Войти
Шесть типичных бразильских моделей с гибким топливом от нескольких автопроизводителей, в основном называемые "гибкими" автомобилями, которые работают на любых смесях водного этанола (E100 ) и бензина (от E20 до E25 ).Бразилия является вторым по величине топлива на этаноле в мире. Бразилия и США в течение нескольких лет лидировали в промышленном производстве топлива на основе этанола, на долю которых приходится 85 Бразилия произвела 26,72 миллиарда литров (7,06 миллиарда жидких галлонов США ), что составляет 26,1 процента от общего объема этанола, использованного в мире топлива в 2017 году.
В период с 2006 по 2006 год В 2008 году Бразилия была признана страной первой в мире «устойчивой» биотопливной экономикой и лидером отрасли биотоплива, полити ческой моделью для других стран; а этанол из сахарного тростника - «Самым успешным альтернативным топливом на сегодняшний день». Некоторые авторы считают, что успешная бразильская этанольная модель устойчивой только в Бразилии из-за ее передовой агропромышленной технологии и огромного количества доступных пахотных земель; в то время как по мнению других авторов, это решение только для некоторых стран тропической зоны Латинской Америки, Карибского бассейна и Африки. Однако в последние годыилось биотопливо более позднего поколения, в котором используются пищевые культуры, специально выращенные для производства топлива.
Бразильская программа производства этанола, действующая 40 лет назад, основанная на самой эффективной в мире технологии выращивания сахарного тростника, использует современное оборудование и дешевый сахарный тростник в качестве сырья, остаточный тростник - отходы (жмых ) используются для производства тепла и электроэнергии, что приводит к очень конкурентоспособной цене, а также к высокому энергетическому балансу (выходная энергия / входная энергия), изменяется от 8,3 для среднего который который который который который использует который который использует который использует условий до 10,2 для наилучшего производства. В 2010 г. EPA США обозначило бразильский этанол из сахарного тростника как передовое биотопливо из-за 61% сокращения общего жизненного цикла выбросов парниковых газов, включая прямые косвенные Выбросы от изменений в землепользовании.
В Бразилии можно использовать по всей стране. Здесь типичная заправочная станция Петробрас в Сан-Паулу с двумя видами топлива, отмеченная буквой A для спирта (этанола) и G для бензина. в Бразилии больше нет легковых автомобилей, работающих на чистом бензине. С 1976 года правительство сделало обязательным смешивать безводный этанол с бензином, в пределах от 10% до 22%. и требует незначительной регулировки на обычных бензиновых двигателях. В 1993 году обязательная смесь установлена на уровне 22% безводного этанола (E22 ) по объему по всей стране, но с правом внесения различных процентных содержания этанола в пределах границ. В 2003 году эти лимиты были установлены на уровне минимум 20% и максимум 25%. С 1 июля 2007 г. обязательная смесь - 25% этанола безводного и 75% бензина или смесь E25. Нижний предел был снижен до 18% в апреле 2011 года из-за повторяющейся нехватки этанола и высоких цен между сезонами сбора урожая. К середине марта 2015 года правительство временно увеличило долю этанола в обычном бензине с 25% до 27%.
Бразильская автомобильная промышленность разработала автомобили с гибким топливом, которые могут работать на любых пропорциях бензина. бензин (смесь E20-E25 ) и водный этанол (E100 ). Представленные на рынке в 2003 году автомобили Flex стали коммерчески успешными, доминируя на рынке легковых автомобилей с 94% рыночной долей всех новых автомобилей и легковых автомобилей, проданных в 2013 году. К середине 2010 года было 70 доступных по состоянию на декабрь 2013 года 15 производителей автомобилей с гибким топливом, доминируя во всех сегментах легких транспортных средств, за исключением спортивных автомобилей, внедорожников и минивэнов. Совокупное производство автомобилей достигло отметки в 10 миллионов единиц в марте 2010 года, в июне 2013 года достиг рубежа в 20 миллионов единиц. По состоянию на июнь 2015 года совокупные продажи автомобилей с гибким топливом составило 25,5 миллионов единиц, производство гибких мотоциклов в марте 2015 года составило 4 миллиона.
