por un arancel de importación de 54 centavos por galón , destinado principalmente a frenar las importaciones brasileñas de etanol de caña de azúcar . A partir de 2004, los mezcladores de combustible para transporte recibieron un crédito fiscal por cada galón de etanol que mezclaban con gasolina. [83] [84] Históricamente, el arancel tenía por objeto compensar el crédito fiscal federal que se aplicaba al etanol independientemente del país de origen. [85] [86] Varios países de la Cuenca del Caribe importaron y reprocesaron etanol brasileño, por lo general convirtiendo etanol hidratado en etanol anhidro , para reexportarlo a los Estados Unidos. Evitaron el arancel y el arancel del 2,5%, gracias a la Iniciativa de la Cuenca del Caribe (CBI) y los acuerdos de libre comercio . Este proceso se limitó al 7% del consumo de etanol de EE. UU. [87]
A partir de 2011, los mezcladores recibieron un crédito fiscal de 0,45 dólares EE.UU. por galón, independientemente de la materia prima; los pequeños productores recibieron US $ 0,10 adicionales por los primeros 15 millones de galones estadounidenses; y los productores de etanol celulósico recibieron créditos de hasta US $ 1,01 . Los créditos fiscales para promover la producción y el consumo de biocombustibles datan de la década de 1970. Para 2011, los créditos se basaron en la Ley de Política Energética de 2005 , la Ley de Alimentos, Conservación y Energía de 2008 y la Ley de Mejora y Extensión de Energía de 2008 . [32]
Un estudio de 2010 de la Oficina de Presupuesto del Congreso (CBO) encontró que en el año fiscal 2009, los créditos fiscales para biocombustibles redujeron los ingresos federales en alrededor de US $ 6 mil millones, de los cuales el maíz y el etanol celulósico representaron US $ 5,16 mil millones y US $ 50 millones, respectivamente. [ cita requerida ]
En 2010, CBO estimó que los costos de los contribuyentes para reducir el consumo de gasolina en un galón eran $ 1,78 para el etanol de maíz y $ 3,00 para el etanol celulósico. De manera similar, y sin considerar los posibles efectos indirectos del uso de la tierra, los costos para los contribuyentes de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a través de créditos fiscales fueron de alrededor de $ 750 por tonelada métrica de CO2 equivalente para etanol y alrededor de $ 275 por tonelada métrica para etanol celulósico. [32]
El 16 de junio de 2011, el Congreso de los Estados Unidos aprobó una enmienda a un proyecto de ley de desarrollo económico para derogar tanto el crédito fiscal como la tarifa, pero este proyecto de ley no avanzó. [83] [84] Sin embargo, el Congreso de los Estados Unidos no extendió el arancel y el crédito fiscal, permitiendo que ambos terminen el 31 de diciembre de 2011. [88] [89] Desde 1980, la industria del etanol recibió un estimado de US $ 45 mil millones en subvenciones. [88]
Materias primas
Maíz
El maíz es la principal materia prima utilizada para producir combustible de etanol en los Estados Unidos. [28] [90] La mayoría de las controversias que rodean la producción y el uso de combustible de etanol en los Estados Unidos están relacionadas con el balance energético del etanol de maíz y sus impactos sociales y ambientales . [ cita requerida ]
Celulosa
Las fuentes celulósicas tienen el potencial de producir una alternativa renovable, de combustión más limpia y neutra en carbono a la gasolina. [ cita requerida ] En su discurso sobre el estado de la Unión el 31 de enero de 2006, el presidente George W. Bush declaró: “También financiaremos investigaciones adicionales en métodos de vanguardia para producir etanol, no solo a partir de maíz, sino a partir de astillas de madera y tallos o pasto varilla . Nuestro objetivo es hacer que este nuevo tipo de etanol sea práctico y competitivo en seis años ”. [ cita requerida ]
El 7 de julio de 2006, el DOE anunció una nueva agenda de investigación para el etanol celulósico. La hoja de ruta científica de 200 páginas citó avances recientes en biotecnología que podrían ayudar al uso de fuentes celulósicas. El informe describió un plan de investigación detallado de tecnologías adicionales para mejorar la eficiencia de la producción. La hoja de ruta reconoció la necesidad de importantes garantías de préstamos federales para biorrefinerías . [ cita requerida ]
