Biocarburant

La canne à sucre peut être utilisé comme biocarburant ou de la nourriture.

Saab 99 fonctionnant sur gaz de bois. générateur de gaz sur la remorque.

Biocarburant peut être globalement défini comme solide, liquide ou de gaz combustibles tirés des morts récemment biologique material.This distingue des combustibles fossiles , qui sont dérivés de matériel biologique à long morts . Biocarburant peut être produit théoriquement de toute ( biologique ) source de carbone, bien que la plus courante est de loin photosynthétiques des plantes . Beaucoup de plantes différentes et des matériaux d'origine végétale sont utilisés pour la fabrication de biocarburants. Les biocarburants sont utilisés dans le monde, le plus souvent pour alimenter des véhicules et des cuisinières. Industries des biocarburants se développent en Europe, en Asie et dans les Amériques.

Les biocarburants offrent la possibilité de produire de l'énergie sans une augmentation nette de carbone dans l'atmosphère parce que les plantes utilisées pour produire le carburant ont retiré CO ₂ de l'atmosphère, contrairement aux combustibles fossiles qui reviennent de carbone qui a été stockée sous la surface depuis des millions d'années dans l'air. Biocarburants est donc plus près augmentation carbone neutre et moins susceptibles concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre (si des doutes ont été soulevés quant à savoir si cet avantage peut être réalisé dans la pratique, voir ci-dessous ). L'utilisation de biocarburants permet également de réduire la dépendance au pétrole et améliore la sécurité énergétique.

Il ya deux stratégies communes de production de biocarburants. La première consiste à cultiver des plantes riches en sucre soit ( la canne à sucre , la betterave à sucre , et le sorgho à sucre) ou amidon ( maïs / maïs ), puis utilisez la levure de fermentation pour produire de l'alcool éthylique ( éthanol ). La seconde consiste à faire pousser des plantes qui contiennent des quantités élevées de l'huile végétale, tels que l'huile de palme, de soja , d'algues , ou jatropha. Lorsque ces huiles sont chauffés, leur la viscosité est réduite, et ils peuvent être brûlés directement dans un moteur diesel, ou les huiles peuvent être traitées chimiquement pour produire des carburants tels que le biodiesel . Le bois et ses sous-produits peuvent également être convertis en biocarburants tels que gaz de bois, le méthanol ou carburant à l'éthanol. Il est également possible de faire éthanol cellulosique à partir des parties de plantes non comestibles, mais cela peut être difficile à réaliser sur le plan économique.

Les biocarburants sont discutés comme ayant un rôle important dans une variété de questions internationales, y compris: l'atténuation des émissions carbone et niveaux les prix du pétrole, le " alimentaire vs débat de carburant ", la déforestation et l'érosion des sols , l'impact sur les ressources en eau , et de l'équilibre énergétique et l'efficacité.

Histoire et politique

Les humains ont utilisé des combustibles de biomasse sous forme de biocarburants solides pour le chauffage et la cuisine depuis la découverte du feu. Suite à la découverte de l'électricité, il est devenu possible d'utiliser des biocarburants pour générer l'énergie électrique ainsi. Cependant, la découverte et l'utilisation de combustibles fossiles : charbon , gaz et pétrole , ont considérablement réduit la quantité de carburant de biomasse utilisée dans le monde développé pour le transport, chaleur et d'électricité. biocarburants-p2.html National Geographic, Green Dreams, octobre 2007] Cependant, lorsque de grandes fournitures de pétrole brut ont été découverts dans Pennsylvanie et Texas, pétroliers combustibles à base est devenu bon marché, et bientôt ont été largement utilisés. Voitures et camions ont commencé à utiliser des carburants dérivés du huile minérale / pétrole : essence / essence ou diesel.

Toutefois, avant la Seconde Guerre mondiale , et pendant la période de la guerre de forte demande, les biocarburants ont été valorisés comme une alternative stratégique pour le pétrole importé. Wartime Allemagne a connu des pénuries de pétrole extrêmes, et de nombreuses innovations énergétiques abouti. Ceci comprend la mise sous tension de certaines de ses véhicules utilisant un mélange d'essence avec de l'alcool à partir de pommes de terre fermenté, appelé Monopolin. En Grande-Bretagne, l'alcool de grain a été mélangé avec essence par la Distillers Company Limited sous le nom Discol, et commercialisé par le biais La filiale d'Esso Cleveland.

Pendant la période d'après-guerre en temps de paix, une huile bon marché de la Moyen-Orient a contribué en partie à l'intérêt économique et géopolitique diminué dans les biocarburants. Puis, en 1973 et 1979, le conflit géopolitique au Moyen-Orient a causé OPEP de réduire les exportations, et les pays non membres de l'OPEP a connu une très forte diminution de leur pétrole approvisionnement. Cette " crise de l'énergie "entraîné de graves pénuries, et une forte augmentation des prix de haute exiger des produits à base d'huile, notamment essence / essence. Il a également un intérêt accru des gouvernements et des universitaires dans les questions énergétiques et les biocarburants. Tout au long de l'histoire, les fluctuations de l'offre et de la demande , politique énergétique, conflit militaire, et les impacts sur l'environnement, ont tous contribué à un marché très complexe et volatile de l'énergie et de carburant.

En l'an 2000 et au-delà, un regain d'intérêt pour les biocarburants a été vu. Les pilotes de biocarburants recherche et de développement comprennent la hausse des prix du pétrole, les inquiétudes sur le potentiel pic pétrolier, les émissions de gaz à effet de serre (causant le réchauffement planétaire et le changement climatique ), les intérêts de développement rural, et l'instabilité au Moyen-Orient.

Biomasse

La biomasse est un matériau dérivé de vivant récemment organismes . Cela comprend les plantes, les animaux et leurs sous-produits. Par exemple, les résidus fumier, déchets de jardin et des cultures sont autant de sources de biomasse. Il se agit d'une énergie renouvelable source basé sur le cycle du carbone, contrairement à d'autres ressources naturelles telles que le pétrole , le charbon , et combustibles nucléaires.

Les déchets animaux est un polluant persistant et inévitable produite principalement par les animaux hébergés dans les fermes industrielles de taille. Des chercheurs de l'Université de Washington ont trouvé un moyen de transformer le fumier en la biomasse. En Avril 2008, avec l'aide de la technologie d'imagerie, ils ont remarqué que le mélange vigoureuse aide les micro-organismes à transformer les déchets agricoles en énergie alternative, en fournissant aux agriculteurs un moyen simple de traiter leurs déchets et de le convertir en énergie.

Il ya aussi agricoles produits spécifiquement cultivées pour la production de biocarburants comprennent le maïs , panic raide, et le soja , principalement aux États-Unis; colza, le blé et la betterave à sucre principalement en Europe; la canne à sucre au Brésil; l'huile de palme et miscanthus en Asie du Sud-Est; le sorgho et le manioc en Chine; et jatropha en Inde. Le chanvre a également été prouvé pour travailler en tant que biocarburant. Sorties biodégradables de l'industrie, l'agriculture, la foresterie et les ménages peuvent être utilisés pour la production de biocarburants, soit en utilisant digestion anaérobie pour produire du biogaz, ou à l'aide les biocarburants de deuxième génération; exemples comprennent la paille, le bois, le fumier, la balle de riz, les eaux usées et les déchets alimentaires. L'utilisation de combustibles de la biomasse peut donc contribuer à la gestion des déchets ainsi que la sécurité énergétique et contribuer à prévenir les changements climatiques, mais seuls, ils ne sont pas une solution globale à ces problèmes.

Bio énergie à partir de déchets

Déchets d'huile végétale qui a été filtrée.

L'utilisation des déchets de la biomasse pour produire de l'énergie peut réduire l'utilisation de combustibles fossiles, réduire les émissions de gaz à effet de serre et de réduire la pollution et gestion des déchets problèmes. Une publication récente de l'Union européenne a mis en évidence le potentiel de la bioénergie dérivé des déchets pour contribuer à la réduction du réchauffement climatique. Le rapport a conclu que 19 millions de tonnes d'équivalent pétrole est disponible à partir de biomasse d'ici 2020, 46% de bio-déchets: les déchets municipaux solides (MSW), les résidus agricoles, déchets agricoles et d'autres flux de déchets biodégradables.

