Equilibri energètic de l'etanol combustible

Balanç d'energia

País	Tipo	Equilibri d'energia
[[Image:Flag_of_Estados Unidos .png|20px]]	Etanol de dacsa	1.3
Brasil	Etanol de sucre de canya	8
Alemania	Biodiésel	2.5
[[Image:Flag_of_Estados Unidos .png|20px]]	Etanol de celulosa	†2–36

† Segons método de producció

Per a crear etanol, tota la biomassa deu passar per alguns d'estos passos: deu cultivar-se, recolectar-se, secar-se, fermentars'i cremar-se. Tots estos passos requerixen recurss i una infraestructura. La relació entre l'energia lliberada en cremar el combustible d'etanol resultant i l'energia utilisada en el procés, es coneix com el balanç energètic del combustible d'etanol (a voltes denominat «guany d'energia neta») i s'estudia com a part del camp més ampli de l'Economia energètica. Les sifres compiladas en un artícul de National Geographic Magazine de 2007 apunten a resultats modests per a l'etanol de dacsa produït en els EE. UU .: 1 unitat d'entrada d'energia equival a 1.3 unitats d'energia d'energia d'etanol de dacsa. El balanç d'energia per a l'etanol de canya de sucre produït en Brasil és molt més favorable, d'1 a 8. A lo llarc dels anys, no obstant, s'han produït molts informes en estimacions de balanç d'energia contradictòries. Un estudi de 2006 de l'Universitat de Califòrnia en Berkeley, després d'analisar sis estudis separats, va concloure que la producció d'etanol a partir de la dacsa usa una miqueta menys de petròleu que la producció de gasolina.

Informes de balanç energètic

En 1995, l'USDA va publicar un informe que afirmava que el balanç energètic net de l'etanol de dacsa en els Estats Units era un promig d'1.24. Anteriorment es considerava que tenia un balanç net d'energia negatiu. No obstant, pels auments en el rendiment dels cultius de dacsa i les pràctiques agrícoles més eficients, l'etanol de dacsa havia guanyat eficiència energètica

Ken Cassman, professor d'agronomia en la Universitat de Nebraska-Lincoln, va dir en 2008 que l'etanol té un balanç net d'energia directa positiu substancial: d'1,5 a 1,6 unitats més d'energia es deriven de l'etanol que les que s'utilisen per a produir-ho. En comparació a 2008 i 2003, Alan Tiemann, de Seward, membre de la Junta de Dacsa de Nebraska, va dir que les plantes d'etanol produïxen un 15 per cent més d'etanol a partir d'una fanega de dacsa i utilisen aproximadament un 20 per cent menys d'energia en el procés. Al mateix temps, els productors de dacsa són més eficients, produïxen més dacsa per acre i usen menys energia per a fer-ho..

Els opositors a la producció d'etanol de dacsa en els EE. UU. A sovint citen el document de 2005 de David Pimentel, un entomólogo retirat, i Tadeusz Patzek, un ingenier geólogo de l'Universitat de Califòrnia en Berkeley. Abdós han segut excepcionalment crítics en l'etanol i uns atres biocombustibles. Els seus estudis sostenen que l'etanol i els biocombustibles en general són «energèticament negatius», lo que significa que requerixen més energia per a produir que la que conté el producte final.

Un artícul de 2006 en Science oferix l'opinió de consens de que les tecnologies d'etanol de dacsa tenien emissions de gasos d'efecte hivernàcul similars a les de la gasolina, pero eren molt manco intensives en petròleu que la gasolina. Els combustibles fòssils també requerixen importants aportes d'energia que rara volta s'han tingut en conte en el passat.

L'etanol no és l'únic producte creat durant la producció. Els subproductes també tenen contingut energètic. La dacsa és típicament 66% d'almidó i el 33% restant no es fermenta. Este component no fermentat es diu gra de destilería, que té un alt contingut de greixos i proteïnes, i és un bon complement alimentici per a animals.

En 2000, el Dr. Michael Wang, del Laboratori Nacional de Argonne, va escriure que estos subproductes d'etanol són el problema més polèmic en l'evaluació del balanç energètic de l'etanol. Va escriure que Pimentel assumix que l'etanol de dacsa reemplaça per complet a la gasolina, per lo que la cantitat de subproductes és massa gran per a que el mercat l'absorbixca, i es convertixen en residus. A menors cantitats de producció, Wang considera apropiat acreditar l'etanol de dacsa en funció del requeriment d'energia d'entrada del producte alimentici o del ben que el subproducte d'etanol desplaça. En 2004, un informe de el USDA va trobar que la contabilitat de coproductos va fer la diferència entre els índexs d'energia d'1.06 i 1.67. En 2006, l'investigadora de el MIT Tiffany Groode va aplegar a conclusions similars sobre el tema del coproducto.

