Etanol y biodisel - Prensa Digital

Pocos beneficios, muchos problemas

Por Linnea Lueken, Heartland Institute. Julio 22, 2022 Original en inglés: https://heartland.org/wp-content/uploads/documents/Biofuels.pdf

Traducido al español por Jorge Chapas, miembro junior del Heartland Institute

«Si se tiene en cuenta la disminución del ahorro de combustible vehicular debido al uso de biocombustibles y sus diversos impactos ambientales negativos, parece que la dependencia de los biocombustibles podría ofrecer menos beneficios de los que afirman sus defensores. Si se consideran sus efectos en el ahorro de combustible, la calidad del aire y los precios de los alimentos, es probable que los biocombustibles generen daños netos en general.»

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El etanol es un alcohol simple que puede utilizarse como combustible. Debido a recientes mandatos federales, se mezcla cada vez más con la gasolina. En el contexto de este documento, se trata de un biocombustible manufacturado, generalmente elaborado a partir de maíz, caña de azúcar u otros productos agrícolas.(1)

En Estados Unidos, casi todo el etanol para combustible se elabora a partir de maíz.(2) El biodiésel se elabora a partir de aceite vegetal, aceite de palma o productos similares, incluyendo restos de grasa de cocina. En Estados Unidos, la mayor parte del biodiésel se elabora a partir de aceite de soja.(3)

Biocombustibles Vs. Gasolina

El etanol tiene una densidad energética menor que la gasolina, de unos 20 megajulios por litro, en comparación con los 33 (4) de la gasolina. El etanol tiene un octanaje promedio más alto, lo que significa que su combustión es más lenta, lo que aumenta ligeramente la eficiencia energética. Sin embargo, el mayor octanaje del etanol no compensa su menor densidad energética. En esencia, cuando se añade etanol al combustible, el ahorro de combustible en los vehículos disminuye. De hecho, se necesita 1,5 veces más combustible para recorrer la misma distancia con etanol que con un vehículo alimentado únicamente con gasolina.

El etanol también atrae agua, que puede separarse y causar problemas mecánicos. El combustible mezclado con etanol corroe los componentes de goma de los vehículos y tanques de almacenamiento de combustible antiguos, y puede dañar gravemente los motores pequeños, como los utilizados en cortadoras de césped y embarcaciones. De hecho, la Guardia Costera de EE. UU. advierte a los navegantes que no utilicen gasolina con etanol en sus embarcaciones.

El etanol no debe transportarse por tuberías porque atrae demasiada agua, que suele estar presente en el interior de las tuberías (5). Dado que el etanol también es más corrosivo, es probable que acorte la vida útil de cualquier tubería utilizada para transportarlo. Por ello, el etanol suele transportarse por camión, tren y barcaza.

El biodiésel también tiene una densidad energética menor que su equivalente derivado del petróleo, en aproximadamente un nueve por ciento. Presenta el mismo problema que el etanol: es corrosivo para las piezas de goma de algunos vehículos.

Además, al igual que el etanol, el biodiésel tiene un índice de cetano mejor que el diésel convencional. El índice de cetano para vehículos diésel mide la eficacia de la combustión del combustible en el encendido por compresión de un motor diésel.

Una desventaja importante del biodiésel en comparación con el diésel convencional es la temperatura a la que se gelifica, o comienza a formar pequeños cristales de hielo. El diésel convencional comienza a gelificarse entre 15 °C y -11 °C. El biodiésel se gelifica con mayor facilidad, a temperaturas de hasta 15 °C en casos extremos, y el mejor biodiésel para climas fríos (elaborado con aceite de canola) se gelifica a -10 °C. Esto dificulta el uso de biodiésel en maquinaria pesada y camiones diésel en regiones con inviernos y veranos fríos. Este efecto se puede mitigar con aditivos especiales a base de petróleo y mezclas de biodiésel para invierno.