El presupuesto federal de 2007 asignó $ 150 millones para el esfuerzo de investigación, más del doble del presupuesto de 2006. El DOE invirtió en enfoques de investigación enzimáticos , termoquímicos , de hidrólisis ácida , de hidrólisis híbrida / enzimática y de otro tipo que apuntan a una conversión de celulosa en etanol más eficiente y de menor costo. [ cita requerida ]
Los primeros materiales considerados para el biocombustible celulósico incluyeron materia vegetal de desechos agrícolas, desechos de jardín, aserrín y papel. Los profesores R. Malcolm Brown Jr. y David Nobles, Jr. de la Universidad de Texas en Austin desarrollaron cianobacterias que tenían el potencial de producir celulosa, glucosa y sacarosa , las dos últimas convertidas fácilmente en etanol. Esto ofrece el potencial de crear etanol sin materia vegetal. [ cita requerida ]
Azúcar
Importaciones de etanol combustible de los Estados Unidos por país (2002-2007) [91] (Millones de galones líquidos estadounidenses) | |||||
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País | 2007 | 2006 | 2005 | 2004 | 2003 |
Brasil | 188,8 | 433,7 | 31,2 | 90,3 | 0 |
Jamaica | 75,2 | 66,8 | 36,3 | 36,6 | 39,3 |
El Salvador | 73,3 | 38,5 | 23,7 | 5.7 | 6,9 |
Trinidad y Tobago | 42,7 | 24,8 | 10.0 | 0 | 0 |
Costa Rica | 39,3 | 35,9 | 33,4 | 25,4 | 14,7 |
Producir etanol a partir de azúcar es más sencillo que convertir maíz en etanol. La conversión de azúcar requiere solo un proceso de fermentación con levadura . La conversión del maíz requiere cocción adicional y la aplicación de enzimas . El requerimiento de energía para la conversión de azúcar es aproximadamente la mitad que el del maíz. [ cita requerida ] La caña de azúcar produce energía más que suficiente para hacer la conversión con la energía sobrante. Un informe del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) de 2006 encontró que a precios de mercado para el etanol, convertir la caña de azúcar , la remolacha azucarera y la melaza en etanol sería rentable. [92] A partir de 2008, los investigadores intentaron producir nuevas variedades adaptadas a las condiciones climáticas y del suelo de los Estados Unidos, así como aprovechar las tecnologías de etanol celulósico para convertir también el bagazo de caña de azúcar . [93] [94]
La producción de caña de azúcar en Estados Unidos se produce en Florida , Luisiana , Hawai y Texas . Se esperaba que las primeras tres plantas para producir etanol a base de caña de azúcar entraran en funcionamiento en Louisiana a mediados de 2009. Los ingenios azucareros en Lacassine , St. James y Bunkie se convirtieron a la producción de etanol de caña de azúcar utilizando tecnología colombiana para permitir una producción rentable de etanol. Estas tres plantas planeaban producir 100 × 10 6 galones estadounidenses (380 × 10 3 m 3 ) de etanol por año dentro de cinco años. [94] [95] [96]
En 2009, se estaban desarrollando otros dos proyectos de producción de etanol de caña de azúcar en Kauai , Hawaii e Imperial Valley , California. Se proyectaba que la planta de Hawai tendría una capacidad de entre 12 y 15 millones de galones estadounidenses (45 × 10 3 –57 × 10 3 m 3 ) al año y para abastecer solo a los mercados locales, ya que los costos de envío hicieron que competir en los Estados Unidos continentales no fuera práctico. Se esperaba que esta planta entrara en funcionamiento en 2010. Se esperaba que la planta de California produjera 60 × 10 6 galones estadounidenses (230 × 10 3 m 3 ) al año y se esperaba en 2011. [93]