Успех «гибких» автомобилей вместе с обязательной смесью E25 по всей стране достижения уровня потребления этанола в стране. рыночная доля парка с бензиновыми двигателями в феврале 2008 года составляла 50%. Что касается эквивалента энергии, этанол из сахарного тростника составляющий 17,6% от общего потребления энергии в транспортном секторе в 2008 году..
| Историческая эволюция смесей этанола, страны в Бразилии. (1976 –2015) | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Год | Этанол. смесь | Год | Этанол. смесь | Год | Этанол. смесь |
| 1931 | 1989 | 2004 | |||
| 1976 | 1992 | 2005 | |||
| 1977 | 1993–98 | 2006 | |||
| 1978 | 1999 | 2007 | |||
| 1981 | 2000 | 2008 | |||
| 1982 | 2001 | 2009 | |||
| 1984–86 | 2002 | 2010 | |||
| 1987–88 | 2003 | 2011 | |||
| 2015 | |||||
| Источник: JA Пуэрто-Рика (2007), Таблица 3.8, стр. 81–82. Примечание: сокращение в 2010 году с E25 до E20 было временным и имело место в период с февраля поель.. В апреле 2011 года нижний предел был снижен до E18. | |||||
Сахарный тростник выращивают в Бразилии с 1532 года, поскольку сахар был одним из первых товаров, экспортированных в Европу португальскими поселенцами. Первое использование этанола из сахарного тростника в качестве топлива в Бразилии относится к концу двадцатых и начале тридцатых двадцатого века, когда в стране представлены автомобили. Производство этанола достигло пика во время Второй мировой войны, угроза немецких подводных лодокали поставкам нефти, обязательная смесь достигла 50% в 1943 году. После окончания войны дешевая нефть привела к преобладанию бензина и смеси этанола использовались лишь спорадически, в основном для первого выброса излишков сахара, до семидесятых годов, когда нефтяной кризис привел к нехватанию бензина и осознания опасности нефтяной зависимости. В ответ на этот кризис правительство Бразилии начало продвигать биоэтанол в качестве топлива. Национальная программа по алкоголю -Pró-Álcool- (португальский : Programa Nacional do Álcool), запущенная в 1975 году, представляющая собой финансируемую общенациональную программу по поэтапному отказу от автомобильного топлива, полученного из ископаемого топлива, например, бензин, в пользу этанола, произведенного из сахарного тростника.
Бразильский Fiat 147 1979 года был первым выпущенным на рынке современным автомобилем, способным работать только на водном топливе этанола (E100 ).Первая фаза программы была сосредоточена на производстве безводного этанола для смешивания с бензином. Правительство Бразилии колебалось с 1976 по 1992 год в пределах 10%. 219>E0 ) больше не продается в стране федеральный закон 1993 года, устанавливает обязательную смесь 22% безводного этанола (E22 ) по всей стране. ную устанавливаетют процентное содержание этанола в определенных границах; и с 2003 г. эти ограничения были установлены на уровне максимум 25% (E25 ) и минимум 20% (E20 ) по объему. С тех пор правительство установило процентное содержание этанольных смесей в соответствии с результатами сбора сахарного тростника и уровнями производства этанола из сахарного тростника, что привело к вариациям в смесях в одного года.
Историческая справка. Тенденция производства легковых автомобилей в Бразилии для типов топлива: чистый этанол (спирт), гибкое топливо и бензин с 1979 по 2017 год. С июля 2007 года обязательная смесь состоит из 25% безводного этанола и 75% бензина или смеси E25. Однако в 2010 году, в результате проблем с поставками высоких цен на этанол на топливо, правительство временное 90-е сокращение смеси с E25 до E20, начиная с 1 февраля 2010 года. К середине марта 2015 года правительство временно увеличило долю этанола в смесях. обычный бензин от 25% до 27%. Смесь бензина премиум-класса была сохранена на уровне 25% по запросу ANFAVEA, бразильской ассоциации автопроизводителей, из-за опасных воздействий на более высокую смесь на автомобили, которые были построены для E25, в отличие от автомобилей с гибким топливом. Правительство одобрило более широкую смесь в качестве стимула для производителей этанола в связи с существующим избытком этанола в размере более 1 миллиарда литров (264 миллиона галлонов США). Ожидается, что внедрение E27 позволит сократить запасы до конца 2015 года.
После испытаний в государственных автопарках с использованием прототипами, разработанными местными автопроизводителями и вызванными вторым нефтяным кризисом, Fiat 147, первый современный коммерческий автомобиль на чистом этаноле (только E100 ) был выпущен на рынок в июле 1979 года. Бразилия использует важные драйверы для индустрии этанола: гарантированные закупки государственной нефтяной компании Petrobras, ссуды под низкие проценты для агропромышленных компаний, производящих этанол, и фиксированные цены на бензин и этанол, при водном этаноле, продавался за 59% установленная цена на бензин на заправке. Субсидирование производства этанола таким образом и установление искусственно заниженной цены сделали этанол альтернативой бензину.
