Biocombustibles

Introducción

Desde el comienzo de la revolución industrial la energía se ha convertido en un indispensable factor para la humanidad. La mayoría de la producción mundial de energía primaria deriva de la energía fósil. Debido a los limitados recursos tradicionales de energía fósiles y el aumento de la preocupación del medio ambiente el desarrollo alternativo energía es una opción inevitable para el crecimiento económico sostenible en la sociedad humana. Considerable atención se centró en el desarrollo de los biocombustibles, con especial referencia al biodiesel que ofrecerá unas ventajas técnicas y ambientales más convencionales de combustibles fósiles. Especialmente, similitudes entre las propiedades de combustión de biodiesel y fósiles basados en- diesel han hecho a la primera de las alternativas más prometedoras a un combustible renovable y sostenible para el automóvil.

La motivación que los gobiernos persiguen agresivamente para el desarrollo de biodiesel es la crisis energética mundial que se avecina. El biodiesel deriva de materiales de plantas que pueden contribuir a la reducción de gases de efecto invernadero. El aumento de la demanda cultivos de aceite para la producción de biodiesel tiene claramente un efecto positivo en los ingresos netos de los agricultores

Con el aumento global en la escala de la producción de biodiesel, biodiesel se ha convertido en un riesgo sistémico en cuanto a sus impactos económicos, ecológicos y socio-político en aumentar los precios de los alimentos, daños en la biodiversidad, sus impactos directos e indirectos sobre el cambio de uso del suelo y las emisiones de gases de efecto invernadero.

2. Perfil de biodiesel

2,1. Antecedentes históricos y desarrollo de biodiesel

El biodiesel se produce a partir de la transesterificación de aceites vegetales o animal con la adición de metanol. Es bastante similar al derivado del petróleo diesel en sus principales características como número de cetano, contenido energético, viscosidad y los cambios de fase. El biodiesel no contiene productos derivados del petróleo, pero es compatible con el diesel convencional y puede ser mezclado en cualquier proporción con diesel de origen fósil para crear un biodiesel estable mezcla. El biodiesel se ha convertido en uno de los más comunes biocombustibles en el mundo.

El uso de aceites vegetales en el motor diesel se sitúa en el 10 de agosto de 1893. Rudolf Diesel, inventor del motor impulsado con el aceite de cacahuete. El uso continuó hasta 1920 antes de diesel de origen fósil casi eliminan por completo los aceites vegetales en el mercado debido a un precio más barato, una mayor disponibilidad y subsidios del gobierno

En 1970, los combustibles fósiles escasez de suministro y la seguridad tenido interés pedirá nuevo en los aceites vegetales. El motor diesel alterado ya no es adecuado para la alta y baja viscosidad de aceites vegetales aplicados directamente, tiene que hacerse un refinamiento con el fin de convertir los aceites vegetales en combustible de calidad.

La transesterificación de un aceite vegetal se llevó a cabo en 1853 por los científicos E. Duffy y J. Patrick. Este proceso puede convertir los aceites vegetales a sus ásteres de alquilo y reducir la viscosidad a nivel de combustible diesel. Un científico belga, G. Chavanne obtuvo la patente para la transformación de aceites vegetales para su uso como combustible en 1937. El concepto de lo que se conoce como'' biodiesel "hoy se propuso por primera vez. Después de eso, un científico brasileño solicitó la primera patente del proceso industrial de biodiesel. Una empresa austriaca Gaskoks estableció la primera planta de biodiesel piloto y la primera planta a escala industrial en 1987 y 1989 No fue hasta la década de los noventa que empezaron abrirse muchas plantas de biodiesel en muchos países europeos. En 1998, el Instituto Austríaco de Biocombustibles tenía identificado 21 países con proyectos de biodiesel.

Para el fortalecimiento de los requisitos de control de calidad de motor y los fabricantes de equipos se implantaron una serie de estándares de biodiesel, tal como se DIN 51606 (Alemania), EN 14214 (Europa), ASTM D6751 (EE.UU. y Canadá).

Ahora, el combustible biodiesel mezclado está disponible en el servicio normal que muchas estaciones en toda Europa y los EE.UU.

2,2. Las materias primas de biodiesel

La materia prima del biodiesel depende en gran medida del clima, condiciones locales del suelo y la disponibilidad. Las típicas materias primas de biodiesel son aceite de colza, aceite de canola, soja aceite, aceite de girasol y aceite de palma. Carne de vaca y oveja sebo y aves de corral aceite de origen animal y aceite de cocina usado también son fuentes de materias primas.