En marzo de 2007, la "diplomacia del etanol" fue el tema central de la gira latinoamericana del presidente George W. Bush, en la que él y el presidente de Brasil, Luiz Inácio Lula da Silva , promovieron la producción y el uso de etanol de caña de azúcar en toda la Cuenca del Caribe . Los dos países acordaron compartir tecnología y establecer estándares internacionales de biocombustibles. [97] La transferencia brasileña de tecnología de la caña de azúcar estaba destinada a permitir a varios centroamericanos , como Honduras , El Salvador , Nicaragua , Costa Rica y Panamá , varios países del Caribe y varios países andinos el comercio libre de aranceles con los Estados Unidos, gracias a los acuerdos comerciales vigentes. . La expectativa era que dichos países exportaran a Estados Unidos en el corto plazo utilizando tecnología brasileña. [98]
En 2007, las exportaciones combinadas de Jamaica , El Salvador, Trinidad y Tobago y Costa Rica a los EE. UU. Alcanzaron un total de 230,5 × 10 6 galones estadounidenses (873 × 10 3 m 3 ) de etanol de caña de azúcar, que representa el 54,1% de las importaciones. Brasil comenzó a exportar etanol a EE. UU. En 2004 y exportó 188,8 × 10 6 galones estadounidenses (715 × 10 3 m 3 ) que representa el 44,3% de las importaciones de etanol de Estados Unidos en 2007. Las importaciones restantes de ese año provinieron de Canadá y China . [91]
Otras materias primas
El suero de queso , la cebada , los desperdicios de papa , los desperdicios de bebidas y los desperdicios de cervecería y cerveza se han utilizado como materias primas para el combustible de etanol, pero a una escala mucho menor que el etanol de maíz y caña de azúcar, ya que las plantas que usan estas materias primas tienen la capacidad de producir solo de 3 a 3. 5 millones de galones estadounidenses (11 × 10 3 hasta 19 × 10 3 m 3 ) por año. [90]
Comparación con el etanol brasileño
El etanol de caña de azúcar tiene un balance energético 7 veces mayor que el etanol de maíz. [99] En 2007, los costos de producción de la destilería brasileña eran de 22 centavos por litro, en comparación con 30 centavos por litro para el etanol a base de maíz. [100] El etanol derivado del maíz cuesta un 30% más porque el almidón de maíz debe convertirse primero en azúcar antes de la destilación en alcohol . [85] Sin embargo, el etanol derivado del maíz ofrece la capacidad de devolver al mercado 1/3 de la materia prima como reemplazo del maíz utilizado en forma de grano seco de destilería . [28] La producción de etanol de caña de azúcar es estacional: a diferencia del maíz, la caña de azúcar debe transformarse en etanol casi inmediatamente después de la cosecha. [101]
Comparación de características clave entre las industrias del etanol en los Estados Unidos y Brasil | |||
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Característica | Brasil | nosotros | Unidades / comentarios |
Materia prima principal | Caña de azúcar | Maíz | Principal cultivo comercial para la producción de etanol, EE. UU. Tiene menos del 2% de otros cultivos. |
Producción total de combustible de etanol (2011) [1] | Millones de galones líquidos estadounidenses | ||
Total de tierras cultivables [102] | 355 | 270 | Millones de hectáreas. Solo los Estados Unidos contiguos, excluye Alaska. |
Superficie total utilizada para el cultivo de etanol (2006) [28] [102] | 3,6 (1%) | 10 (3,7%) | Millones de hectáreas (% total arable) |
Productividad [28] [99] [102] [103] | 6.800–8.000 | 3.800–4.000 | Rendimiento de etanol (litro / hectárea). Brasil es de 727 a 870 gal / acre (2006), EE. UU. Es de 321 a 424 gal / acre (2003-05) |
Balance energético (productividad de la energía de insumos) [28] [85] [104] | 8,3 hasta 10,2 | 1.3 hasta 1.6 | Relación de la energía obtenida del etanol / energía gastada en su producción |
Reducción estimada de las emisiones de gases de efecto invernadero [21] [25] [28] | 86–90% (1) | 10-30% (1) | % De GEI evitados mediante el uso de etanol en lugar de gasolina, utilizando tierras de cultivo existentes, sin efectos ILUC . |
EPA 's estima la reducción de GEI para 2022 RFS2 . [105] | 61% (2) | 21% | El% promedio de GEI cambia en comparación con la gasolina y considerando los efectos directos e indirectos del cambio de uso de la tierra. |
CARB 's completo del ciclo de vida intensidad de carbono [22] [106] | 73,40 | 105,10 (3) | Los gramos de CO 2 equivalente liberados por MJ de energía producida incluyen cambios indirectos de uso de la tierra . [25] |