После того, как к концу 1980-х годов на чистом этаноле работало более 4 миллионов легковых и легких грузовиков, что составляло одну треть от общего объема производства. Автопарк страны, производство этанола и продажа автомобилей, работающих только на этаноле, упали из-за нескольких факторов. Во-первых, цены на бензин резко упали в результате избытка нефти в 1980-х годах, но в основном из-за нехватки этанола на местном рынке тысячи автомобилей остались в очереди на заправках или закончилось топливо в их гаражей к середине 1989 года. Предложение не могло быть успевать за растущим спросом, которое требовалось теперь значительному автопарку, работающему только на этаноле, бразильское правительство начало импорт этанола в 1991 году. С 1979 по декабрь 2010 года чистые автомобили на этаноле составили 5,7 миллиона единиц. Количество чистых транспортных средств на этаноле, которые все еще используются, оценивалось от 2 до 3 миллионов автомобилей к 2003 году и оценивалось в 1,22 миллиона на декабрь 2011 года.
2003 Бразильский VW Gol 1.6 Total Flex был первым автомобилем с универсальным топливом, способным работать на любых смесях бензина и этанола. Доверие к автомобилю, работающим на этаноле, было восстановлено только с введением в Бразильский рынок транспортных средств с гибким топливом. В марте 2003 года Volkswagen выпустил на бразильский рынок Gol 1.6 Total Flex, первый коммерческий автомобиль с гибким топливом, способный работать на любой смеси бензина и этанола. К 2010 году автомобилей с гибким топливом включают Chevrolet, Fiat, Ford, Peugeot, Renault, Volkswagen, Honda, Mitsubishi, Toyota, Citroën, Nissan и Киа Моторс. В 2013 году Ford выпустил первый автомобиль на гибком топливе с прямым впрыском: Focus 2.0 Duratec Direct Flex.
На автомобили с гибким топливом приходилось 22% продаж автомобилей в 2004 году, 73% в 2005 году, 87,6% в июле 2008 года. и достигла рекордных 94% в августе 2009 года. Совокупное производство автомобилей с гибким топливом и легких коммерческих автомобилей достигло рубежа в 10 миллионов автомобилей в марте 2010 года и 15 миллионов в январе 2012 года. Регистрация легковых автомобилей с гибким топливом и легких грузовиков на долю легковых автомобилей и легковых автомобилей, проданных в стране в 2012 году, приходилось 87,0%. В июне 2013 года производство превысило отметку в 20 миллионов единиц. К концу 2014 года автомобили с гибким топливом составляли 54% зарегистрированных в Бразилии запасов легких грузовых автомобилей. грузовые автомобили, в то время как автомобили с бензиновым двигателем составляли 34,3%. По состоянию на июнь 2015 года совокупные продажи легковых автомобилей с гибким топливом составили 25,5 миллиона единиц.
Быстрое внедрение и коммерческий успех «гибких» автомобилей, как их называют, вместе с обязательной добавкой алкоголя с бензином в качестве топлива E25, увеличили потребление этанола до такой степени, что к февралю 2008 года Был достигнут ориентир в потреблении этанола, когда розничные продажи этанола превысили 50% доли рынка бензинового парка. Такой уровень потребления этанола не был достигнут с конца 1980-х, на пике программы Pró-Álcool.
Honda Honda CG 150 Titan Mix 2009 года была запущена на бразильском рынке и стал первым в мире мотоциклом flex-fuel . Под эгидой проекта Биоэтанол для устойчивого транспорта (BEST) был выпущен первый этанол автобус с двигателем (ED95 ) начал свою работу в городе Сан-Паулу в декабре 2007 года в качестве годового пробного проекта. Второй пробный автобус ED95 начал работать в городе Сан-Паулу в ноябре 2009 года. На удовлетворительных результатов, полученных в ходе трехлетней пробной эксплуатации двух автобусов, в ноябре 2010 года муниципальные власти Сан-Паулу Город Паулу подписал соглашение с UNICA, Cosan, Scania и Viação Metropolitana ", местным автобусным оператором, с введением автопарка из 50 единиц этанола. Цель местных властей в том, весь автобусный парк города, состоящий из 15 000 автобусов с дизельным двигателем В июне 2011 года использовались только двигатели возобновляемые виды топлива. Первые автобусы, работающие на этаноле, были поставлены в мае 2011 года, 50 автобусов ED95, работающих на этаноле, начать регулярное обслуживание в Сан-Паулу. 2011 года.
