O etanol celulósico ea luta para obter combustíveis verdes para o mercado
Como uma alternativa de combustível feito de grama e outras fontes vegetais não alimentares, o etanol celulósico é uma grande promessa - se apenas que poderia ser produzido de forma confiável.
Durante anos, o etanol celulósico tem sido apontado como uma tecnologia recém-around-the-canto que iria fornecer mais limpo, mais verde combustível para transporte e uma alternativa às formas ambientalmente duvidosas de etanol à base de milho.
Mas a complexidade do desenho de combustível a partir da celulose encontrada em resíduos agrícolas, gramíneas e outras fontes não alimentares tem-se revelado difícil, cutucando o advento da indústria de combustível celulósico cada vez mais no futuro - até agora.
Esta queda, três novos, em escala comercial usinas de etanol celulósico estão vindo em linha nos Estados Unidos. Eles se juntam a outras duas instalações de biocombustíveis avançados, na Itália e no Brasil que tenham operações iniciadas dentro dos últimos 12 meses, e outros estão na calha - sugerindo a muitos observadores da indústria que a chegada há muito prevista de combustíveis à base de celulose, finalmente, pode estar aqui.
Especialistas em energia não têm tanta certeza.
Para começar, apesar de mandatos do governo dos EUA que exigem que alguns etanol ser misturado na alimentação de combustível do país, o mercado continua limitada pela concepção da maioria dos motores de carros modernos, que são geralmente incapazes de tolerar mais do que pequenas percentagens da queima de combustível mais limpo que celulósico etanol proporciona.
Para complicar as coisas, os funcionários federais estão considerando uma redução destes mandatos de mistura muito - um movimento que os apoiantes de combustível celulósico dizer que obste a indústria antes que ele nunca sai do chão. Entretanto, estudos recentes têm sugerido que o etanol feito a partir de resíduos de culturas, que têm a vantagem nominal de não competir com os mercados de alimentos, como os combustíveis à base de milho, pode ter suas desvantagens ambientais da sua própria.
Se o etanol celulósico vai superar esses desafios, ou ser incluído por biocombustíveis ainda mais avançados, continua a ser visto. No entanto, apoiadores da indústria estão confiantes de que o etanol celulósico vai encontrar o seu nicho - até mesmo como eles caçam para outras maneiras de suplantar petróleo com os seus produtos, utilizando-os em tudo, desde a fabricação de plásticos e lubrificantes industriais para detergentes de uso doméstico.
"O etanol celulósico nos levará mais perto de independência energética", disse Christopher Standlee, vice-presidente executivo de assuntos globais para Abengoa, uma das empresas por trás das novas instalações de etanol celulósico. "Nós não terá que pagar US $ 1 bilhão por dia para importar combustíveis de transporte estrangeiros."
Aumentando a oferta
A primeira US planta em escala comercial para entrar em linha, em setembro, foi a planta "Projeto Liberdade" 275,000,000 dólares em Emmetsburg, Iowa. O projecto conjunto da base-quedas Sioux Poeta, que possui 27 usinas de etanol de milho, e Royal DSM, uma empresa de biotecnologia com sede na Holanda, planeja, eventualmente, para produzir 20 milhões de galões de etanol à base de celulose por ano, utilizando 770 toneladas de espigas de milho, cascas e talos de todos os dias.
Abengoa, o espanhol gigante de energia renovável, abriu sua 500.000.000 $ facilidade 17 de outubro em Hugoton, Kan. Ela pretende produzir 25 milhões de litros por ano, usando 1.000 toneladas diárias de palha de milho e palha de trigo, juntamente com matérias-primas específicas, tais como switchgrass e pradaria gramíneas.
E gigante química DuPont de fábrica de US $ 200 milhões em Nevada, Iowa, está programada para entrar em linha no final do ano, com produção de destino de 30 milhões de litros por ano.
Combinadas, essas três usinas estão programados para produzir cerca de 80 milhões de litros de etanol celulósico por ano - um pequeno aumento substancial desses combustíveis, mas ainda muito menos do que 1 por cento dos 135 bilhões de litros de gasolina utilizados em os EUA no ano passado. E isso é apenas uma fração dos 1,75 bilhões de litros de etanol celulósico que as diretrizes federais atualmente chamam para a mistura com fornecimento de combustível do país.