El biodiesel tiene mejores propiedades del combustible diesel, como una mayor número de cetano, punto de inflamación superior y una mejor lubricación. El biodiesel de "primera generación" se obtiene principalmente de aceites de grado alimenticio. El costo del biodiesel depende principalmente del precio de la materia prima. El precio del aceite vegetal esta alto en los últimos años, el costo de producción de biodiesel seguirá subiendo. Biodiesel perderá su ventaja competitiva debido a su elevado precio. Problemas asociados con los impactos sobre la seguridad alimentaria y el cambio de la tierra también han surgido.

Una solución potencial a este problema es el empleo de materias primas alternativas de diferente tipo, calidad y costo. La modificación genética también se utiliza para introducir rasgos favorables en los cultivos de biodiesel, tales como mayor rendimiento o la capacidad de crecimiento rápido.

De todas las materias primas las algas son las más prometedoras. Algunas especies de algas son ideales para la producción de biodiesel debido a su alto contenido de aceite superando el 50%. Las algas pueden ser cultivadas casi en cualquier lugar, incluso en aguas residuales o agua salada, y no requiere tierra fértil o los cultivos de alimentos y procesamiento requiere menos energía que las algas proporcionan.

Refinamiento tiene que ser hecho con el fin para convertir los aceites vegetales en combustible de calidad. Los métodos convencionales de la aplicación de aceite vegetal en los motores diesel son de particular mezcla y micro-emulsión

2,3. Biodiesel conversión tecnologías

Respecto a los problemas de dilución y los métodos de micro-emulsión, algunas nuevas técnicas fueron aplicadas para resolver los problemas encontrados con la viscosidad de combustible. Estos métodos incluyen la pirólisis, transesterificación y metanol supercrítico

Entre las cuatro técnicas, la transesterificación es la más solución prometedora para el problema de la viscosidad alta es una técnica ampliamente disponible para el biodiesel industrializado producción debido a su alta eficacia de conversión y bajo costo

La transesterificación es la reacción química entre los triglicéridos y alcohol de cadena corta en presencia de un catalizador para producir mono-ésteres. El metanol se utiliza comercialmente debido a su baja precio

Hay tres tipos comunes de catalizadores en la reacción de éster: lipasa catalizadores, catalizadores ácidos, y catalizadores alcalinos

3. Los factores clave y retos de la industria de desarrollo de biodiesel

3,1. La seguridad del suministro energético

Seguridad del suministro de energía significa que la energía puede ser adecuada, asequible y fiable suministrada. Uno de los impulsores del desarrollo de biodiesel es de esperar una reducción de la dependencia de los combustibles fósiles a base de aceite. En el futuro previsible, basada en combustibles fósiles petróleo se continúan dominando la oferta mundial de energía, pero los costos de su producción van en aumento, y la oferta está dominada por unos pocos grandes productores,

Aunque los precios del petróleo son actualmente relativamente bajo, es probable que sea volátil en el corto plazo y un aumento en el largo plazo [126-128]. Dependencia de la importación de combustibles fósiles basados en petróleo son una amenaza grave para la nacional seguridad del abastecimiento energético.

Por lo tanto, un número de nacional los gobiernos han utilizado políticas específicas para aumentar la producción y el uso de una amplia ampliación de los recursos biológicos para combustibles.

El aumento del interés en biodiésel ha destacado una serie de efectos ambientales asociados con su uso. Defensores de biodiesel sostienen que a diferencia de los combustibles fósiles que liberan dióxido de carbono que tiene sido almacenado durante millones de años bajo la superficie de la tierra, el biodiesel producido a partir de biomasa tienen el potencial de ser'' carbono- neutral "durante su ciclo de vida ya que su combustión sólo vuelve a la atmósfera el dióxido de carbono absorbido del aire por material de alimentación cultivos a través de la fotosíntesis. Así pues, tiene el potencial de reemplazar combustibles fósiles y contribuir a la mitigación de gases de efecto invernadero emisiones [131.132].

3,2. Efectos ambientales

Es un componente clave de los esfuerzos de muchos países para establecer normas en todo el mundo para reducir las emisiones en el futuro. Sin embargo, el impacto sobre el medio ambiente de biodiesel varía ampliamente, es decir, no necesariamente puede ser positiva. No siempre está ofreciendo reducción de emisiones en comparación con los combustibles fósiles.