Еще одним нововведением Первый гибкий мотоцикл был выпущен на рынке Honda в марте 2009 года. м Moto Honda da Amaz ônia, CG 15 0 Titan Mix продается примерно за 2700 долларов США. быть не менее 20% бензина п ри температуре ниже 15 ° C (59 ° F). В сентябре 2009 года Honda выпустила второй мотоцикл с гибким топливом для бездорожья. К декабрю 2010 года оба мотоцикла Honda с гибким топливом достигли совокупных продаж 515 726 единиц, что составляет 18,1% рыночной доли новых продаж новых мотоциклов в Бразилии в 2010 году. Два других мотоцикла с гибким топливом, произведенные Honda, были запущены в производство в Октябрь 2010 и Январь 2011 года. CG 150 FAN и Honda BIZ 125 Flex. В течение 2011 года было произведено 956 117 мотоциклов с гибким топливом, что увеличило долю рынка до 56,7%. В августе 2012 года производство автомобилей с гибким топливом превысило рубеж в 3 миллиона мотоциклов 2013 года и отметка в 4 миллиона мотоциклов в марте 2015 года.
| Производство этанола в Бразилии 2004–2019 гг.. (Миллионы галлонов США ) | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 |
| 3,989 | 4,227 | 4,491 | 5,019 | 6,472 | 6,578 | 6,922 | 5,573 | 5,577 | 6,267 | 6,760 | 7 200 | 6,760 | 6,860 | 7,920 | 8620 |
| Примечание: (a) 2004–06 гг.) Только этанол в 2007 г. г. г. –10 и 2014-20 гг. | |||||||||||||||
Производство этанола в Бразилии использует сахарный тростник в качестве сырья и опирается на технологии первого поколения, основанные на использовании из сахароза содержание сахарного тростника. Выход этанола с 1975 года увеличился на 3,77% в год, и рост производительности основан на улучшениях в сельскохозяйственной фазе производственного процесса. Ожидается, что дальнейшее совершенствование передовой практики позволит в краткосрочной и среднесрочной перспективе среднюю производительность по этанолу 9000 литров на гектар.
К июлю 2008 года в Бразилии работало 378 заводов по производству этанола, 126 предназначены для производства этанола, и 252 предприятия производят как сахар, так и этанол. Есть еще 15 заводов, специализирующихся исключительно на производстве сахара. Эти заводы имеют установленную мощность по переработке 538 миллионов метрических тонн сахарного тростника в год, и ожидается, что к 2009 году будут построены 25 заводов, которые добавят дополнительные мощности по переработке 50 миллионов тонн сахарного тростника. в год. Типичный завод стоит около 150 миллионов долларов США и требует наличия поблизости плантации сахарного тростника площадью 30 000 га.
Производство урожая с 1990/91 по 2007/08 год. Зеленый цвет - гидратированный этанол (E100), желтый - использование безводного этанола для смешивания газохола. Производство этанола сосредоточено в Центральном и юго-восточном регионах страны, во главе находится штат Сан-Паулу, на которые приходится около 60% общего производства этанола в стране, за которой следуют Парана (8%), Минас-Жерайс (8%) и Гояс (5%). На эти два региона с 2005 года приходится 90% производства этанола в Бразилии, сезон сбора урожая длится с апреля по ноябрь. Северо-восточный регион отвечает за оставшиеся 10% производства этанола, во главе с Alagoas с 2% производства. Сезон сбора урожая в Северо-Северо-Восточном регионе длится с сентября по март, средний урожайность в этом регионе, чем в Южно-Центральном регионе. Из-за разницы в двух основных сезонах сбора урожая бразильские данные по производству сахара и этанола обычно представляются на основе урожая за два года, а не за календарный год.