Tiempo estimado de recuperación de la inversión por emisión de gases de efecto invernadero [23] | 17 años (4) | 93 años (4) | Cerrado brasileño para caña de azúcar y pastizales estadounidenses para maíz. Escenarios de cambio de uso del suelo de Fargione et al. [24] |
Vehículos de combustible flexible producidos / vendidos (incluidos automóviles, camiones ligeros y motocicletas) [107] [108] [109] | 16,3 millones | 10 millones | Todas las flotas a diciembre de 2011. La flota brasileña incluye 1,5 millones de motocicletas de combustible flexible. [110] [111] [112] El USDOE estima que en 2009 solo 504,297 vehículos de combustible flexible fueron alimentados regularmente con E85 en los Estados Unidos. [51] |
Estaciones de servicio de etanol en el país | 35.017 (100%) | 2.749 (1,6%) | Como% del total de gasolineras del país. Brasil a diciembre de 2007, [113] Estados Unidos a mayo de 2011. [15] (170.000 en total. [46] ) |
Participación del etanol en el mercado de la gasolina [6] [114] [115] [116] | 50% (5) | 10% | Como% del consumo total sobre una base volumétrica. Brasil a abril de 2008. EE. UU. A diciembre de 2010. |
Costo de producción (USD / galón estadounidense) [99] | 0,83 | 1,14 | 2006/2007 para Brasil (22 ¢ / litro), 2004 para EE. UU. (35 ¢ / litro) |
Notas: (1) Suponiendo que no se produzcan cambios en el uso de la tierra. [25] (2) La estimación es para consumo estadounidense y el etanol de caña de azúcar se importa de Brasil. Se incluyen las emisiones del transporte marítimo. Ambas estimaciones incluyen el transporte terrestre dentro de los EE . UU. [105] (3) Estimación de CARB para el etanol de maíz del Medio Oeste. La intensidad de carbono de la gasolina de California es 95,86 mezclada con etanol al 10%. [22] [106] (4) Suponiendo un cambio directo de uso de la tierra. [24] (5) Si se incluyen los vehículos que funcionan con diesel y debido al menor contenido energético del etanol en volumen, el bioetanol representó el 16,9 por ciento del consumo de energía del sector de las carreteras en 2007. [117] |
Impacto ambiental y social
Efectos ambientales
Balance energético e intensidad de carbono
Hasta 2008, varios estudios de ciclo de vida completo ("Well to Wheels" o WTW) habían encontrado que el etanol de maíz reduce las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con la gasolina. En 2007, un equipo dirigido por Farrel de la Universidad de California en Berkeley evaluó seis estudios anteriores y concluyó que el etanol de maíz reduce las emisiones de gases de efecto invernadero en solo un 13 por ciento. [118] [119] [120] Sin embargo, una cifra más comúnmente citada es del 20 al 30 por ciento, y una reducción del 85 al 85 por ciento para el etanol celulósico. [119] [121] Ambas cifras fueron estimadas por Wang del Laboratorio Nacional de Argonne , basándose en una revisión exhaustiva de 22 estudios realizados entre 1979 y 2005, y simulaciones con el modelo GREET de Argonne. Todos estos estudios incluyeron cambios directos en el uso de la tierra. [120] [122]
Las estimaciones de reducción de la intensidad de carbono para un biocombustible determinado dependen de los supuestos sobre varias variables, incluida la productividad de los cultivos, las prácticas agrícolas y la fuente de energía de la destilería y la eficiencia energética. Ninguno de estos estudios consideró los efectos de los cambios indirectos de uso de la tierra y, aunque se reconoció su impacto, su estimación se consideró demasiado compleja y más difícil de modelar que los cambios directos de uso de la tierra. [119] [123]
Efectos del cambio de uso de la tierra
Resumen de Searchinger et al. comparación de las emisiones de GEI de etanol de maíz y gasolina con y sin cambio de uso de la tierra ( tasa de liberación de CO 2 (g / MJ)) [25] [124] | ||||
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(EE. UU.) | Intensidad de carbono | GEI | Intensidad de carbono + ILUC | GEI |
Gasolina | ||||
Etanol de maíz | ||||
Etanol celulósico | ||||