A produção de etanol a partir de caules e talos provou muito mais difícil do que produzi-lo a partir do milho e de outras culturas.
Após a crise do petróleo da década de 1970, o etanol apareceu para oferecer, uma alternativa natural atraente para as importações politicamente carregadas de petróleo. O Brasil lançou uma indústria florescente produção de etanol a partir de cana-de-açúcar, enquanto nos Estados Unidos, as culturas, como o milho - rico em açúcares simples necessários para produzir o combustível - eram abundantes e na necessidade de novos mercados.
Os EUA começaram a subsidiar a produção de etanol a sério, e os primeiros estudos também sugeriram um benefício ambiental chave: Burning etanol emite menos gases de efeito estufa do que a gasolina queima, especialmente quando factoring em todo o dióxido de carbono que as plantas absorveriam enquanto crescia.
Os EUA rapidamente se tornou o líder mundial na produção de etanol, seguido pelo Brasil. Mas os cientistas logo começou a tomar uma difícil olhar para esse combustível "verde". Uma série de estudos sugere que, quando todo o ciclo de produção foi considerado, o perfil de emissões de etanol derivados de culturas alimentares, tais como o milho foi apenas marginalmente melhor - e, por vezes, ainda pior - do que a do combustível à base de petróleo. E como acres agrícolas foram convertidos para crescer estas culturas de combustível, os cientistas começaram a se preocupar com as emissões adicionais associadas com as mudanças de uso da terra, o aumento da poluição do escoamento de fertilizantes e consumo adicional de água limitada para irrigação e processamento.
Um aumento nos preços do milho em 2008 também gerou preocupação - com ou sem razão - que a produção de etanol foi elevando os preços globais de alimentos.
O etanol celulósico, feito a partir das partes não-alimentares de plantas, como espigas de milho, caules e folhas - ou mesmo resíduos orgânicos, como a compostagem municipal - era suposto ser a resposta a estes problemas inumeráveis. Não houve concorrência com a oferta de alimentos, e um estudo do Departamento de Energia dos Estados Unidos descobriram que o etanol à base de celulose reduziria as emissões de gases de efeito estufa em até 86 por cento sobre a gasolina.
Em 2007, o governo federal aumentou as exigências actuais de mistura de etanol na alimentação de combustível líquido do país, adicionando metas especificamente para o etanol celulósico - na casa dos bilhões de litros. Mas que se mostrou muito otimista. Moléculas de celulose são firmemente atados com materiais de lignina e outras que dão à planta a sua rigidez e resistência, o que requer um processo complexo antes de desembaraçar os açúcares podem ser convertidos em combustível.
Durante a última década, as empresas têm desenvolvido novas formas de superar esses obstáculos, mas a um custo proibitivo. Enquanto isso, os requisitos de combustível de mistura do governo ter sido uma espécie de piada para os críticos, uma vez que as refinarias e liquidificadores combustível tecnicamente foram obrigados a incluir bilhões de galões de etanol celulósico no fornecimento de combustível do país, apesar de, para todos os efeitos práticos, nenhuma etanol celulósico estava sendo produzido em qualquer lugar do país.
A política de biocombustíveis
Os defensores estão esperando que as três plantas vindo em linha nos Estados Unidos - dois construído com o auxílio de garantias de empréstimos federais - finalmente vai começar a mudar a matemática que tem ajudado a manter o etanol celulósico de volta.
Mas isso ainda depende em grande parte sobre a adesão às iniciativas do governo destinadas a reduzir a dependência de combustíveis fósseis.
Wallace Tyner, um economista de energia na Universidade de Purdue, em West Lafayette, Ind., Disse que o sucesso das novas plantas vai depender de uma combinação de fatores tênue.
"Isso vai exigir que a enzima custos diminuem, eficiências de ir para cima e os custos de matéria-prima descer", disse ele, acrescentando que os três usinas estão desfrutando de matéria-prima pela metade do preço para os seus dois primeiros anos, graças a um subsídio do governo.
Todas as novas unidades de produção, disse Tyner, dependem fortemente das metas de mistura de combustível federais para mantê-los vivos.
Diante disso, os fabricantes de biocombustíveis estavam alarmados por uma nova regra proposta pela Agência de Proteção Ambiental no ano passado, que iria reduzir drasticamente tanto o alvo combustível renovável total e os biocombustíveis avançados de mistura alvo. Para o etanol celulósico, isto significaria uma redução de 99 por cento, abaixo dos 1,75 bilhões de litros para apenas 17 milhões de litros por ano.