Ожидается, что в урожае 2008/09 г. около 44% сахарного тростника будет для производства сахара, 1% - для алкогольных напитков и 55% - для производства этанола. Предполагается, что в 2008/09 году урожая этанола будет произведено от 24,9 млрд литров (6,58 млрд жидких галлонов США ) до 27,1 млрд литров (7,16 млрд предназначено для рынка США, всего 4,2 миллиарда литров на экспорт, из которых примерно 2,5 миллиарда литров (660 миллионов галлонов) предназначены для рынка США. В 2008 году в Бразилии было 276 гектаров пахотных земель, из которых 72% использовались под пастбища, 16,9% - под зерновые культуры и 2,8%
сахар и этанол используют одно и То же сырье и их промышленная переработка, обычно используется вместе, примерно 1,5% всех пахотных земель, в этой отрасли было 642 848 рабочих, а по мере распространения производства этанола в 2005 году в выращивании и индустрии сахарного тростника было 982 604 рабочих, в том числе 414 668 рабочих на полях сахарного тростника, 439 573 рабочих на сахарных зав одах и 128 363 рабочих в заводы по производству этанола. В то время как занятость на заводе по производству этанола выросла на 88,4% с 2000 по 2005 год, занятость на сахарных полях выросла только на 16,2% в результате расширения механической уборки вместо ручной, что позволяет избежать сжигания полей сахарного тростника перед ручной обрезкой, а также характеристики. Штатами с наибольшей занятостью в 2005 г. Были Сан-Паулу (39,2%), Пернамбуку (15%), Алагоас (14,1%), Парана (7%) и Минас-Жерайс (5,6%).
С 2009 года бразильская промышленность по производству этанола переживает кризис, вызванный множеством причин. К ним защитный экономический кризис 2008 года ; плохой урожай сахарного тростника из-за неблагоприятной погоды; высокие цены на сахар на мировом рынке, делавшие более привлекательные производство сахара, чем этанола; замораживание цен на бензин и дизельное топливо, введенное правительством Бразилии. Производство этанола в Бразилии в 2011 году составило 21,1 миллиарда литров (5,6 миллиарда жидких галлонов в США) по сравнению с 26,2 миллиарда литров (6,9 миллиарда галлонов) в 2010 году, а в 2012 году производство этанола было на 26% ниже, чем в 2008 году. 41 завод по производству этанола из примерно 400 были закрыты, урожайность сахарного тростника упала со 115 тонн с гектара в 2008 году до 69 тонн с гектара в 2012 году.
Дефицит предложения наблюдался в течение нескольких месяцев в течение 2010 года и 2011 г., и цены выросли до такой степени, что топливо на основе этанола перестало быть привлекательным для владельцев транспортных средств с гибким топливом; правительство уменьшило минимальную долю этанола в бензине, чтобы снизить спрос и предотвратить дальнейший рост цен на этанол; и впервые с 1990-х годов топливо (кукурузный) этанол было импортировано из Соединенных Штатов. Импорт в 2011–2012 годах составил около 1,5 млрд литров. Доля этанола на рынке транспортного топлива снизилась с 55% в 2008 году до 35% в 2012 году. В результате более высоких цен на этанол в сочетании с государственными субсидиями для удержания цен на бензин ниже его стоимость на международном рынке, к ноябрю 2013 года гибкость составила лишь 23%. Владельцы топливных автомобилей использовали этанол регулярно, по сравнению с 66% в 2009 году.
В 2014 году Бразилия произвела 23,4 миллиарда литров (6,19 миллиарда американских галлоновских галлонов) этанольного топлива, в течение этого года Бразилия импортировала этанол из США. США, ставшие вторым по величине экспортным рынком США в 2014 году после Канады и представляющие около 13% от общего американского экспорта. Производство восстановилось с 2015 года, Бразилия произвела 26,72 миллиарда литров (7,06 миллиарда жидких галлонов США ) в 2017 году, что составляет 26,1 процента от общего объема этанола, используемого в качестве топлива в мире..
Готовые к уборке плантации сахарного тростника (Saccharum officinarum), Итуверава, штат Сан-Паулу. 
Эволюция продуктивности этанола на гектар посевов сахарного тростника в Бразилии в период с 1975 по 2004 год. Источник: Goldemberg (2008). 
Типичный завод по производству этанола и обезвоживание, Пирасикаба, штат Сан-Паулу. 
Изменение цен на этанол для производителей в 2007 г., отражающее предложение в сезон урожая. Желтый - безводный этанол, зеленый - гидратированный этанол (R $ за литр). 
Топливо на этаноле, готовое к распределению, Пирасикаба, штат Сан-Паулу. Ключом развития этанольной промышленности в Бразилии сельскохозяйственные разработки исследования и разработки со стороны как государственного, так и частного сектора. Работа EMBRAPA, государственные учреждения, государственные институты и университеты, особенно Сан-Паулу, позволили Бразилии стать новатором. в области биотехнологии и агрономической практики, что привело к самой эффективной в мире выращивания сахарного тростника. Усилия были сосредоточены на повышении эффективности использования ресурсов и процессов для оптимизации производства гектарного сырья, в результате чего урожай сахарного тростника увеличился в три раза за 29 лет, так как средний урожай этанола в Бразилии вырос с 2024 литров с га в 1975 году до 5917. литров на га в 2004 г.; позволяет повысить эффективность производства этанола со скоростью 3,77% в год. Бразильские биотехнологии включают в себя создание одного из основных факторов производства урожая этанола с набором посевной площади. Увеличение общего извлекаемого сахара (TRS) из сахарного тростника было очень значительным, 1,5% в год в период с 1977 по 2004 год, что привело к увеличению с 95 до 140 кг / га. Нововведения в производственном процессе позволили увеличитьчу сахара в период с 1977 по 2003 год. Среднегодовое улучшение составило 0,3%; некоторые заводы уже достигли эффективности экстракции 98%.