Les sites d'enfouissement produisent des gaz que les déchets enfouis dans les subit la digestion anaérobie. Ces gaz sont connus collectivement comme gaz d'enfouissement (LFG). Cela peut être brûlé et est considéré comme une source d'énergie renouvelable, même si la mise en décharge sont souvent non-durable. Les gaz d'enfouissement peut être brûlé, soit directement de la chaleur ou de générer l'électricité pour la consommation publique. Les gaz d'enfouissement contient environ 50% de méthane, le même gaz qui se trouve dans le gaz naturel .

La biomasse peut provenir de matériel végétal de déchets. Si les gaz d'enfouissement ne est pas récolté, il se échappe dans l'atmosphère: ce ne est pas souhaitable parce que le méthane est un gaz à effet de serre, avec plus potentiel de réchauffement planétaire que le dioxyde de carbone. Sur une période de temps de 100 ans, le méthane a un potentiel de réchauffement global de 23 par rapport au CO _2. Par conséquent, pendant ce temps, une tonne de méthane produit l'effet même gaz à effet de serre (GES) que 23 tonnes de CO _2. Lorsque le méthane brûle la formule est CH ₄ + ₂ = 2O CO ₂ + 2H ₂ O Donc par la récolte et le brûlage des gaz d'enfouissement, son potentiel de réchauffement global est réduit d'un facteur de 23, en plus de fournir de l'énergie pour chaleur et d'électricité.

Frank Keppler et Thomas Rockmann découvert que les plantes vivantes produisent également du méthane CH _4. La quantité de méthane produite par les plantes vivantes est 10 à 100 fois supérieure à celle produite par les plantes mortes (en milieu aérobie), mais ne augmente pas en raison de réchauffement de la planète du cycle du carbone.

La digestion anaérobie peut être utilisé comme une stratégie de gestion des déchets distincte pour réduire la quantité de déchets envoyés aux sites d'enfouissement et de générer du méthane, ou biogaz. Toute forme de biomasse peut être utilisé dans digestion anaérobie et se décomposera pour produire du méthane , qui peut être récolté et brûlé pour produire de la chaleur, le pouvoir ou pour alimenter certains véhicules automobiles.

Une centrale d'enfouissement de 3 MW serait alimenter 1900 maisons. Il permettrait d'éliminer 6000 tonnes par an de méthane de pénétrer dans l'environnement. Il permettrait d'éliminer 18 000 tonnes par an de CO ₂ de remplacement des combustibles fossiles. Ce est le même que la suppression de 25 000 voitures de la route, ou à planter 36 000 hectares (146 km ²⁾ de forêt, ou ne pas utiliser 305 000 barils (48 500 m ³⁾ de pétrole par an.

Les combustibles liquides pour le transport

Dans certains pays, le biodiesel est moins cher que le diesel classique.

La plupart des carburants de transport sont des liquides, parce que les véhicules nécessitent généralement élevé densité d'énergie, comme cela se produit dans les liquides et solides . Les véhicules doivent généralement élevé densité de puissance que peut fournir plus économiquement par un Moteur à combustion interne. Ces moteurs exigent la combustion des carburants propres, afin de maintenir le moteur propre et de minimiser la pollution de l'air. Les carburants qui sont plus faciles à brûler proprement sont généralement liquides et gaz . Ainsi, les liquides et les gaz (qui peuvent être stockés sous forme liquide) répondent aux exigences de la combustion étant à la fois portable et propre. En outre, les liquides et les gaz peuvent être pompés , ce qui signifie la manipulation est facilement mécanisée, et donc moins laborieuse.

Types de biocarburants

Les biocarburants de première génération

«Les biocarburants de première génération» font référence aux biocarburants fabriqués à partir de sucre , amidon, l'huile végétale, ou les graisses animales en utilisant une technologie classique. Les matières premières de base pour la production de biocarburants de première génération sont souvent des graines ou des céréales comme le blé, ce qui donne l'amidon qui est fermenté en bioéthanol, ou de graines de tournesol, qui sont pressées pour obtenir de l'huile végétale qui peut être utilisé dans le biodiesel. Ces charges pourraient également entrer l'animal ou de la chaîne alimentaire humaine, et que la population mondiale a augmenté leur utilisation dans la production de biocarburants a été critiqué pour détourner la nourriture loin de la chaîne alimentaire humaine, conduisant à des pénuries alimentaires et les hausses de prix.

Les biocarburants les plus courants première génération sont énumérés ci-dessous.

L'huile végétale

L'huile végétale peut être utilisée soit pour la nourriture ou de carburant; la qualité de l'huile peut être inférieure à la consommation de carburant. L'huile végétale peut être utilisée dans de nombreux moteurs diesel âgés (équipé systèmes à injection indirecte), mais seulement dans les climats chauds. Dans la plupart des cas, l'huile végétale est utilisée pour la fabrication de biodiesel, qui est compatible avec la plupart des moteurs diesel lorsqu'il est mélangé avec du carburant diesel conventionnel. MAN B & W Diesel, Wartsila et Deutz AG offre moteurs qui sont compatibles avec de l'huile végétale pure. Huile végétale utilisée est de plus en plus transformée en biodiesel, et à une plus petite échelle, nettoyer de l'eau et les particules et utilisé comme combustible.

Biodiesel

Le biodiesel est le biocarburant le plus répandu en Europe. Elle est produite à partir d'huiles ou de graisses à l'aide de transestérification et est un liquide composition similaire à celle du diesel minéral. Son nom chimique est l'acide gras de méthyl (ou éthyl) ester ( FAME). Les huiles sont mélangées avec de l'hydroxyde de sodium et le méthanol (ou l'éthanol) et la réaction chimique produit du biodiesel (FAME) et glycérol. Une partie de glycérol est produit pour chaque biodiesel 10 parties. Les matières premières pour le biodiesel comprennent les graisses animales, les huiles végétales, soja , colza, jatropha, mahua, la moutarde , le lin, le tournesol , l'huile de palme , chanvre, tabouret des champs, et les algues.

Le biodiesel peut être utilisé dans toute moteur diesel lorsqu'il est mélangé avec du diesel minéral. Dans certains pays, les fabricants couvrent leurs moteurs diesel sous garantie pour utilisation à 100% de biodiesel, bien que Volkswagen d'Allemagne, par exemple, demande aux conducteurs de faire une vérification téléphonique avec le VW département des services environnementaux avant de passer à 100% de biodiesel (voir l'utilisation du biodiesel ). Beaucoup de gens ont de fonctionner leurs véhicules au biodiesel sans problèmes, même si elle peut devenir épais / visqueux à des températures plus basses, en fonction de la matière première utilisée, et des véhicules peut exiger réchauffeurs de conduites de carburant. Cependant, la majorité des constructeurs automobiles limiter leurs recommandations à 15% de biodiesel mélangé avec du diesel minéral. Beaucoup de moteurs diesel les plus récents sont faits de sorte qu'ils puissent fonctionner avec 100% de biodiesel sans modifier le moteur lui-même, même si cela peut dépendre de la conception de rail de carburant. Depuis biodiesels brûlent plus propre que régulière diesel minéral, peuvent avoir besoin de filtres pour être remplacé le plus souvent, d'autant plus que le biocarburant dissout anciens dépôts dans le réservoir de carburant et les tuyaux. Dans de nombreux pays européens, un mélange de biodiesel à 5% est largement utilisé et est disponible à des milliers de stations de gaz.

Aux Etats-Unis, plus de 80% de camions et de bus de la ville commerciale fonctionner au gazole. Par conséquent, "le marché naissant des États-Unis pour le biodiesel se développe à un taux de 25 millions de gallons par année en 2004 stupéfiante 78 millions de gallons d'ici le début de 2005. À la fin de 2006, la production de biodiesel a été estimée à quadrupler à plus de 1 milliard gallons ", expert en énergie Will Thurmond écrit dans un article pour le numéro de Juillet-Août 2007 LE FUTURISTE le magazine.

Bioalcools

Informations sur une pompe en Californie.

Produites biologiquement alcools , le plus souvent de l'éthanol , et moins souvent propanol et butanol, sont produits par l'action de les micro-organismes et enzymes par fermentation de sucres ou amidons (simple), ou la cellulose (qui est plus difficile). Le biobutanol (également appelé bioessence) est souvent avancé pour fournir un remplacement direct pour essence, car il peut être utilisé directement dans un moteur à essence (de manière similaire au biodiesel dans les moteurs diesel).

Le butanol est formé par ABE fermentation (acétone, le butanol, l'éthanol) et des modifications expérimentales du processus montrent des gains nets d'énergie potentiellement élevés avec butanol comme le seul produit liquide. Butanol va produire plus d'énergie et aurait peut être brûlé "droit" dans les moteurs à essence existante (sans modification du moteur ou en voiture), et est moins corrosif et moins soluble dans l'eau que l'éthanol, et pourrait être distribué par des infrastructures existantes. DuPont et BP travaillent ensemble pour aider à développer Butanol.