A indústria de biocombustíveis tem sido vocal em sua oposição à proposta e aguarda ansiosamente a regulamentação definitiva do EPA para 2014 - embora não se espera que o Escritório de Administração e Orçamento para liberá-lo até depois das eleições de meio de mandato. A incerteza, disse Rob Walther, diretor de assuntos federais para Poet, refrigerou o clima de investimento ao longo do último ano.
"Tivemos centenas de milhões de dólares se afastar de nós por causa da regra proposta", disse ele.
No entanto, mesmo se o EPA foram para entregar objectivos mais ambiciosos para 2014, fabricantes de etanol de todos os tipos ainda enfrentam um duro caminho.
Os produtores, por exemplo, estão pressionando por estados para aprovar uma mistura de etanol de 15 por cento no fornecimento de gasolina - e até agora cerca de uma dúzia de estados têm. Carros projetados para funcionar com misturas de etanol tão alto quanto 85 por cento, também estão ganhando força no mercado. Mas postos de gasolina deve instalar bombas especiais para dispensar E15 ou misturas de etanol mais elevados, e com muitas das dezenas da nação de milhares de postos de gasolina controlados por grandes companhias de petróleo, tais retrofits não são uma venda fácil.
"Isso exige um investimento considerável por parte das estações de serviço", disse Craig Cox, vice-presidente sênior para a agricultura e os recursos naturais para a organização sem fins lucrativos Environmental Working Group, "e que o sector tem sido relutante até agora."
Enquanto isso, os engenheiros também estão ocupados em desenvolvimento mais recente, chamado "drop-in" biocombustíveis que diretamente pode substituto para a gasolina, e que requerem motores nem especialmente concebidos nem alterações de infra-estruturas complicadas - e investimentos aqui estão em ascensão.
"Exxon apenas deu Estado Iowa [Universidade] $ 1 milhão para desenvolver [drop-in combustíveis] ainda mais", disse Tyner, que acrescentou que os militares dos EUA também tem mostrado interesse em tecnologia de combustível drop-in.
A colaboração entre a Marinha e os Departamentos de Agricultura e Energia, Fazenda para Fleet, está planejando três fábricas que produziriam drop-in combustível de jato.
O etanol celulósico também teve um sucesso com o lançamento de um estudo financiado pelo governo publicada no jornal peer-reviewed Nature Climate Change em abril. Esse estudo sugere que os biocombustíveis produzidos a partir de resíduos de culturas de milho, na verdade, pode gerar mais emissões de planeta do aquecimento do que a gasolina - pelo menos no curto prazo. O problema surge, os modelos dos pesquisadores sugeriu, quando esses resíduos de colheitas são removidos milhões de hectares de terra, em vez da esquerda para nutrir o solo com carbono.
Apoiadores etanol celulósico rapidamente condenou esse estudo como falho, mas dado o difícil mercado nos Estados Unidos, as três empresas por trás dos novos fábricas nos EUA celulósicos estão ocupados olhando para outros mercados para seus produtos.
Todos têm planos para licenciar seus processos e tecnologias, e DuPont anunciou recentemente que vai fornecer etanol celulósico a Tide para uso em seus detergentes. Nancy Clark, gerente de relações externas para a DuPont, disse que a empresa também está criando enzimas para outros produtos de consumo, tais como tapete e vestuário. Os mercados para o etanol celulósico fora os EUA - na América do Sul, Ásia e Europa - também pode ajudar a bóia indústria nascente.
Mas para Cox do Grupo de Trabalho de Meio Ambiente, as complicações econômicas e políticas levantam questões importantes, tanto para a indústria e os decisores políticos.
"Eu acho que levanta a questão maior:? Será que estamos no caminho certo biocombustível", disse Cox. "Se pudéssemos limpar a lousa, e sentar-se e dizer, 'OK, nós queremos um biocombustível que poderia fazer uma contribuição substancial para a redução dos combustíveis fósseis, e que, na verdade, reduzir gases de efeito estufa provenientes do transporte líquido, e foi bom para o ambiente, bom para o ar, bom para o solo, bom para a água - que seria de nós ter escolhido o etanol de milho? Acho que a resposta é claramente não. "
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