Биотехнологические исследования и генетические улучшения приводят к разработке штаммов, которые более устойчивы к болезням, бактериям и вредителям, а также обладают способностью реагировать на различные среды, что расширяет выращивание сахарного тростника на районы, ранее считавшиеся непригодными для таких. культур. В 2008 году в Бразилии выращивается более 500 разновидностей сахарного тростника, и 51 из них выпущен только за последние десять лет. Четыре исследовательские программы, посвященные дальнейшему генетическому усовершенствованию. С середины девяностых годов бразильские биотехнологические лаборатории разработали трансгенные разновидности, которые до сих пор не поступают в продажу. Идентификация 40 000 генов тростника была завершена в 2003 году, и есть пара десятков исследовательских групп, работающих над функциональным геномом, все еще на экспериментальной стадии, но коммерческие результаты ожидаются в течение пяти лет.
Кроме того, в настоящее время ведутся исследования, касается биологической азотфиксации сахарного тростника, при этом наиболее частообещающие сорта растений демонстрируют урожайность, в три раза превышающую средний показатель по стране на почвах с очень низким плодородием, что позволяет избежать азотных удобрений. Также выполняются исследования по разработке этанола второго или целлюлозного этанола. В нормальном состоянии Сан-Паулул увеличивает объем сахара тростника на 12% и содержания сахара на 6,4% в течение следующего десятилетия. Этот прогресс в сочетании с повышением эффективности ферментации на 6,2% и экстракцией сахара на 2% может увеличить выход этанола на 29%, повышенная средняя продуктивность этанола до 9000 литров / га. Около 50 миллионов долларов США недавно было выделено на продвижение строительство этанола из сахарного тростника в Сан-Паулу.
Сахароза, извлеченная из сахарного тростника, составляет немногим более 30% химической энергии, хранящейся в собранных частях зрелого растения; 35% находится в листьях и кончиках стеблей, которые остаются на полях во время сбора урожая, а 35% - в волокнистом материале (жмыхе ), оставшемся после прессования. Большая часть промышленной переработки сахарного тростника в Бразилии осуществляется через интегрированную производственную цепочку, что позволяет производить промышленную переработку этанола и выработку электроэнергии из побочных продуктов. Типичные стадии крупномасштабного производства сахара и этанола включают помол, выработку электроэнергии, ферментацию, дистилляцию этанола и обезвоживание.
Собранный сахарный тростник обычно доставляется на завод полуприцепами. После контроля качества сахарный тростник промывают, измельчают и измельчают вращающимися ножами; сырье подается и экстрагируется набором комбинаций мельниц для сбора сока, называемого в Бразилии гарапа, который содержит 10–15% сахарозы и жмых, остатки волокна. Основной целью процесса измельчения является извлечение большего количества энергии из тростника, но достижением цели является сокращение использования энергии в качестве топлива, поскольку сжигается для выработки электроэнергии (см. ниже), что позволяет предприятию быть самодостаточным в энергии и вырабатывать электроэнергию для местной электросети. Затем тростниковый сок или гарапа фильтруют и обрабатывают химические вещества и пастеризуют. Перед испарением сок снова фильтруют, получая барду, жидкость, богатую органическими соединениями. Сироп, полученный в результате испарения, осаждают путем кристаллизации, получая смесь прозрачных кристаллов, окруженных мелассой. Центрифуга используется для отделения сахара от патоки, и кристаллы промываются добавлением пара, после чего кристаллы сушатся потоком воздуха. При охлаждении из сиропа выкристаллизовывается сахар. С этого момента процесс рафинирования сахара продолжает продолжать разные сорта сахара, а меласса продолжает отдельный процесс для производства этанола.
