etanol celulósico

etanol celulósico, biocombustível de segunda geração produzido por conversão de vegetação imprópria para consumo humano em álcool etílico (etanol). Enquanto os biocombustíveis de primeira geração utilizam matérias-primas comestíveis como o milho, o etanol celulósico pode ser produzido utilizando matérias-primas como madeira, grama ou partes de plantas não comestíveis. Todos os biocombustíveis são renováveis, mas o etanol celulósico tem um menor impacto na cadeia alimentar do que os biocombustíveis de primeira geração, porque pode ser produzido a partir de produtos de resíduos agrícolas ou de culturas energéticas cultivadas em terras que são apenas marginalmente úteis para a produção de alimentos. No entanto, a taxa de conversão de matérias-primas até o produto final é menor para o etanol celulósico do que para os biocombustíveis de primeira geração, e, sem melhorias na tecnologia de fabricação, o futuro de etanol celulósico pode ser como um aditivo de combustível em vez de uma substituição do petróleo.

An ethanol production plant in South Dakota, U.S.
An ethanol production plant in South Dakota, U.S.

© Jim Parkin/.com

Ethanol gas fuel pump delivering the E85 mixture to an automobile in Washington state, U.S.
Ethanol gas fuel pump delivering the E85 mixture to an automobile in Washington state, U.S.

© Carolina K. Smith, M.D./.com

O uso regular de matéria-prima como componente principal da primeira geração de biocombustíveis provocou o “alimento versus combustível” debate, que questionou o valor da primeira geração de biocombustíveis como uma alternativa ecológica para o petróleo. Ao desviar terras aráveis e matérias-primas da cadeia alimentar humana, argumentou-se que a produção de biocombustíveis teria um impacto directo no preço dos géneros alimentícios para os consumidores. Críticos de biocombustíveis alegaram que, à medida que a demanda por matérias-primas aumentava, os agricultores venderiam suas culturas a fabricantes de biocombustíveis mais bem pagos em vez de aos seus compradores tradicionais, criando assim escassez de alimentos e aumentos rápidos de preços. Embora tenha havido, de facto, aumentos globais dos preços dos alimentos e da escassez de alimentos desde a introdução dos biocombustíveis de primeira geração, especialmente em 2007 e 2008, os apoiantes afirmam que esses aumentos podem ser atribuídos ao aumento dos custos do petróleo e não à produção de biocombustíveis. Durante esse debate, o etanol celulósico surgiu em 2006 como uma alternativa ao etanol de primeira geração, porque poderia usar resíduos e plantas não alimentares cultivadas em terras de baixa qualidade. Muitas das culturas energéticas também necessitavam de menos fertilizante do que as culturas alimentares usadas no etanol de primeira geração.

Estudo do processo de fabricação de E10 de biocombustíveis a partir de culturas como o trigo, a cevada, beterraba e milho

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Aprender sobre E10, uma gasolina mistura que contém 10% de etanol.

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Porque muito poucos países, como o Brasil, têm a geografia e clima para produzir etanol celulósico para fazer uma transição completa a partir do petróleo ao biocombustível, muitos países a favor mistura de petróleo e de etanol celulósico. A maioria das misturas estão na gama de 5-10 por cento de etanol celulósico para que eles possam ser usados em veículos atuais, sem modificar o motor.

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Visão geral da produção de etanol biocombustível nos Estados Unidos.

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o etanol Celulósico é produzido a partir de biomassa lignocelulósica, que é composto, principalmente, de celulose e de lignina encontrado em seco de matéria vegetal. A biomassa lignocelulósica pode ser geralmente classificada como biomassa virgem a partir de plantas naturais, biomassa residual a partir de subprodutos industriais e agrícolas, e culturas energéticas que são cultivadas especificamente para a produção de etanol celulósico. A maior parte do etanol celulósico é produzido a partir de biomassa residual, especialmente bagaço de cana-de-açúcar, e de culturas energéticas como a erva switch (Panicum virgatum). Para ser convertida em biocombustível, a biomassa lignocelulósica deve ser pré-tratada e, em seguida, hidrolisada com ácido ou enzimas para quebrar a celulose em açúcares simples. Esses açúcares então passam por fermentação microbiana para produzir etanol, que é destilado para uma pureza de cerca de 95 por cento. O etanol celulósico também pode ser produzido por gaseificação, o que resulta em uma mistura de gás de hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono, que é então fermentado ou quimicamente catalisado em etanol.

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Um dos muitos desafios relacionados com a fabricação de etanol celulósico é que a taxa de conversão é menor do que com os biocombustíveis de primeira geração, o que significa que mais de matérias-primas necessárias para produzir o mesmo volume de etanol. As enzimas utilizadas para a hidrólise são também dispendiosas e constituem um dos principais factores que limitam a relação custo-eficácia da tecnologia. Para melhorar a eficiência dessa etapa do processo, estão sendo realizadas pesquisas sobre métodos alternativos de conversão, enzimas modificadas e novas culturas energéticas.o etanol celulósico continua a ser popular politicamente em muitas partes do mundo, incluindo os Estados Unidos, Brasil e União Europeia, e é apontado como uma possível solução para a independência energética, bem como um método para reutilizar alguns resíduos de materiais. Alguns países, incluindo os Estados Unidos, têm legislação que exige que os fabricantes de combustíveis adicionem uma porcentagem fixa de biocombustíveis em seus produtos. Esta legislação é um dos principais motores do mercado para o crescimento do mercado, deixando a tecnologia vulnerável a uma recessão económica ou a hesitações legislativas que poderiam ter um impacto grave no seu futuro. O biocombustível é também uma fonte de energia fortemente subsidiada e provavelmente não seria capaz de competir no mercado atual sem a subvenção do governo. Embora seja possível que os custos de produção dos biocombustíveis celulósicos um dia sejam inferiores aos custos de produção do petróleo, tal mudança exigiria um aumento acentuado dos preços dos combustíveis fósseis tanto quanto menores custos de produção. Na sua forma actual, os combustíveis misturados são mais susceptíveis de ser uma solução viável a longo prazo e a aplicação mais viável do etanol celulósico.

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