Notas: Calculado utilizando supuestos predeterminados para el escenario 2015 para etanol en E85 . La gasolina es una combinación de gasolina convencional y reformulada . [124] |
Dos estudios de 2008, ambos publicados en el mismo número de Scienceexpress , cuestionaron las evaluaciones anteriores. [24] [25] [125] Un equipo dirigido por Searchinger de la Universidad de Princeton concluyó que una vez que se consideran los efectos directos e indirectos de los cambios en el uso de la tierra (ILUC), tanto el maíz como el etanol celulósico aumentan las emisiones de carbono en comparación con la gasolina en 93 y 50 por ciento respectivamente. [25] El estudio limitó el análisis a un horizonte temporal de 30 años, asumiendo que la conversión de la tierra emitió el 25 por ciento del carbono almacenado en los suelos y todo el carbono en las plantas despejadas para cultivo. Brasil, China e India se consideraron entre los lugares en el extranjero donde se produciría un cambio de uso de la tierra como resultado del desvío de las tierras de cultivo de maíz de EE. UU., Y se asumió que las nuevas tierras de cultivo en cada una de estas regiones corresponden a diferentes tipos de bosques , sabanas o pastizales según la proporción histórica de cada tierra natural convertida al cultivo en estos países durante la década de 1990. [25]
Un equipo dirigido por Fargione de The Nature Conservancy descubrió que la limpieza de tierras naturales para su uso como tierras agrícolas para producir materia prima para biocombustibles crea una deuda de carbono. Por lo tanto, esta deuda de carbono se aplica tanto a cambios directos como indirectos en el uso de la tierra. El estudio examinó seis escenarios de conversión de áreas silvestres, Amazonia brasileña a biodiésel de soja , Cerrado brasileño a biodiésel de soja, Cerrado brasileño a etanol de caña de azúcar, selva tropical de tierras bajas de Indonesia o Malasia a biodiésel de palma , selva tropical de turbera de Indonesia o Malasia a bosque de palma aceitera , y EE. UU. Pastizales centrales al etanol de maíz. [24]
Estándares de combustibles bajos en carbono
El 23 de abril de 2009, la Junta de Recursos del Aire de California aprobó reglas específicas y valores de referencia de intensidad de carbono para el Estándar de combustible bajo en carbono de California (LCFS) que entraría en vigor el 1 de enero de 2011. [126] [127] [128 ] El proceso de consulta generó controversia con respecto a la inclusión y modelización de los efectos indirectos del cambio de uso de la tierra. [129] [130] [131] [132] [133] Después del fallo de la CARB, entre otras críticas, representantes de la industria del etanol se quejaron de que la norma exageraba los efectos ambientales negativos del etanol de maíz y también criticaron la inclusión de efectos indirectos de los cambios en el uso de la tierra como una pena injusta para el etanol de maíz hecho en casa porque la deforestación en el mundo en desarrollo había estado ligada a la producción de etanol en Estados Unidos. [127] [134] [135] [136] [137] [138] [139] El estándar de emisiones para 2011 para LCFS significó que el etanol de maíz del Medio Oeste no cumpliría con el estándar de California a menos que se reduzca la intensidad de carbono actual. [126] [137] [139] [140]
Una controversia similar surgió después de que la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) publicara el 5 de mayo de 2009 su aviso de propuesta de reglamentación para el nuevo Estándar de Combustibles Renovables (RFS). [141] [142] [143] La propuesta de la EPA incluía la huella de carbono de los cambios indirectos en el uso de la tierra. [144] [145] El mismo día, el presidente Barack Obama firmó una Directiva presidencial con el objetivo de promover la investigación y comercialización de biocombustibles. La Directiva solicitó un nuevo Grupo de Trabajo Interagencial de Biocombustibles compuesto por el Departamento de Agricultura, la EPA y el DOE, [146] [147] para desarrollar un plan para aumentar el uso flexible de vehículos de combustible, ayudar en la comercialización minorista y coordinar las políticas de infraestructura.