Полученная меласса обрабатывается, чтобы стать стерилизованной мелассой, свободной от примесей, готовой к ферментации. В процессе ферментации превращаются сахара в этанол путем добавления дрожжей. Время ферментации рассматривается от четырех до двенадцати часов, в результате чего содержание алкоголя составляет 7-10% от общего объема (° GL ), так называемое ферментированное вино. Дрожжи извлекаются из этого вина с помощью центрифуги. Благодаря различным точкам кипения спирт в сброженном вине отделяется от твердых твердых компонентов в состоянии покоя. Остающийся продукт представляет собой гидратированный этанол с концентрацией 96 ° GL, наивысшей концентрации этанола, которая может быть достигнута с помощью азеотропной <>дистилляции, и по национальной спецификации может содержать до 4,9% вода по объему. Этот водный этанол является топливом, используемым в автомобилях, работающих только на этаноле и flex в стране. Дальнейшее обезвоживание обычно осуществляется путем добавления химикатов до значений 99,7 ° GL для получения безводного этанола, который используется для получения обязательной смеси E25 страны. Дополнительная обработка, необходимая для преобразования гидратированного в безводный этанол, увеличивает стоимость топлива, поскольку в 2007 году средняя разница в цене производителей между ними составляет около 14% для штата Сан-Паулу. Эта разница в производственной цене, хотя и небольшая, способствует повышению конкурентоспособности гидратированного этанола (E100 ), используемой в Бразилии, не только с точки зрения местных цен на бензин, но и по сравнению с другими странами, такими как США и Швеция, которые используют только безводный этанол для своего парка гибкого топлива.
Заправка автомобилей этанолом E100 на заправочной станции Пирасикаба, Сан-Паулу.С первых дней жмых сжигали на заводе, чтобы обеспечить энергию, необходимую для промышленной части процесса.. Сегодня в передовой бразильской практике используются котлы высокого давления, которые увеличивают рекуперацию энергии, что позволяет большинству сахарно-этанольных заводов быть энергетически самодостаточными и даже продавать излишки электроэнергии коммунальным предприятиям. К 2000 году общее количество производимого жмыха сахарного тростника в год составляло 50 миллионов тонн / сухого вещества из более чем 300 миллионов тонн собранного сахарного тростника. Несколько авторов оценили потенциальное производство электроэнергии при использовании жмыха сахарного тростника в диапазоне от 1000 до 9000 МВт, в зависимости от используемой технологии и использования мусора. Одно коммунальное предприятие в Сан-Паулу покупает более 1% своей электроэнергии у сахарных заводов с производственной мощностью 600 МВт для собственного использования и 100 МВт для продажи. Согласно анализу Frost Sullivan, жмых сахарного тростника в Бразилии, используемый для выработки электроэнергии, достиг 3,0 ГВт в 2007 году и, как ожидается, достигнет 12,2 ГВт в 2014 году. % of t Общая бразильская энергетическая матрица. Энергия особенно ценна для коммунальных служб, потому что она производится в основном в сухой сезон, когда плотины гидроэлектростанций заканчиваются.
Согласно исследованию, проведенному голландским правительством в 2006 году для оценки устойчивости бразильского биоэтанола, «... есть также возможность значительного повышения эффективности использования и выработки электроэнергии: Электроэнергия, используемая для винокурни, оценивается в. 12,9 кВтч / тонну тростника, с наилучшей доступной технологией 9,6 кВтч / тонну тростника. Для выработки эффективности эффективность может быть увеличена с 18 кВтч / тонну тростника в настоящее время до 29,1 кВтч / тонну тростника. максимум. Производство излишков электроэнергии теоретически может быть увеличено с 5,3 кВтч / тонну тростника до 19 кВтч / тонну тростника ».
В Бразилии есть несколько экспериментальных программ по производству электроэнергии из этанола из сахарного тростника в качестве топлива. Совместное предприятие General Electric и Petrobras эксплуатирует одну коммерческую пилотную установку в Жуис-де-Фора, Минас-Жерайс.