L'éthanol est le biocarburant le plus répandu dans le monde, en particulier au Brésil. carburants à l'alcool sont produits par fermentation de sucres dérivés de blé , le maïs , la betterave à sucre , la canne à sucre , mélasse et de sucre ou de l'amidon que boissons alcoolisées peuvent être fabriqués à partir (comme la pomme de terre et de fruits déchets, etc.). Les éthanol méthodes de production utilisées sont digestion enzymatique (la libération des sucres à partir d'amidons stockés, fermentation des sucres, la distillation et séchage. Le processus de distillation nécessite un apport important d'énergie pour le chauffage (souvent insoutenable gaz naturel combustible fossile , mais la biomasse cellulosique tels que la bagasse, déchets laissés après la canne à sucre est pressée pour en extraire le jus, peut également être utilisé de façon plus durable).

L'éthanol peut être utilisé dans les moteurs à essence en remplacement de essence; il peut être mélangé avec l'essence de ne importe quel pourcentage. La plupart des moteurs automobiles à essence existants peuvent fonctionner sur des mélanges contenant jusqu'à 15% de bioéthanol avec du pétrole / essence. Essence avec de l'éthanol a ajouté supérieur octane, ce qui signifie que votre moteur peut brûler généralement plus chaud et plus efficacement. En haute altitude (air mince) endroits, certains États exigent un mélange d'essence et d'éthanol comme un hiver oxydant pour réduire les émissions de pollution atmosphérique.

L'éthanol a moins BTU contenu énergétique, ce qui signifie qu'il faut plus de carburant (volume et la masse) pour parcourir la même distance. Carburants haut de gamme plus coûteux contiennent moins, ou pas, de l'éthanol. Dans les moteurs à haute compression, moins d'éthanol, plus lente combustion de l'essence super est nécessaire pour éviter nuisibles pré-allumage (frapper). Très coûteux essence d'aviation (Avgas) est de 100 octane fait à 100% de pétrole. Le prix élevé de zéro éthanol essence aviation ne comprend pas l'utilisation des routes taxes et-État fédéral.

L'éthanol est très corrosif pour les systèmes de carburant, des tuyaux-et-joints caoutchouc, l'aluminium , et des chambres de combustion. Il est donc illégal d'utiliser des carburants contenant de l'alcool dans les avions (bien au moins un modèle d'avion propulsé à l'éthanol a été développé, le Embraer EMB 202 Ipanema). L'éthanol est incompatible avec les réservoirs de carburant marin en fibre de verre (il les rend fuite). Pour les mélanges plus élevées de pourcentage d'éthanol et de 100% d'éthanol véhicules, modifications du moteur sont nécessaires.

Corrosif éthanol ne peut être transporté dans les pipelines de pétrole, donc plus coûteux over-the-road camions-citernes en acier inoxydable augmentent la consommation des coûts et de l'énergie requise pour fournir de l'éthanol pour le client à la pompe.

Dans le modèle actuel de production d'alcool à partir de maïs aux États-Unis, compte tenu de l'énergie totale consommée par Matériel agricole, la culture, la plantation, les engrais , pesticides, herbicides, et fongicides à base de pétrole, irrigation systèmes, la récolte, le transport de matières premières aux usines de transformation, fermentation, la distillation , le séchage, le transport pour alimenter les terminaux et les pompes de détail, et inférieure carburant à l'éthanol contenu énergétique, la valeur nette du contenu énergétique ajoutée et livrée aux consommateurs est très faible. Et, le bénéfice net (toutes choses considérées) fait peu pour réduire ONU pétrole et des combustibles fossiles importés durables nécessaires pour produire l'éthanol.

De nombreux constructeurs automobiles produisent maintenant les véhicules polycarburants (FFV de), qui peut fonctionner en toute sécurité sur ne importe quelle combinaison de bioéthanol et d'essence, jusqu'à 100% de bioéthanol. Ils sentent dynamiquement teneur en oxygène des gaz d'échappement, et d'ajuster les systèmes du moteur informatiques, allumage et l'injection de carburant en conséquence. Cela ajoute le coût initial et augmenté l'entretien continu du véhicule. chutes d'efficacité et les émissions polluantes augmentent lorsque la maintenance du système FFV est nécessaire (quel que soit le -À-100% de mélange éthanol 0% utilisé), mais pas effectuée (comme avec tous les véhicules). FFV moteurs à combustion interne sont de plus en plus complexe, comme le sont multiple- FFV propulsion système véhicules hybrides, qui a des répercussions coût, l'entretien, la fiabilité et la durée de vie utile longévité.

L'alcool se mêle à la fois du pétrole et de l'eau, de sorte carburants à l'éthanol sont souvent dilués après le processus de séchage par absorption de l'humidité ambiante de l'atmosphère. Eau dans les carburants à l'alcool mélange réduit l'efficacité, rend plus difficile à démarrer les moteurs, provoque un fonctionnement intermittent (pulvérisation), et oxyde d'aluminium ( carburateurs) et composants en acier ( rouille).

Même l'éthanol anhydre a un contenu énergétique d'environ un tiers inférieur par unité de volume par rapport à l'essence, donc des réservoirs de carburant plus grands / lourds sont nécessaires pour parcourir la même distance, une ou plusieurs escales de carburant sont obligatoires. Avec grande ONU actuelle durable, non subventions évolutives, carburant à l'éthanol coûte toujours beaucoup plus par unité de distance parcourue que les prix élevés de l'essence actuels aux États-Unis.

Le méthanol est actuellement produite à partir du gaz naturel , une non- renouvelables combustibles fossiles . Il peut également être produit à partir de la biomasse comme biométhanol. Le économie de methanol est une alternative intéressante à la économie de l'hydrogène, par rapport à l'hydrogène d'aujourd'hui produit à partir de gaz naturel , mais pas production d'hydrogène directement à partir de l'eau et state-of-the-art propre procédés énergétiques solaires thermiques.

BioGas

Conduites de biogaz

Le biogaz est produit par le procédé de digestion anaérobie de matière organique par anaérobies. Il peut être produit à partir de matériaux de déchets biodégradables ou par l'utilisation de cultures énergétiques introduits dans digesteurs anaérobies pour compléter les rendements de gaz. Le sous-produit solide, digestat, peut être utilisé comme biocarburant ou un engrais. Au Royaume-Uni, le National Coal Board a expérimenté avec micro-organismes qui digèrent le charbon in situ convertir directement aux gaz tels que le méthane.

Le biogaz contient du méthane et peut être récupéré à partir de digesteurs anaérobies industriels et systèmes de traitement biologique mécaniques. Les gaz d'enfouissement est une forme moins propre du biogaz qui est produite dans sites d'enfouissement à travers naturellement la digestion anaérobie. Se il se échappe dans l'atmosphère, il est un puissant gaz à effet de serre .

Huiles et gaz peuvent être produits à partir de divers déchets biologiques:

• Dépolymérisation thermique des déchets peut extraire le méthane et d'autres huiles similaire à pétrole.
• GreenFuel Technologies Corporation a développé un système de bioréacteur breveté qui utilise non toxique algues photosynthétiques à prendre dans les cheminées des gaz de combustion et de produire des biocarburants comme le biodiesel, le biogaz et un combustible sec comparable à charbon.

Biocombustibles solides

Exemples comprennent le bois, l'herbe coupée, les ordures ménagères, charbon de bois, et séché fumier.

Le gaz de synthèse

Le gaz de synthèse est produit par les procédés combinés de pyrolyse, combustion, et gazéification. Biocarburant est transformé en monoxyde de carbone et d'énergie par pyrolyse. Une quantité limitée d'oxygène est introduit pour permettre la combustion. La gazéification convertit en outre une matière organique en hydrogène et en monoxyde de carbone supplémentaire.

Le mélange gazeux résultant, gaz de synthèse, est lui-même combustible. En utilisant les gaz de synthèse est plus efficace que la combustion directe du biocarburant d'origine; plus de l'énergie contenue dans le carburant est extrait.

Le gaz de synthèse peut être brûlé directement dans les moteurs à combustion interne. Le Générateur de gaz de bois est un réacteur de gazéification du bois à carburant monté sur un moteur à combustion interne. Le gaz de synthèse peut être utilisé pour produire du méthanol et de l'hydrogène , ou convertis via la Procédé Fischer-Tropsch pour produire un synthétique pétrole substitut. La gazéification se appuie normalement sur des températures> 700 ° C. Basse gazéification de température est souhaitable en cas de co-production biochar.