El grupo también tuvo la tarea de desarrollar ideas de políticas para aumentar la inversión en combustibles de próxima generación y para reducir la huella ambiental de los biocombustibles. [146] [147] [148]
En diciembre de 2009, dos grupos de presión, la Asociación de Combustibles Renovables (RFA) y Growth Energy, presentaron una demanda que impugna la constitucionalidad de LCFS. Las dos organizaciones argumentaron que LCFS viola tanto la Cláusula de Supremacía como la Cláusula de Comercio de la Constitución de los Estados Unidos y " pone en peligro el mercado nacional de etanol ". [149] [150] En un comunicado de prensa, las asociaciones anunciaron que " si Estados Unidos va a tener un estándar de combustible bajo en carbono, debe basarse en una ciencia sólida y debe ser coherente con la Constitución de los Estados Unidos ..." [ 151]
El 3 de febrero de 2010, la EPA finalizó el Programa Estándar de Combustibles Renovables (RFS2) para 2010 y en adelante. [152] La EPA incorporó emisiones directas y emisiones indirectas significativas, como las emisiones de cambios en el uso de la tierra, junto con comentarios y datos de nuevos estudios. [153] Adoptando un horizonte temporal de 30 años y una tasa de descuento del 0% [105] La EPA declaró que se consideraría que el etanol producido a partir de almidón de maíz en una instalación nueva (o ampliada a partir de una ya existente) que funciona con gas natural utilizando tecnologías aprobadas cumplir con el umbral de reducción de emisiones de GEI del 20%. [153] Dadas las condiciones de producción promedio que esperaba para 2022, la EPA estimó que el etanol de maíz reduciría los GEI en un promedio del 21% en comparación con la base de referencia de la gasolina de 2005. Un intervalo de confianza del 95% abarca un rango de 7-32% que refleja la incertidumbre en los supuestos de cambio de uso de la tierra. [105]
La siguiente tabla resume las emisiones medias de GEI para el etanol utilizando diferentes materias primas estimadas por el modelado de la EPA y el rango de variaciones considerando que la principal fuente de incertidumbre en el análisis del ciclo de vida son las emisiones de GEI relacionadas con el cambio de uso de la tierra internacional. [154]
Ciclo de vida de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Año 2022 Resultados de reducción de emisiones de GEI para la regla final RFS2 [154] (incluye efectos directos e indirectos de cambio de uso de la tierra y un período de recuperación de 30 años a una tasa de descuento del 0% ) | |||
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Vía de combustible renovable (para consumo de EE. UU.) | Reducción media de emisiones de GEI (1) | Reducción de las emisiones de GEI Intervalo de confianza del 95% (2) | Supuestos / comentarios |
Etanol de maíz | Planta de molino seco a gas natural nueva o ampliada , 37% de DGS húmedo y 63% seco que produce, y que emplea tecnología de fraccionamiento de aceite de maíz. | ||
Biobutanol de maíz | Planta de molino seco a gas natural, 37% de DGS húmedo y 63% seco que produce, y que emplea tecnología de fraccionamiento de aceite de maíz. | ||
Etanol celulósico de pasto varilla | Etanol producido mediante el proceso bioquímico. | ||
Etanol celulósico de rastrojo de maíz | Etanol producido mediante el proceso bioquímico. El etanol producido a partir de residuos agrícolas no tiene emisiones indirectas de uso de la tierra. | ||
Notas: (1) Porcentaje de reducción en las emisiones de GEI del ciclo de vida en comparación con el promedio de GEI del ciclo de vida de la gasolina o el diésel vendido o distribuido como combustible de transporte en 2005. (2) El rango de confianza tiene en cuenta la incertidumbre en los tipos de supuestos de cambio de uso de la tierra y la magnitud de emisiones de GEI resultantes. |
Huella de agua
Las preocupaciones relacionadas con el agua se relacionan con el suministro y la calidad del agua, e incluyen la disponibilidad y el posible uso excesivo, la contaminación y la posible contaminación por fertilizantes y pesticidas . Varios estudios concluyeron que el aumento de la producción de etanol probablemente resulte en un aumento sustancial de la contaminación del agua por fertilizantes y pesticidas, con el potencial de exacerbar la eutrofización y la hipoxia , particularmente en la Bahía de Chesapeake y el Golfo de México . [155] [156] [157] [158]