La plantación de y la cosecha de cultivos el procesamiento de la materia prima en biodiesel, el transporte de la materia prima y el combustible final, almacenar, distribución y venta al por menor biodiesel todos pueden tener un considerable influir en los resultados

Para crecer los cultivos de aceite necesario para producir biodiesel, la tierra adicional debe ser puesta en producción. Esto ha llevado a las selvas tropicales vírgenes talados para el bien de las plantaciones de monocultivos. Las selvas tropicales son uno de los más grandes del mundo sumideros de carbono.

Ahora, debido a la deforestación en gran escala, el almacenamiento de agua y la conservación capacidad del suelo ha sido muy debilitada. También hay que prestar mucha atención a la neblina causada por los incendios forestales en algunos países en desarrollo, donde los agricultores utilizan el fuego para limpiar la tierra para usos agrícolas.

3,3. La seguridad alimentaria, los cambios de uso del suelo y las fuentes de agua

A medida que crece la población en los próximos cuatro décadas, la demanda de alimentos, agua y por lo tanto, continuará aumentando en todo el mundo. Sin embargo, precios de los alimentos han aumentado drásticamente en todo el mundo pasado no había significativa correlación entre el biodiesel y el precio de los alimentos, pero desde 2002 el correlación se ha fortalecido. Los aumentos en la producción de biodiesel cuesta por lo menos 50% más. Puede contribuir al aumento de los precios de aceite de soja y otros materiales gran parte de la literatura sobre la producción de biodiesel basado en el cultivo se centra en los posibles efectos sobre la seguridad alimentaria, así como cambios de uso de la tierra y la fuente de agua. En el lado positivo, la producción de biodiesel ha ayudado a algunos agricultores y trabajadores incrementar sus ingresos y aumentar el empleo en el sector agrícola. Los agricultores pueden cambiar de la producción de cultivos alimentarios para la producción de cultivos para biocombustibles para hacer más dinero

Estas prácticas pueden reducir la disponibilidad de alimentos y puede consignar alimentos y piensos de producción a las tierras menos productivas, lo que reduce rendimiento y la seguridad alimentaria y elevar los precios de los alimentos. Con que mayor sean los precios de los productos básicos tendrá consecuencias negativas para la red importadores de alimentos

La mayor parte del incremento se explica por el aumento de precios de aceites vegetales importados - grupos de productos que cuentan con muy en la producción de biodiesel. Como resultado, las zonas se enfrentarán graves dificultades para cumplir con el aumento previsto de la demanda de producción de alimentos, y mucho menos sostener un mayor crecimiento impulsado por expansión de la producción de biodiesel.

4. Política y gobierno incentivos

En general, la política energética puede incluir los tratados internacionales, legislación sobre las actividades comerciales de energía (comercio, transporte, almacenamiento, etc), los incentivos para la inversión, las directrices para la producción de energía, conversión, y el uso (la eficiencia y las normas de emisión), impuestos y otras técnicas públicas, investigación energética y el desarrollo, la economía de la energía, el comercio internacional general acuerdos de comercialización y la diversidad energética [142]. Energético actual políticas también abordar los temas medioambientales, incluida las ambientales tecnologías amigables para aumentar el suministro de energía y fomentar la energía más limpia y eficiente uso, la contaminación del aire, el efecto invernadero, el calentamiento global y cambio climático

La política energética influye directamente en el desarrollo de biodiesel industria. Como un político, el gobierno de desempeñar un papel esencial papel en la determinación del curso, y de manera crucial desarrollando incentivos adecuados como exenciones fiscales, controles de precios, las metas y los subsidios directos

5. Conclusiones

El biodiesel será una parte pequeña pero muy importante de la energía mundial suministro en las próximas décadas. La participación creciente de biodiesel de la matriz energética puede contribuir a resolver importantes necesidades globales como la reducción de gases de efecto invernadero emisiones, mejorar la seguridad energética y, en particular, en el desarrollo de países, promover el desarrollo rural sostenible. Los diversos aspectos deben ser examinados y superar. El biodiesel requerirá mejora continua, especialmente en la producción de emisiones más limpias y que tiene menos impacto sobre el medio ambiente. Los incentivos planteados por el gobierno que resulte en la promoción de la producción de biodiesel y el uso ayudarán a establecer el biodiesel como un combustible sostenible.

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