Les biocarburants de deuxième génération

Les partisans de biocarburants affirment qu'une solution plus viable consiste à accroître le soutien politique et industriel pour, et la rapidité de, la mise en œuvre de biocarburants de deuxième génération à partir de cultures non alimentaires, y compris biocarburants cellulosiques. Procédés de production de biocarburants de seconde génération peuvent utiliser une variété de des cultures non alimentaires. Il se agit notamment de la biomasse des déchets, les tiges de blé, le maïs, le bois et les cultures spéciales de l'énergie ou la biomasse (par exemple, Miscanthus). Deuxième génération (2G) l'utilisation des biocarburants la biomasse liquide à la technologie, y compris biocarburants cellulosiques de des cultures non alimentaires. Beaucoup de biocarburants de deuxième génération sont en cours de développement tels que biohydrogène, biométhanol, DMF, bio-DME, Fischer-Tropsch, biohydrogène diesel, alcools mixtes et le diesel de bois.

Éthanol cellulosique utilisations de production cultures non alimentaires ou de déchets non comestibles et ne détournent pas la nourriture loin de l'animal ou de la chaîne alimentaire humaine. La lignocellulose est le matériau structurel "woody" des plantes. Cette charge est abondante et diversifiée, et dans certains cas (comme pelures d'agrumes ou de la sciure) ce est un problème de cession significative.

La production d' éthanol à partir de la cellulose est un problème technique difficile à résoudre. Dans la nature, Les ruminants (comme les bovins ) manger de l'herbe, puis utiliser les processus digestifs lents enzymatiques pour la diviser en glucose (sucre). En laboratoires d'éthanol cellulosique, divers processus expérimentaux sont développés pour faire la même chose, puis les sucres libérés peuvent être fermentés en éthanol.

Les scientifiques travaillent aussi sur expérimentale ADN recombinant organismes de génie génétique qui pourraient accroître le potentiel des biocarburants.

Biocarburants de troisième génération

carburant d'algues, aussi appelé oilgae ou de biocarburant de troisième génération, est un biocarburant à partir d'algues . Les algues sont faibles intrants / rendement élevé (30 fois plus d'énergie par acre que les terrains) matières premières pour produire des biocarburants et de carburant d'algues sont biodégradables:

• Avec la hausse des prix des combustibles fossiles ( pétrole ), il ya beaucoup d'intérêt pour Algoculture (élevage d'algues).

• Un avantage de nombreux biocarburants sur la plupart des autres types de combustibles, ce est qu'ils sont biodégradables, et ainsi relativement inoffensifs pour l'environnement en cas de déversement.

• Le Département de l'Énergie des États-Unis estime que si du carburant d'algues remplacé tout le carburant de pétrole aux États-Unis, il faudrait 15 000 miles carrés (38 849 kilomètres carrés), ce qui est à peu près la taille de Maryland.

Les biocarburants de deuxième et troisième génération sont aussi appelés biocarburants avancés.

D'autre part, une quatrième génération est basée apparaissant dans la conversion de huile végétale et de biodiesel dans l'essence.

Quatrième génération de biocarburants

La compagnie de Craig Venter Synthetic Genomics est le génie génétique des micro-organismes pour produire du carburant directement à partir de dioxyde de carbone à l'échelle industrielle.

Les biocarburants par pays

Reconnaissant l'importance de la mise en œuvre de la bioénergie, il ya des organisations internationales telles que IEA Bioenergy, établies en 1978 par le OCDE Agence internationale de l'énergie (AIE), dans le but d'améliorer la coopération et l'échange d'informations entre les pays qui ont des programmes nationaux en matière de bioénergie recherche, le développement et le déploiement. L' ONU Forum international des biocarburants est formé par le Brésil , la Chine , l'Inde , l'Afrique du Sud , l' Etats-Unis et de la Commission Européenne. Les leaders mondiaux dans le développement des biocarburants et l'utilisation sont le Brésil, États-Unis, la France, la Suède et l'Allemagne.

Israël

IC Green Energy, filiale d'Israël Corp., vise d'ici 2012 pour traiter 4-5% du marché mondial des biocarburants (~ 4 millions de tonnes). Il se concentre uniquement sur matières premières non comestibles comme le jatropha, ricin, la biomasse cellulosique et d'algues. Seambiotic en Juin 2008 sur la base Aviv, Tel et basée à Seattle Inventure Chemical a annoncé une coentreprise pour utiliser les émissions de CO2 nourris algues pour fabriquer de l'éthanol et du biodiesel dans une usine de biocarburants en Israël.

Chine

En Chine , le gouvernement fait E10 allie obligatoire dans cinq provinces qui représentent 16% des voitures de la nation de passagers. En Asie du Sud, la Thaïlande a mandaté un mélange de 10% d'éthanol dans l'essence ambitieux départ en 2007. Pour des raisons similaires, l'industrie de l'huile de palme prévoit de fournir une part croissante des exigences nationales de carburant diesel dans la Malaisie et l'Indonésie . En Canada , le gouvernement vise 45% de la consommation d'essence du pays à contenir 10% d'éthanol d'ici 2010.

Inde

En Inde, un programme de bioéthanol appelle à E5 allie dans la plupart des pays de ciblage de soulever cette obligation de E10 et E20.

Europe

L' Union européenne dans son directive sur les biocarburants (mise à jour 2006) a fixé pour objectif que, pour 2010, que chaque État membre doit atteindre au moins 5,75% d'utilisation des biocarburants de tout le carburant de trafic utilisé. En 2020, ce chiffre devrait être de 10%. En Janvier 2008, ces objectifs sont réexaminées à la lumière de certaines préoccupations environnementales et sociales liées aux biocarburants tels que la hausse des prix alimentaires et de la déforestation.

France

France est le deuxième plus grand consommateur de biocarburants entre les États de l'UE en 2006. Selon le ministère de l'Industrie, la consommation de la France a augmenté de 62,7% pour atteindre 682 000 orteil (soit 1,6% de la consommation de carburant français). Le biodiesel représente la plus grande part de cette (78%, loin devant de bioéthanol à 22%). Le leader incontestable de biodiesel en Europe est la société française Diester Industrie. Dans le bioéthanol, les Français groupe agro-industriel Tereos est augmente ses capacités de production. Allemagne elle-même est restée le plus grand consommateur européen des biocarburants, avec une estimation de la consommation de 2,8 millions de tonnes de biodiesel (équivalent à 2.408.000 tep), 0.710.000 tonnes d'huile végétale (628,492 tep) et 0,48 millions de tonnes de bioéthanol (307 200 tep).

Allemagne

La plus grande compagnie allemande de biodiesel est ADM Ölmühle Hamburg AG, qui est une filiale du groupe américain Archer Daniels Midland Company. Parmi les autres grands producteurs allemands, MUW (Mitteldeutsche UmesterungsWerke GmbH & Co KG) et EOP Biodiesel AG. Un adversaire de taille en termes de production de bioéthanol est la société sucrière allemande, Südzucker.

Espagne

Le groupe espagnol Abengoa, via sa filiale américaine Abengoa Bioenergy, est le leader européen dans la production de bioéthanol.

Suède

Le gouvernement de la Suède a ainsi BIL Suède, l'association nationale de l'industrie automobile, ce sont les constructeurs automobiles en Suède ont commencé le travail pour mettre fin à la dépendance au pétrole. Un cinquième des voitures à Stockholm peut fonctionner avec des carburants alternatifs, principalement carburant à l'éthanol. Aussi Stockholm présentera une flotte d'autobus hybrides suédoise faites éthanol-électrique. En 2005, huile élimination en Suède en 2020 a été annoncé.

Royaume-Uni

Dans le Royaume-Uni le Renewable Transport Fuel Obligation (RTFO) (annoncé 2005) est l'exigence que d'ici 2010 5% de tout le carburant des véhicules routiers est renouvelable. En 2008, un rapport critique par le Royal Society a déclaré que les biocarburants risque parvient pas à obtenir des réductions significatives des émissions de gaz à effet de serre provenant des transports et pourrait même nuire à l'environnement à moins que le gouvernement met les bonnes politiques en place.

Brésil

Typique brésilienne modèles "flex" de plusieurs constructeurs automobiles, qui se exécutent sur ne importe quel mélange des l'éthanol et essence.