Las materias primas en crecimiento consumen la mayor parte del agua asociada con la producción de etanol. El maíz consume de 500 a 2000 litros (110 a 440 imp gal; 130 a 530 gal EE.UU.) de agua por litro de etanol, principalmente para la evapotranspiración . [155] En términos generales, tanto el maíz como el pasto varilla requieren menos riego que otros cultivos combustibles. El maíz se cultiva principalmente en regiones con precipitaciones adecuadas. Sin embargo, el maíz generalmente necesita ser regado en los climas más secos de Nebraska y el este de Colorado . Además, la producción de maíz para etanol se lleva a cabo cada vez más en áreas que requieren riego. [155] Un estudio de 2008 del Consejo Nacional de Investigación concluyó que " a largo plazo, la probable expansión de la producción de biocombustibles celulósicos tiene el potencial de aumentar aún más la demanda de recursos hídricos en muchas partes de los Estados Unidos. La expansión de los biocombustibles más allá de los sistemas de regadío actuales la agricultura, especialmente en las zonas secas del oeste, tiene el potencial de aumentar considerablemente la presión sobre los recursos hídricos en algunas zonas " . [156]
Un estudio de 2009 estimó que el etanol de maíz de regadío implicaba un consumo de agua entre 50 US gal / mi (120 L / km) y 100 US gal / mi (240 L / km) para los vehículos estadounidenses. Esta cifra aumentó a 210 L / km (90 gal EE.UU. / mi) para el etanol de sorgo de Nebraska y a 270 L / km (115 gal EE.UU./mi) para el sorgo de Texas. Por el contrario, un automóvil estadounidense promedio consume efectivamente entre 0,2 gal EE.UU. / mi (0,47 L / km) y 0,5 US gal / mi (1,2 L / km) funcionando con gasolina, incluida la extracción y el refinado. [157]
En 2010, RFA argumentó que tecnologías de agua más eficientes y agua pretratada podrían reducir el consumo. [90] Afirmó además que las " fuentes de petróleo no convencionales , como las arenas bituminosas y el esquisto bituminoso , requieren mucha más agua que la extracción y refinación de petróleo convencionales " . [90]
Las prácticas agrícolas estándar de EE. UU. Para la mayoría de los cultivos emplean fertilizantes que proporcionan nitrógeno y fósforo junto con herbicidas , fungicidas , insecticidas y otros pesticidas. [ cita requerida ]
Alguna parte de estos químicos sale del campo. El nitrógeno en formas como el nitrato (NO3) es muy soluble y, junto con algunos pesticidas, se infiltra hacia el nivel freático , donde puede migrar a pozos de agua, ríos y arroyos. Un estudio del Consejo Nacional de Investigación de 2008 descubrió que, a nivel regional, las concentraciones de arroyos más altas ocurren donde las tasas de aplicación eran más altas, y que estas tasas eran más altas en el cinturón de maíz . Estos flujos provienen principalmente del maíz, que a partir de 2010 era la principal fuente de carga total de nitrógeno al río Mississippi . [156]
Varios estudios encontraron que la producción de etanol de maíz contribuyó al empeoramiento de la zona muerta del Golfo de México . El nitrógeno se filtró al río Mississippi y al golfo, donde alimentó la proliferación de algas gigantes . A medida que las algas murieron, se asentaron en el fondo del océano y se descompusieron, consumiendo oxígeno y asfixiando la vida marina, causando hipoxia . Este agotamiento de oxígeno mató camarones , cangrejos , gusanos y cualquier otra cosa que no pudiera escapar, y afectó importantes zonas de pesca de camarón . [155] [156] [158]
Implicaciones sociales
Efecto sobre los precios de los alimentos
Algunos ambientalistas , como George Monbiot , expresaron temores de que el mercado convierta los cultivos en combustible para los ricos, mientras que los pobres pasan hambre y los biocombustibles causan problemas ambientales. [125] [159] [160] [161] [162] El debate entre alimentos y combustibles creció en 2008 como resultado de las preocupaciones de la comunidad internacional con respecto al fuerte aumento de los precios de los alimentos . En abril de 2008, Jean Ziegler , entonces Relator Especial de las Naciones Unidas sobre el derecho a la alimentación, reiteró su afirmación de que los biocombustibles eran un " crimen de lesa humanidad ", [163] [164] haciéndose eco de su llamado de octubre de 2007 a una prohibición de cinco años para la conversión de tierras para la producción de biocombustibles. [165] [166] También en abril de 2008, el presidente del Banco Mundial , Robert Zoellick, declaró que "si bien muchos se preocupan por llenar sus tanques de gasolina, muchos otros en todo el mundo están luchando por llenar sus estómagos. Y cada día es más difícil. " [167] [168] [169]