En Brasil, a on s'utilisa la canya de sucre, el rendiment és major i la conversió a etanol és més eficient en energia que la dacsa. Els desenrolls recents en la producció d'etanol celulósico poden millorar els rendiments encara més.

En 2006, un estudi de l'Universitat de Minnesota va trobar que l'etanol de gra de dacsa produïa 1,25 unitats d'energia per unitat.

Un estudi realisat en 2008 per l'Universitat de Nebraska va trobar un equilibri energètic de 5.4 per a l'etanol derivat específicament de la pastura d'herba. Esta estimació és millor que en estudis anteriors i, segons els autors, en part pel major tamany de l'ensaig de camp (3-9 ha) en 10 finques.

Variables

Segons DoE, per a evaluar l'energia neta d'etanol quatre variables tenen que ser considerades:

1. la cantitat d'energia continguda en el producte final d'etanol.

1. la cantitat d'energia consumida directament per a produir l'etanol (com el dièsel utilisat en els tractors)
2. la calitat de l'etanol resultant en comparació a la calitat de la gasolina refinada.
3. l'energia consumida indirectament (per a fer la planta de processament d'etanol, etc.).

Gran part de la discussió acadèmica actual sobre l'etanol actualment gira entorn als problemes de les fronteres del sistema. Açò es referix a cóm es dibuixa una image per a les entrades d'energia. Existix un debat sobre si incloure elements com l'energia requerida per a alimentar a les persones que cuiden i processen la dacsa, per a erigir i reparar cerques agrícoles, inclús la cantitat d'energia que representa un tractor.

Ademés, no hi ha consens sobre quin tipo de valor otorgar al restant de la dacsa (com el talle), comunament conegut com el 'coproducto'. Alguns estudis ho deixen en el camp per a protegir el sol de l'erosió i agregar matèria orgànica, mentres que uns atres prenen i cremen el coproducto per a alimentar la planta d'etanol, pero no aborden l'erosió del sol resultant (lo que requeriria energia en forma de fertilisant per a reemplaçar). Segons l'estudi d'etanol que lligga, les tornades d'energia nets varien de .7-1.5 unitats d'etanol per unitat d'energia de combustible fòssil consumida. A modo de comparació, eixa mateixa unitat de combustible fòssil invertida en l'extracció de petròleu i gas (en els 48 estats més baixos) produirà 15 unitats de gasolina, un rendiment d'un orde de magnitut millor que les tecnologies actuals de producció d'etanol, ignorant els arguments de calitat d'energia anteriors i el fet de que el guany (14 unitats) està disminuint i no és neutral en carbono.

En este sentit, la geografia és el factor decisiu. En regions tropicals en abundants recursos hídrics i terrestres, com Brasil i Colòmbia, ya no es qüestiona la viabilitat de la producció d'etanol a partir de la canya de sucre; de fet, la crema de residus de canya de sucre (bagazo) genera molta més energia de la necessària per a operar les plantes d'etanol, i moltes d'elles ara estan venent energia elèctrica als servicis públics. No obstant, encara que pot haver una tornada neta positiva d'energia en este moment, una investigació recent sugerix que les plantacions de canya de sucre no són sostenibles a llarc determini, ya que estan agotant el sol de nutrients i matèria de carbono. Per un atre costat, la productivitat de la canya de sucre per àrea terrestre en Brasil ha creixcut constantment durant décades; s'ha demostrat que la canya de sucre és menys agotadora per al sol que el ganado i els cultius anuals; i hi ha moltes regions en el país a on la canya de sucre s'ha cultivat durant sigles. Eixos fets sugerixen que els processos relacionats en l'agotament del sol són molt llents i, per lo tant, l'etanol de la canya de sucre pot ser molt més sostenible a llarc determini que les alternatives comunes de combustibles fòssils. Ademés, ya que l'excedent d'energia és alt en el cas de l'etanol de la canya de sucre, és possible que partix d'eixa energia es puga usar per a sintetisar fertilisants i repondre l'agotament del sol per un llarc temps, per lo tant, el procés és indefinidament sostenible.

El panorama és diferent per a atres regions, com la majoria dels Estats Units, a on el clima és massa fredor per a la canya de sucre. En els EE. UU., L'etanol agrícola s'obté generalment del gra, principalment la dacsa. Pero també es pot obtindre a partir de celulosa, un bioetanol més equilibrat en energia.