Au Brésil, le gouvernement espère construire sur le succès du programme de l'éthanol PROALCOOL en développant la production de biodiesel qui doit contenir 2% de biodiesel d'ici à 2008, passant à 5% en 2013.

Colombie

Colombie rend obligatoire l'utilisation de 10% d'éthanol dans l'essence vendue dans les villes avec des populations dépassant 500 000. Dans le Venezuela , la compagnie pétrolière d'Etat appuie la construction de 15 distilleries de canne à sucre au cours des cinq prochaines années, le gouvernement introduit une E10 (10% d'éthanol) du mandat mélange.

USA

En 2006, le Royaume-Unis le président George W. Bush a déclaré dans un État du discours Union que les Etats-Unis "accro au pétrole» et doit remplacer 75% du pétrole importé en 2025 par des sources alternatives d'énergie, y compris les biocarburants.

Essentiellement la totalité de la carburant à l'éthanol aux États-Unis est produite à partir de maïs . Le maïs est une culture très gourmande en énergie, ce qui nécessite une unité d'énergie des combustibles fossiles pour créer juste 0,9 à 1,3 unités d'énergie d'éthanol. Un membre important de la Maison de l'énergie et le Comité du commerce du Congrès Fred Upton a introduit une législation d'utiliser au moins E10 carburant en 2012 dans toutes les voitures aux Etats-Unis.

Le 2007-12-19 US Loi Energy Independence and Security 2007 nécessite "les producteurs de carburant à utiliser au moins 36 milliards de gallons de biocarburants en 2022. Ce est une augmentation de près de cinq fois par rapport aux niveaux actuels." Américains Ce qui provoque un changement significatif des ressources agricoles loin de la production alimentaire pour les biocarburants. Exportations de produits alimentaires américains ont diminué (augmentation des prix des céréales dans le monde entier), et les importations alimentaires des États-Unis ont augmenté de manière significative.

La plupart des biocarburants ne sont actuellement pas rentable sans subventions importantes. «Le programme de l'éthanol de l'Amérique est un produit de subventions du gouvernement. Il existe plus de 200 types différents, ainsi que d'un tarif de 54 cents le gallon sur l'éthanol importé. Ce prix éthanol brésilien sur un marché par ailleurs compétitif. Le Brésil fait éthanol à partir de canne à sucre plutôt que de maïs (maïs), qui a un meilleur ERPEI. Les subventions fédérales seuls 7 milliards de dollars par an (soit environ $ 1,90 le gallon). "

General Motors est de commencer un projet pour produire E85 à partir de éthanol de cellulose pour un coût prévu de 1 $ le gallon. Ce est cependant optimiste, parce que $ 1 / gal équivaut à 10 $ / MBTU qui est comparable à copeaux de bois à 7 $ / MBTU ou bois de corde à $ 6- $ 12 / MBTU, et cela ne tient pas compte des pertes de conversion et fonctionnement de l'installation et les coûts en capital qui sont importants. Les matières premières peuvent être aussi simple que de tiges de maïs et pneus de véhicules à base de pétrole de la ferraille, mais les pneus utilisés sont une matière première coûteuse avec d'autres utilisations plus-précieuses. GM a plus de 4 millions de voitures E85 sur la route maintenant, et d'ici 2012 la moitié des voitures de production pour les États-Unis sera capable de fonctionner au carburant E85, mais d'ici à 2012 l'offre d'éthanol ne sera même pas proche de la fourniture de cette beaucoup E85. Coskata Inc. construit deux nouvelles usines pour le carburant à l'éthanol. Théoriquement, le processus est prétendu être cinq fois plus d'énergie efficace que l'éthanol à base de maïs, mais il est encore en développement et n'a pas été prouvé pour être rentable dans un marché libre.

Les émissions de gaz à effet de serre sont réduites de 86% pour la cellulose, comparativement à 29% la réduction de maïs.

Les biocarburants dans les pays en développement

industries de biocarburants sont de plus établis dans de nombreux pays en développement. Beaucoup de pays en développement ont de vastes ressources de la biomasse qui sont de plus en plus précieux que la demande pour la biomasse et des biocarburants augmente. Les approches de développement des biocarburants dans les différentes parties du monde varie. Des pays comme l'Inde et la Chine se développent à la fois des programmes de biodiesel bioéthanol et. Inde étend plantations de jatropha, un arbre producteur de pétrole qui est utilisé dans la production de biodiesel. Le programme de l'éthanol de sucre indienne fixe un objectif de 5% de bioéthanol incorporation dans les carburants. La Chine est un important producteur de bioéthanol et vise à intégrer 15% de bioéthanol dans les carburants de transport d'ici 2010. Les coûts des programmes de promotion des biocarburants peut être très élevé, cependant.

Parmi les populations rurales dans les pays en développement, la biomasse fournit la majorité de combustible pour se chauffer et cuisiner. Bois, déjections animales et des résidus de culture sont généralement brûlés. Les chiffres de l'Agence internationale de l'énergie montrent que l'énergie de la biomasse fournit environ 30% de l'approvisionnement total en énergie primaire dans les pays en développement; plus de 2 milliards de personnes dépendent de combustibles de la biomasse comme source d'énergie primaire.

L'utilisation de combustibles de la biomasse pour la cuisson à l'intérieur est une source de problèmes de santé et de la pollution. 1,3 millions de décès ont été attribués à l'utilisation de combustibles de la biomasse avec une ventilation inadéquate par l' Agence internationale de l'énergie dans ses Perspectives énergétiques mondiales 2006. solutions proposées comprennent des poêles et des carburants alternatifs améliorée. Toutefois, les combustibles sont facilement endommagées, et les carburants alternatifs ont tendance à être coûteux. Très faible coût, économes en carburant, une faible biomasse de la pollution dessins du poêle ont existé depuis 1980 ou plus tôt. Les problèmes sont le manque d'éducation, la distribution, l'excès de la corruption, et de très faibles niveaux de l'aide étrangère. Les gens dans les pays en développement sont souvent incapables de se permettre ces solutions sans aide ou de financement tels que les microcrédits. Des organisations telles que le travail Intermediate Technology Development Group pour faire des installations améliorées pour l'utilisation des biocarburants et de meilleures alternatives accessibles à ceux qui ne peuvent pas les obtenir.

Problèmes actuels de production et de l'utilisation des biocarburants

Les biocarburants sont proposées comme ayant de tels avantages: réduction desgaz à effet de serre, la réduction des émissions decombustibles fossiles, l'utilisation accrue nationalede la sécurité énergétique, l'augmentation dedéveloppement rural et de l'alimentation en carburant durable pour l'avenir.

Cependant, la production de biocarburants est remise en question d'un certain nombre d'angles. Le président du Groupe d'experts intergouvernemental sur le changement climatique, Rajendra Pachauri, notamment observée dans Mars 2008, que des questions se posent sur ​​les conséquences des émissions de cette route, et que la production de biocarburants a prix du maïs clairement soulevée, avec une implication générale de la sécurité alimentaire.

Les biocarburants sont également considérés comme ayant des limitations. Les matières premières pour la production de biocarburants doivent être remplacés rapidement et procédés de production de biocarburants doivent être conçues et mises en œuvre de façon à fournir la quantité maximale de carburant au meilleur coût, tout en offrant un maximum d'avantages environnementaux. D'une manière générale, les procédés de production de biocarburants de première génération ne peuvent pas nous fournir plus de quelques pour cent de nos besoins en énergie durable. Les raisons pour cela sont décrites ci-dessous. Procédés de seconde génération peuvent nous fournir plus de biocarburants, avec de meilleurs gains environnementaux. Le principal obstacle à la mise au point des processus de biocarburants de deuxième génération est leur coût en capital: l'établissement d'usines de biodiesel de deuxième génération a été estimé à 500 millions €.

Récemment, un point sur ​​les avantages / inconvénients des biocarburants inflexion semble prendre de l'ampleur. 27 Mars, 2008 TIME couverture de magazine propose le sujet sous le titre "Le Mythe de l'énergie propre»:

Les politiciens et les grandes entreprises poussent les biocarburants comme l'éthanol à base de maïs comme alternatives au pétrole. Tout ce qu'ils font vraiment fait grimper les prix alimentaires mondiaux, contribuant à détruire la jungle amazonienne, et en faisant le réchauffement climatique pire.