Un informe del Banco Mundial de julio de 2008 [170] concluyó que entre junio de 2002 y junio de 2008 "los biocombustibles y las consecuencias conexas de las escasas existencias de cereales, los grandes cambios en el uso de la tierra, la actividad especulativa y las prohibiciones de exportación" representaron entre el 70% y el 75% de los aumentos totales de precios. El estudio encontró que el aumento de los precios del petróleo y la debilidad del dólar explican entre el 25% y el 30% del aumento total del precio. El estudio dijo que "... los grandes aumentos en la producción de biocombustibles en los Estados Unidos y Europa son la razón principal detrás del fuerte aumento de los precios mundiales de los alimentos". [171] [172] El informe argumentó que el aumento de la producción de biocombustibles en estas regiones desarrolladas estaba respaldado por subsidios y aranceles, y afirmó que sin tales políticas, los aumentos de los precios de los alimentos en todo el mundo habrían sido menores. También concluyó que el etanol de caña de azúcar de Brasil no había elevado los precios del azúcar de manera significativa y recomendó que tanto EE.UU. como la UE eliminen los aranceles, incluso en muchos países africanos. [170]
Una refutación de la RFA decía que el análisis del Banco Mundial era muy subjetivo y que el autor consideró sólo " el impacto de los precios mundiales de los alimentos por la debilidad del dólar y el efecto directo e indirecto de los altos precios del petróleo y atribuye [d] todo lo demás a los biocombustibles ". [173]
Un estudio del Banco Mundial de 2010 concluyó que su estudio anterior puede haber sobrestimado el impacto, ya que " el efecto de los biocombustibles en los precios de los alimentos no ha sido tan grande como se pensaba originalmente, pero que el uso de productos básicos por parte de los inversores financieros (la llamada" financiarización de productos básicos ”) puede haber sido en parte responsable del pico de 2007/08 ". [174]
Una evaluación económica de la OCDE de julio de 2008 [175] coincidió en los efectos negativos de las subvenciones y las restricciones comerciales, pero constató que el impacto de los biocombustibles en los precios de los alimentos era mucho menor. El estudio de la OCDE encontró que las políticas existentes de apoyo a los biocombustibles reducirían las emisiones de gases de efecto invernadero en no más del 0,8 por ciento para 2015. Pidió mercados más abiertos en biocombustibles y materias primas para mejorar la eficiencia y reducir los costos. El estudio de la OCDE concluyó que "... se estima que las medidas actuales de apoyo a los biocombustibles por sí solas aumentarán los precios medios del trigo en aproximadamente un 5 por ciento, el maíz en aproximadamente un 7 por ciento y el aceite vegetal en aproximadamente un 19 por ciento durante los próximos 10 años " . [176]
La crisis financiera de 2008 ilustró el impacto limitado del etanol de maíz en los precios del maíz, que cayeron un 50% desde su máximo de julio de 2008 en octubre de 2008, junto con otros productos básicos , incluido el petróleo , mientras que la producción de etanol de maíz continuó sin cesar. " Los analistas, incluidos algunos en el sector del etanol, dicen que la demanda de etanol agrega alrededor de 75 centavos a $ 1.00 por bushel al precio del maíz, como regla general. Otros analistas dicen que agrega alrededor del 20 por ciento, o poco menos de 80 centavos por bushel en precios actuales. Esas estimaciones insinúan que $ 4 por bushel de maíz podría tener un precio de solo $ 3 sin demanda de combustible de etanol ". [177]
Ver también
- Ley Agrícola de los Estados Unidos de 2007
- Combustible de butanol
- Mezclas comunes de combustible de etanol
- E85 en los Estados Unidos
- Combustible de etanol por país
- Combustible de etanol en Australia
- Combustible de etanol en Brasil
- Combustible de etanol en Hawái
- Combustible de etanol en Filipinas
- Combustible de etanol en Suecia
- Impactos indirectos de los biocombustibles en el cambio de uso de la tierra
- Problemas relacionados con los biocombustibles
- Lista de temas de energía renovable por país
- Estándar de combustible bajo en carbono
- Energía renovable en Estados Unidos
- Estándar de combustible renovable
Otras lecturas
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enlaces externos
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Otras fuentes
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- Sitio web de la Asociación de combustibles renovables
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