Emisiones

Considerando las emisiones en la fuente de combustión, las emisiones de dióxido de carbono del etanol son de aproximadamente 1,91 kg de CO2 por kilogramo de combustible quemado. La gasolina emite 3,3 kg por kg. Por lo tanto, a primera vista, el etanol parece ser el combustible más limpio. Sin embargo, debe tenerse en cuenta el ahorro de combustible. Dado que la densidad energética de la gasolina es significativamente mayor, el uso de etanol genera mayores emisiones de dióxido de carbono por unidad de consumo que la gasolina. En kilogramos de CO2 por equivalente de producción energética, el etanol produce 4,05 kg de CO2 y la gasolina, 3,30 kg de CO2.

Un estudio de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) confirma las conclusiones de un informe de la Academia Nacional de Ciencias sobre la política de biocombustibles, afirmando que “los modelos de calidad del aire sugieren que la producción y el uso de etanol como combustible para sustituir la gasolina probablemente aumenten contaminantes atmosféricos como PM2.5, ozono y SOx en algunos lugares”. (6)

El informe de la EPA continúa diciendo que “el etanol aumentó las emisiones de NOx, a pesar de que los vehículos de tecnología moderna tienen un control casi instantáneo de la relación aire/combustible, ya que la mayoría de las emisiones se producen en estos sistemas cuando el catalizador del vehículo aún no se ha calentado o la relación aire/combustible no está perfectamente controlada.

Otro estudio, “Efectos del etanol (E85) frente a los vehículos de gasolina sobre el cáncer y la mortalidad en Estados Unidos”, señala que el uso de concentraciones más altas de etanol ha provocado la producción de ozono a nivel del suelo, lo que ha contribuido al smog y ha causado una mayor «mortalidad, hospitalización y asma relacionadas con el ozono, en aproximadamente un 9 % en Los Ángeles y un 4 % en Estados Unidos en general» (7)

Antecedentes de política

El embargo petrolero de 1973 impulsó al gobierno estadounidense a buscar combustibles alternativos, o aditivos, para reducir la necesidad de Estados Unidos de combustibles extranjeros.

En 2002, un aditivo para gasolina llamado metil terc-butil éter (MTBE), que hasta entonces se usaba comúnmente como potenciador del octanaje de la gasolina, fue prohibido en varios estados debido a la preocupación por la contaminación de las aguas subterráneas. Posteriormente, el etanol sustituyó al MTBE como oxigenante de la gasolina.

Posteriormente, en virtud de la Ley de Política Energética de 2005, el Congreso aprobó el programa Estándar de Combustibles Renovables (RFS, por sus siglas en inglés), que exige un mayor uso de combustibles renovables a lo largo del tiempo, principalmente etanol y biodiésel.(8)

Estos factores propiciaron el aumento significativo en el uso de mezclas de etanol que se observa en el gráfico de la Administración de Información Energética (EIA) mencionado anteriormente.

Precios de los alimentos e impacto en la tierra

Un estudio de la Universidad de Wisconsin-Madison concluyó que el impacto de los RFS en el suministro de alimentos, los precios y el medio ambiente fue probablemente un daño neto.(9)

Por ejemplo, después de la orden, el precio del maíz aumentó un 30 %. Las emisiones de todo el proceso de producción de etanol, desde el cultivo del maíz hasta la combustión del combustible, fueron posiblemente un 24 % más altas que las de la gasolina sola. Según el estudio:

“Encontramos que el Estándar de Combustibles Renovables (RFS) aumentó los precios del maíz en un 30% y los precios de otros cultivos en un 20%, lo que, a su vez, expandió el cultivo de maíz en EE. UU. en 2,8 Mha (8,7%) y el total de tierras de cultivo en 2,1 Mha (2,4%) en los años posteriores a la promulgación de la política (2008 a 2016). Estos cambios incrementaron el uso anual de fertilizantes a nivel nacional entre un 3% y un 8%, incrementaron los degradantes de la calidad del agua entre un 3% y un 5% y generaron suficientes emisiones nacionales por cambio en el uso del suelo, de modo que la intensidad de carbono del etanol de maíz producido bajo el RFS no es menor que la de la gasolina y probablemente al menos un 24% mayor”.