Dans le Juin, 2008 de la biologie de la conservation de la revue, les scientifiques soutiennent que parce que ces grandes quantités d'énergie sont nécessaires pour cultiver le maïs et le convertir en éthanol, le gain net d'énergie du carburant ainsi obtenu est modeste. En utilisant une culture comme le panic raide, le fourrage pour le bétail commun, exigerait beaucoup moins d'énergie pour produire le carburant, et l'utilisation des algues exigerait encore moins. Modification du sens de biocarburants à base de panic raide ou les algues exigerait des changements de politique importants, puisque les technologies pour produire ces carburants ne sont pas entièrement développé.

Le prix du pétrole modération

Le De l'Agence internationale de l'énergie , World Energy Outlook 2006 conclut que la hausse de la demande de pétrole, si rien, accentuerait la vulnérabilité des pays consommateurs à une perturbation grave des approvisionnements et des chocs de prix résultant. Le rapport suggère que les biocarburants pourraient un jour offrir une alternative viable, mais aussi que «les implications de l'utilisation des biocarburants pour la sécurité mondiale ainsi que pour les besoins de la santé économique, environnementale et publique à être évalués plus".

Les économistes sont en désaccord sur la mesure où la production de biocarburants influe sur les prix du pétrole brut. Selon le Francisco Blanch, stratège des produits de base pour Merrill Lynch, le pétrole brut serait négociation 15 pour cent plus élevé et de l'essence serait autant que 25 pour cent plus cher, si elle était pas pour les biocarburants. Gordon Quaiattini, président de l'Association canadienne des carburants renouvelables, a fait valoir que une alimentation saine de sources d'énergie alternatives aidera à lutter contre la flambée des prix de l'essence. Toutefois, la Banque de réserve fédérale de Dallas a conclu que "les biocarburants sont trop limitées à l'échelle et actuellement trop coûteux de faire beaucoup de différence pour prix du pétrole brut."

Débat la «nourriture contre carburant» - La hausse des prix alimentaires

Ce sujet est controversé internationalement. Il ya ceux, comme la National Corn Growers Association, qui disent biocarburants ne sont pas la cause principale. Certains disent que le problème est le résultat des actions du gouvernement pour soutenir les biocarburants. D'autres disent qu'il est juste en raison de la hausse des prix du pétrole. L'impact de la hausse des prix des denrées alimentaires est la plus grande sur les pays les plus pauvres. Certains ont appelé à un gel sur les biocarburants. Certains ont appelé à davantage de financement des biocarburants de deuxième génération qui ne devrait pas entrer en concurrence avec la production alimentaire tant. En mai 2008, Olivier de Schutter, l' Organisation des Nations Unies conseiller alimentaire, a appelé à un arrêt des investissements de biocarburants. Dans une interview au journal Le Monde , il a déclaré: "Les objectifs ambitieux pour la production de biocarburants fixés par les Etats-Unis et l'Union européenne sont irresponsables Je plaide pour un gel de tous les investissements dans ce secteur.». 100 millions de personnes sont actuellement en danger en raison des hausses des prix alimentaires.

Les émissions de carbone

Graphique de chiffres pour le Royaume-Uni intensité carbone de bioéthanol et de combustibles fossiles . Ce graphique suppose que tous les bioéthanols sont brûlés dans leur pays d'origine et que les terres cultivées prevously existant est utilisé pour pousser la charge.

Les biocarburants et autres formes d' énergie renouvelable visent à être neutre en carbone ou même négative en carbone. Neutre en carbone signifie que le carbone libéré lors de l'utilisation du carburant, par exemple par la combustion au transport d'électricité ou produire de l'électricité, est réabsorbée et équilibrée par le carbone absorbé par une nouvelle croissance de la plante. Ces plantes sont ensuite récoltées pour faire le prochain lot de carburant. carbone carburants neutres conduisent à aucune augmentation nette des contributions humaines à atmosphériques de dioxyde de carbone niveaux, en réduisant les contributions humaines aux réchauffement de la planète . Un but de carbone négatif est atteint lorsque une partie de la biomasse est utilisée pour la séquestration du carbone. Calcul exactement combien de gaz à effet de serre (GES) est produite en brûlant les biocarburants est un processus complexe et inexacte, qui dépend beaucoup de la méthode par laquelle le carburant est produit et d'autres hypothèses retenues dans le calcul.

Les émissions de carbone ont augmenté depuis la révolution industrielle. Avant la révolution industrielle, l'atmosphère contient environ 280 parties par million de dioxyde de carbone. Après le charbon, le gaz et la combustion du pétrole pour alimenter nos vies, la concentration était passé à 315 parties par million. Aujourd'hui, il est au niveau 380 et continue d'augmenter d'environ deux parties par million chaque année. Pendant ce laps de temps, la température moyenne du globe a augmenté de plus de 1 ° C depuis pièges à dioxyde de carbone chaleur près de la surface de la Terre. Les scientifiques croient que si le niveau va au-delà de 450 parties par million, le saut de température sera si grand que nous serons confrontés à une énorme augmentation du niveau de la mer en raison de la fonte du Groenland et de l'Antarctique Ouest calottes glaciaires.

Les émissions de carbone ( de l'empreinte carbone) produites par les biocarburants sont calculées en utilisant une technique appelée Analyse de Cycle de Vie (ACV). Celui-ci utilise un «berceau à la tombe» ou «puits à la roue" approche pour calculer la quantité totale de dioxyde de carbone et d'autres GES émis lors de la production de biocarburants, de mettre les graines dans le sol à l'aide de carburant dans les voitures et les camions. Beaucoup ACV différents ont été fait pour différents biocarburants, avec des résultats très différents. La majorité des études ACV montrent que les biocarburants offrent d'importantes réductions des émissions de gaz à effet de serre par rapport aux carburants fossiles tels que le pétrole et le diesel. Par conséquent, l'utilisation des biocarburants pour remplacer une partie des combustibles fossiles qui sont brûlés pour le transport peut réduire les émissions globales de gaz à effet de serre. Le -puits à la roue d'analyse pour les biocarburants a montré que les biocarburants de première génération peuvent économiser jusqu'à 60% les émissions de carbone et les biocarburants de deuxième génération permet d'économiser jusqu'à 80% par opposition à l'utilisation de combustibles fossiles. Toutefois, ces études ne prennent pas en compte les émissions de fixation de l'azote, la déforestation, l'utilisation des terres, ou d'émissions indirectes.

En Octobre 2007, une étude a été publiée par des scientifiques de Grande-Bretagne, États-Unis, l'Allemagne et l'Autriche, dont le professeur Paul Crutzen, qui a remporté un prix Nobel pour ses travaux sur l'ozone. Ils ont rapporté que la combustion de biocarburants dérivés de colza et de maïs (maïs) peut contribuer autant ou plus au réchauffement climatique par les émissions d'oxyde d'azote que le refroidissement par des économies de combustibles fossiles. Le protoxyde d'azote est à la fois un gaz à effet de serre puissant et destructeur de l'ozone atmosphérique. Mais ils ont également signalé que les cultures ayant des exigences plus faibles pour l'azote des engrais , telles que les graminées et Woody le recépage se traduira par une absorption nette de gaz de serre.

En Février 2008, deux articles ont été publiés dans la science qui a enquêté sur les effets des émissions de GES de la grande quantité de terres naturelles qui est converti en terres cultivées à l'échelle mondiale pour soutenir le développement des biocarburants. La première de ces études, menée à l' Université du Minnesota, a constaté que:

... La conversion des forêts tropicales, les tourbières, des savanes ou prairies pour produire des biocarburants à base d'aliments au Brésil, en Asie du Sud-Est, et aux États-Unis crée une «dette carbone des biocarburants» par déclenchement 17 à 420 fois plus de CO₂que le gaz à effet de serre annuelle (GES ) des réductions de ces biocarburants fournissent en déplaçant les combustibles fossiles.

Cette étude ne prend pas seulement en compte l'enlèvement de la végétation d'origine (comme le bois ou par combustion), mais aussi la biomasse présente dans le sol, par exemple les racines, qui est libéré sur labour continué. Il a également souligné que:

... Les biocarburants produits à partir de déchets de la biomasse ou de la biomasse cultivée sur les terres agricoles dégradées et abandonnées plantés de plantes vivaces encourent peu ou pas de dette de carbone et peuvent offrir des avantages immédiats et durables GES.

La deuxième étude, menée àl'Université de Princeton, a utilisé un modèle agricole mondial pour montrer que:

... L'éthanol à base de maïs, au lieu de produire une économie de 20%, près du double des émissions à effet de serre de plus de 30 ans et augmente l'effet de serre pour les 167 années.

Les deux études scientifiques mettent en évidence la nécessité pour les biocarburants durables, en utilisant des matières premières qui minimisent la concurrence pour les terres agricoles de premier ordre. Ceux-ci comprennent la ferme, de la forêt et de flux de déchets municipaux; cultures énergétiques cultivées sur des terres marginales, et les algues. Ces biocarburants de deuxième génération "matières premières devraient permettre de réduire considérablement les émissions de GES par rapport aux biocarburants de première génération, comme l'éthanol de maïs". En bref, les biocarburants fait non durable pourraient rendre le problème climatique pire, tandis que les biocarburants fait durablement pourraient jouer un rôle de premier plan dans la résolution du problème du carbone.

Production durable de biocarburants

Des politiques responsables et les instruments économiques aideraient à assurer que les biocarburants commercialisation, y compris le développement de nouvelles technologies cellulosiques, est durable. Pratiques de production durable de biocarburants ne seraient pas entraver aliments et de fibres, ni causer des problèmes de l'eau ou de l'environnement, et faciliteraient effectivement fertitlity du sol. Commercialisation responsable des biocarburants représente une opportunité pour améliorer les perspectives économiques durables en Afrique, en Amérique latine et en Asie appauvrie.

L'érosion des sols, la déforestation et la biodiversité

Il est important de noter que carbone composés dans les déchets de la biomasse qui est laissé sur le terrain sont consommés par d'autres micro-organismes. Ils se décomposent de la biomasse dans le sol pour produire de précieux nutriments qui sont nécessaires pour les récoltes à venir. Sur une plus grande échelle, les déchets de la biomasse végétale fournit la petite faune habitat, qui à son tour se répercute à travers la chaîne alimentaire. L'utilisation humaine généralisée de la biomasse (qui serait normalement composter le domaine) menacerait ces organismes et des habitats naturels. Quand éthanol cellulosique est produit à partir de matières premières comme le panic raide et a vu l'herbe, les nutriments qui ont été nécessaires pour développer la lignocellulose sont éliminés et ne peuvent pas être traités par micro-organismes pour reconstituer les éléments nutritifs du sol. Le sol est alors de moins bonne qualité. Perte de structures profondes de la couverture du sol accélère insoutenable l'érosion des sols .

D'importantes zones de natif forêt amazonienne ont été défrichées par brûlis techniques pour faire place à la canne à sucre de production, qui est utilisé en grande partie pour le carburant d'éthanol au Brésil, et la croissance de l'éthanol exportations. À grande échelle déboisement d'arbres matures (qui aident à éliminer CO ₂ grâce à la photosynthèse - beaucoup mieux que ne le fait la canne à sucre ou de la plupart des autres cultures de biocarburants de matières premières faire) contribue à ONU- durables réchauffement global de l'atmosphère de gaz à effet de serre niveaux, la perte de l'habitat, et une réduction de la valeur de la biodiversité . La demande de biocarburants a conduit à défricher des terres pour Palm Oil plantations.

Une partie de la biomasse doit être maintenu sur place pour soutenir la ressource du sol. Normalement, ce sera sous la forme de biomasse brute, mais la biomasse traitée est également une option. Si la biomasse exporté est utilisé pour produire un gaz de synthèse, le processus peut être utilisé pour co-produire le biochar, un charbon à basse température utilisée comme amendement de sol pour augmenter la teneur en matière organique à un degré pratique avec des formes moins récalcitrants de carbone organique. Pour la co-production de biochar à être largement adopté, la valeur de la séquestration du carbone et de l'amendement des sols de charbon de coproduction doit dépasser sa valeur nette comme une source d'énergie.

Aldéhydes

Le formaldéhyde, l'acétaldéhyde et d'autres aldéhydes sont produits lorsque les alcools sont oxydée. Quand seulement un mélange de 10% d'éthanol est ajoutée à l'essence (comme cela est courant en Amérique du E10 gasohol ou ailleurs), les émissions d'aldéhydes augmenter de 40%. Certains résultats de l'étude sont contradictoires sur ce fait cependant, et l'abaissement de la teneur en soufre de mélanges de biocarburants réduit les niveaux d'acétaldéhyde. Brûler le biodiesel émet également des aldéhydes et autres composés aromatiques potentiellement dangereuses qui ne sont pas réglementés dans les lois sur les émissions.

Beaucoup aldéhydes sont toxiques pour les cellules vivantes. Formaldéhyde irréversible liens croisés protéines acides aminés , qui produit la chair dure de corps embaumés. À des concentrations élevées dans un espace clos, le formaldéhyde peut être un irritant des voies respiratoires du nez causant significative saigne, détresse respiratoire, les maladies pulmonaires, et maux de tête persistants. Acétaldéhyde, qui est produite dans le corps par les buveurs d'alcool et a trouvé dans la bouche des fumeurs et ceux qui hygiène orale pauvre, est cancérigène et mutagène.

L'Union européennea interdit les produits qui contiennentdu formaldéhyde, en raison de ses documentéscaractéristiques cancérigènes. Les É.U Environmental Protection Agency a marqué le formaldéhyde comme une cause probable de cancer chez les humains.

Brésil brûle d'importantes quantités de biocarburant éthanol. Gaz chromatographe études ont été réalisées de l'air ambiant à São Paulo au Brésil, et par rapport à Osaka au Japon, qui ne brûle pas le carburant à l'éthanol. Atmosphérique formaldéhyde était de 160% supérieur au Brésil, et l'acétaldéhyde était de 260% plus élevé.

L'impact social et de l'eau en Indonésie

Dans certains endroits comme l'Indonésie déforestation pour les plantations d'huile de palme conduit à un déplacement des peuples autochtones. Aussi, l'utilisation extensive de pesticides pour les cultures de biocarburants réduit l'approvisionnement en eau potable.

Les organisations environnementales position

Certains groupes environnementaux traditionnels soutiennent les biocarburants comme une étape importante vers ralentir ou d'arrêter le changement climatique mondial. Cependant, la production de biocarburants peut menacer l'environnement si elle ne se fait pas de manière durable. Cette constatation a été soutenu par les rapports de l' ONU , le GIEC, et quelques autres groupes environnementaux et sociaux plus petits que le BEE et la Banque Sarasin, qui restent généralement négative sur les biocarburants.

En conséquence, les organisations gouvernementales et environnementales se tournent contre les biocarburants produits à une manière non-durable (préférant présente certaines sources de pétrole comme le jatropha et la lignocellulose sur l'huile de palme ) et demandent un soutien mondial pour cela. Aussi, outre l'appui de ces biocarburants plus durables, les organisations environnementales réorientent aux nouvelles technologies qui ne utilisent des moteurs à combustion interne, tels que l'hydrogène et l'air comprimé.

La «Table ronde sur les biocarburants durables" est une initiative internationale qui rassemble les agriculteurs, les entreprises, les gouvernements, les organisations non gouvernementales, et les scientifiques qui sont intéressés à la durabilité de la production et la distribution de biocarburants. En 2008, la table ronde est de développer une série de principes et de critères pour la production durable de biocarburants à travers des réunions, des téléconférences et des discussions en ligne.

La fabrication accrue de biocarburants exigera des zones terrestres augmentant à être utilisée pour l'agriculture. Processus de biocarburants deuxième génération et troisième peuvent soulager la pression sur les terres, car ils peuvent utiliser la biomasse des déchets, et les sources existantes (inexploitées) de la biomasse comme les résidus de cultures et les algues potentiellement encore marin.

Dans certaines régions du monde, une combinaison de la demande croissante de nourriture, et la demande croissante pour les biocarburants, est à l'origine de la déforestation et les menaces à la biodiversité. Le meilleur exemple de cela est signalé l'expansion des plantations de palmiers à huile en Malaisie et en Indonésie, où la forêt est détruite à établir de nouvelles plantations de palmiers à huile. Il est un fait important que 90% de l'huile de palme en Malaisie produite est utilisée par l'industrie alimentaire; donc les biocarburants ne peuvent pas être tenus pour seuls responsables de cette déforestation. Il ya un besoin pressant pour la production d'huile de palme durable pour les industries alimentaires et du carburant; l'huile de palme est utilisée dans une grande variété de produits alimentaires. La Table ronde sur les biocarburants durables travaille à définir des critères, des normes et des processus visant à promouvoir les biocarburants produits de manière durable. L'huile de palme est également utilisé dans la fabrication de détergents, et en production d'électricité et de chaleur à la fois en Asie et dans le monde (au Royaume-Uni brûle l'huile de palme dans les centrales au charbon pour produire l'électricité).