Aunque algunos países utilizan mucho más etanol que Estados Unidos, como el etanol de caña de azúcar de Brasil, el problema del uso del suelo persiste. En Brasil, los científicos ambientales están alarmados por la expansión de las plantaciones de caña de azúcar y la consiguiente deforestación de la Amazonia y otros ecosistemas frágiles. Un estudio sugiere que la expansión del uso del suelo relacionada con la producción de etanol podría contrarrestar cualquier ahorro de emisiones de carbono derivado del uso de biocombustibles.(10)

El etanol nunca sustituyó cantidades significativas de petróleo extranjero y, por lo tanto, no redujo la dependencia de Estados Unidos de los proveedores extranjeros. En contraste, la revolución del fracking y otros avances en el descubrimiento y la producción de petróleo permitieron a Estados Unidos obtener la independencia energética hace menos de dos años. Si se considera la disminución del ahorro de combustible vehicular debido al uso de biocombustibles y sus diversos impactos ambientales negativos, parece que la dependencia de los biocombustibles podría ofrecer menos beneficios de los que afirman sus defensores. Si se consideran sus efectos en el ahorro de combustible, la calidad del aire y los precios de los alimentos, es probable que los biocombustibles generen daños netos en general.

Puntos clave

El etanol y el biodiésel son biocombustibles elaborados a partir de productos agrícolas.
El etanol tiene una densidad energética menor que la gasolina, lo que significa que los vehículos rinden menos kilómetros por galón.
Por unidad de energía equivalente, el etanol produce más dióxido de carbono que la gasolina normal.
El uso de etanol en la gasolina se disparó tras la prohibición del metil terc-butil éter (MTBE) y la aprobación del programa de Estándares de Combustibles Renovables de 2005, pasando del 1,5 % del consumo de gasolina en 2002 al 10,3 % en 2020.
Los combustibles de etanol producen más óxidos de nitrógeno (NOx) y otros contaminantes atmosféricos, lo que contribuye a agravar la contaminación atmosférica, especialmente en los meses de verano.

U.S. Department of Energy. “Ethanol Fuel Basics,” Alternative Fuels Data Center, Retrieved July 11, 2022 from https://afdc.energy.gov/fuels/ethanol_ fuel_basics.html
U.S. Energy Information Administration (EIA), “Biofuels explained: Ethanol,” Retrieved July 11, 2022 from https://www.eia.gov/energyexplained/ biofuels/ethanol.php
U.S. EIA, “Biofuels explained: biodiesel, renewable diesel, and other biofuels,” Retrieved July 11, 2022 from https://www.eia.gov/energyexplained/ biofuels/biodiesel-rd-other-basics.php
Biofuel.org.uk, “Bioalcohols,” Retrieved July 11, 2022, from http://biofuel.org.uk/bioalcohols.html
U.S. Department of Transportation, “Ethanol,” Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration, Retrieved July 11, 2022 from https://primis.phmsa.dot.gov/comm/Ethanol.htm
Environmental Protection Agency, “Biofuels and the Environment: Second Triennial Report to Congress (Final report, 2018),” Retrieved July 11, 2022 from https://cfpub.epa.gov/si/si_public_record_report.cfm?Lab=IO&dirEntryId=341491
Mark Jacobson, “Effects of Ethanol (E85) versus Gasoline Vehicles on Cancer and Mortality in the United States,” Environmental Science & Technology, Vol. 41, No. 11, April 18, 2007, pp. 4150–4157.
Environmental Protection Agency, “Renewable Fuel Standard Program,” Retrieved July 11, 2022, from https://www.epa.gov/renewable-fuel-standardprogram
Tyler Lark et al., “Environmental outcomes of the US Renewable Fuel Standard,” Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 119, No. 9, February 14, 2022.
David Lapola et al., “Indirect land-use changes can overcome carbon savings from biofuels in Brazil,” Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 107, No. 8, February 23, 2010, pp. 3388–3393.