Domaine important est susceptible d'être dédiée à la canne à sucre dans les années à venir, car la demande pour l'éthanol augmente dans le monde entier. L'expansion des plantations de canne à sucre exercera une pression sur les écosystèmes indigènes sensibles à l'environnement, y compris la forêt tropicale en Amérique du Sud. Dans les écosystèmes forestiers, ces effets se seront saper les avantages climatiques de carburants alternatifs, en plus de représenter une menace majeure pour la biodiversité mondiale.

Bien que les biocarburants sont généralement considérés pour améliorer la production nette de carbone, le biodiesel et les autres combustibles font produire la pollution locale de l'air, y compris lesoxydes d'azote, la principale cause desmog.

Potentiel de réduction de la pauvreté

Des chercheurs de l' Institut de développement d'outre-mer ont fait valoir que les biocarburants pourraient aider à réduire la pauvreté dans le monde en développement, à travers l'augmentation de l'emploi , plus larges multiplicateurs de croissance économique et des effets de prix de l'énergie. Cependant, ce potentiel est décrit comme «fragile», et se réduit où la production de matières premières tend à être à grande échelle, ou fait pression sur les ressources agricoles limitées: l'investissement de capital, la terre, l'eau et le coût net de la nourriture pour les pauvres.

En ce qui concerne le potentiel de réduction de la pauvreté ou l'exacerbation, les biocarburants comptent sur ​​un grand nombre des mêmes lacunes politiques, réglementaires ou d'investissement qui entravent l'agriculture comme une voie de réduction de la pauvreté. Comme beaucoup de ces lacunes exigent l'amélioration des politiques au niveau d'un pays plutôt qu'un mondiale, ils plaident pour une analyse pays par pays des effets de la pauvreté potentiels des biocarburants. Ce serait considérer, entre autres choses, des systèmes d'administration des terres, la coordination du marché et la priorité aux investissements dans le biodiesel , que cette «génère plus de travail, a des coûts de transport moins élevés et utilise la technologie plus simple».

prix des biocarburants

Vente au détail, les prix à la pompe, y compris les subventions américaines, fédérales et étatiquestaxes automobiles, les prix B5 / B2 pour bas niveau de biodiesel (B2-B5) sont plus faibles quele pétrolediesel d'environ 12 cents, et B20 sont les mêmes par unité de volume pétrodiesel.

En raison de la teneur en énergie 1/3 inférieur ducarburant à l'éthanol, même le coût net fortement subventionnés à conduire une distance spécifique dansles véhicules polycarburants est plus élevé que les prix actuels de l'essence.

L'efficacité énergétique et le bilan énergétique des biocarburants

La production de biocarburants à partir de matières premières nécessitede l'énergie(pour l'agriculture, le transport et la conversion au produit final, et la production / application desengrais, pesticides, herbicides, et fongicides), et a des conséquences environnementales.

Le bilan énergétique d'un biocarburant est déterminée par la quantité d'énergie mise à la fabrication de carburant par rapport à la quantité d'énergie libérée lors de la combustion dans un véhicule. Cela varie selon la charge et selon les hypothèses retenues. Biodiesel fabriqué à partir de tournesols peut produire que 0,46 fois le taux d'énergie de carburant d'entrée. Le biodiesel fabriqué à partir de soja peut produire 3,2 fois le taux de combustibles fossiles d'entrée. Cela se compare à 0,805 pour l'essence et 0,843 pour le diesel à base de pétrole. Biocarburants peut nécessiter un apport d'énergie plus élevée par unité de BTU contenu de l'énergie produite à combustibles fossiles : pétrole peut être pompée hors de la terre et traitées de manière plus efficace que les biocarburants peuvent être cultivés et transformés. Cependant, ce ne sont pas nécessairement une raison d'utiliser l'huile à la place des biocarburants, ni avoir un impact sur ​​les avantages environnementaux fournis par un biocarburant donné.

Des études ont été faites qui calcule les bilans énergétiques pour la production de biocarburants. Certains d'entre eux montrent de grandes différences en fonction de la charge de biomasse utilisée et l'emplacement.

Pour expliquer un exemple spécifique, un Juin 17, 2006 éditorial dans le mur. St. Journal a déclaré, "La recherche la plus largement citée sur provient de David Pimental de Cornell et Ted Patzek de Berkeley ce sujet Ils ont trouvé que cela prend plus d'un gallon de carburant fossile pour faire un gallon d'éthanol -.. 29% de plus Voilà parce qu'il faut d'énormes quantités d'énergie fossile de cultiver du maïs (l'utilisation d'engrais et de l'irrigation), pour transporter les récoltes et ensuite transformer ce maïs en éthanol. "

les évaluations du cycle de vie de biocarburants spectacle de production que dans certaines circonstances, les biocarburants ne produisent que des économies limitées dans les émissions d'énergie et de gaz à effet de serre. intrants d'engrais et le transport de la biomasse sur de grandes distances peuvent réduire les économies de GES obtenus. L'emplacement des usines de transformation de biocarburants peut être planifié pour minimiser le besoin de transport, et les régimes agricoles peut être développé pour limiter la quantité d'engrais utilisée pour la production de biomasse. Une étude européenne sur les émissions de gaz à effet de serre a constaté que les puits à la roue (WTW) CO ₂ émissions de biodiesel à partir de cultures de semences telles que le colza pourrait être presque aussi élevé que le diesel fossile. Il a montré un résultat similaire pour la bio-éthanol à partir de cultures d'amidon, ce qui pourrait avoir presque autant de CO WTW ₂ émissions que l'essence fossile. Cette étude a montré que les biocarburants de deuxième génération ont beaucoup plus faibles CO WTW ₂ émissions.

Autres études ACV indépendantes montrent que les biocarburants économiser environ 50% du CO ₂ émissions des combustibles fossiles équivalents. Ce peut être augmentée à 80-90% d'économies d'émissions de GES si les processus de deuxième génération ou des régimes de croissance des engrais réduit sont utilisés. D'autres économies de GES peuvent être obtenus en utilisant des sous-produits à fournir de la chaleur, comme l'utilisation de la bagasse pour la production d'énergie d'éthanol à partir de canne à sucre.

Colocalisation des usines de transformation synergiques peut améliorer l'efficacité. Un exemple est d'utiliser la chaleur d'échappement d'un procédé industriel pour la production d'éthanol, qui peut ensuite recycler l'eau de traitement refroidisseur, au lieu d'évaporation de l'eau chaude qui réchauffe l'atmosphère.

Biocarburants et l'efficacité de l'énergie solaire

Biocarburants à partir de matières végétales convertissent l'énergie qui a été capturé à l'origine à partir de l'énergie solaire via la photosynthèse . Une comparaison de l'efficacité de conversion de l'énergie solaire en énergie utilisable (en tenant compte des budgets d'énergie entières) montre que le photovoltaïque sont 100 fois plus efficace que l'éthanol de maïs et 10 fois plus efficace que le meilleur biocarburant.

Centralisée vs production décentralisée

Il existe un débat autour du meilleur modèle pour la production.

Un côté voit légumes centralisée offre de la production de carburant à l'huile

• efficacité
• un plus grand potentiel pour la normalisation de carburant
• la facilité d'administration de taxes
• possibilité d'une expansion rapide

L'autre côté des points d'argument à

• la sécurité accrue de carburant
• la création d'emplois en milieu rural
• moins d'un «monopolistique»ou«marché oligopolistique »en raison de l'augmentation du nombre de producteurs
• avantages à l'économie locale en tant que plus grande partie des profits restent dans l'économie locale
• diminué de transport et degaz à effetde produits de matières premières et à la fin
• consommateurs à proximité de et capables d'observer les effets de la production

La majorité des marchés de biocarburants établis ont suivi le modèle centralisé avec quelques petites ou micro-producteurs qui détiennent un segment mineur du marché. Une exception notable à cette règle est le marché pur huile végétale (PPO) en Allemagne, qui a augmenté de façon exponentielle jusqu'à ce que le début de 2008, lorsque la hausse des prix des matières premières et de l'introduction de la taxe sur le carburant combinée à étouffer le marché. Carburant a été produit dans des centaines de petites huileries réparties dans toute l'Allemagne souvent exécuté dans le cadre des entreprises agricoles.

Initialement la qualité du carburant pourrait être variable, mais que le marché a mûri nouvelles technologies ont été mis au point qui a fait beaucoup d'améliorations. Comme les technologies entourant cette utilisation et de la production de carburant améliorée rapidement augmenté avec colza PPO d'huile formant un segment important de biocarburants de transport consommée en 2007.