Плантации сахарного тростника в штат Пернамбуку.Энергопотребление, связанное с производством этанола из сахарного тростника, происходит из трех основных источников: сельскохозяйственного сектора, промышленного и сектора распределения. В сельскохозяйственном секторе 35,98 ГДж энергии используется для посадки, обслуживания и сбора урожая одного гектара (10 000 м2) сахарного тростника для использования в качестве биотоплива. Сюда входит энергия из различных источников, включая азот, фосфат, оксид калия, известь, семена, гербициды, инсектициды, рабочую силу и дизельное топливо. Промышленный сектор, который включает измельчение и очистку сахарного тростника и производство этанола, использует 3,63 ГДж энергии и вырабатывает 155,57 ГДж энергии на гектар плантации сахарного тростника. По оценкам ученых, потенциальная мощность, вырабатываемая при когенерации жома, может составлять от 1000 до 9000 МВт, в зависимости от урожая и технологических факторов. В Бразилии это около 3% всей необходимой энергии. При сжигании жмыха может быть произведено 18 киловатт-часов, или 64,7 МДж на 1 мг сахарного тростника. Для работы ликеро-водочного завода требуется около 45 МДж, а излишек энергии составляет 19,3 МДж или 5,4 кВтч. Что касается распределения, исследователи подсчитали, что потребность в энергии для транспортировки этанола из сахарного тростника составляет 0,44 ГДж на кубический метр, таким образом, для успешной транспортировки и распределения одного гектара земли потребуется 2,82 ГДж энергии. После учета всех трех секторов EROEI (возврат энергии к затраченной энергии) для этанола из сахарного тростника составляет около 8.
В промышленные процессы внесено несколько улучшений, таких как внедрение гидролиза процесс производства этанола вместо излишков электроэнергии или использование передовых котлов и турбинных технологий цель увеличения выработки электроэнергии или более широкое использование излишков электроэнергии или более широкое использование излишков электроэнергии и мусора, который в настоящее время остается на полях, что вместе с другими улучшениями эффективности выращивания сахарного тростника и цепочки распределения потенциала для дальнейшего повышения эффективности, что приводит к более высоким урожайности, снижению затрат, а также дальнейшему увеличению энергетического баланса и сокращению выбросов парниковых газов.
| Страна / Регион | 2007 | % | 2006 | % | 2005 | % |
|---|---|---|---|---|---|---|
 США | 932,75 | 26,4 | 1,777,43 | 51,9 | 270.97 | 10,5 |
| 910,29 | 25,8 | 530,55 | 15,5 | 554,15 | 21,4 | |
 Ямайка | 308,97 | 131,54 | 133,39 | |||
 Сальвадор | 224,40 | 181,14 | 157,85 | |||
 Коста-Рика | 170,37 | 91,26 | 126,69 | |||
 Тринидад и Тобаго | 158,87 | 71, 58 | 36,12 | |||
 Мексика | 42,21 | 50,24 | 100,10 | |||
 Европейский Союз | 1004,17 | 28,4 | 587,31 | 17,1 | 530,73 | 20,5 |
 Нидерланды | 808,56 | 346, 61 | 259,40 | |||
 Швеция | 116,47 | 204,61 | 245,89 | |||
 Япония | 364,00 | 10,3 | 225,40 | 6,6 | 315,39 | 12,2 |
 Нигерия | 122,88 | 42, 68 | 118,44 | |||
 Южная Корея | 66,69 | 92,27 | 216,36 | |||
 Индия | 0 | 10,07 | 410,76 | 15, 8 | ||
| 3532,67 | 100 | 3426,86 | 100 | 2592,29 | 100 | |
| Примечания:. показаны только страны с объемом импорта более 100 000 литров за год. Сюда входит экспорт в Пуэрто-Рико и США. Виргинские острова. Включая Мексику., которая торгует с США в соответствии с Североамериканским соглашением о свободной торговле (НАФТА). | ||||||
Бразилия является крупнейшим в мире экспортером этанола. В 2007 году она экспортировала 933,4 миллиона галлонов (3 532,7 миллиона литров), что составляет почти 20% ее производства и составляет почти 50% мирового экспорта. С 2004 года производителями бразильских экспортеров являются США, Нидерланды, Япония, Швеция, Ямайка, Сальвадор, Коста-Рика, Тринидад и Тобаго, Нигерия, Мексика, Индия и Южная Корея.
Страны в Карибском бассейне импортируют относительно большое количество бразильского этанола, но не так много предназначено для внутреннего потребления. Эти страны перерабатывают продукт, обычно превращают бразильский гидратированный этанол в безводный этанол, а реэкспортируют его в Соединенных Штатах, получая добавленную стоимость и избегая 2,5% пошлины и 0,54 доллара США за галлон тариф благодаря торговым соглашениям и льготам, предоставленным Инициативой Карибского бассейна (CBI). Этот процесс ограничен квотой, установленной на уровне 7% от потребления этанола в США. Хотя в 2007 году прямой экспорт из США снизился, импорт из четырех стран CBI почти удвоился, увеличившись на 15,5% в 2006 году до 25,8% в 2007 году, что отражает увеличение реэкспорта в США, что частично компенсирует потерю прямого экспорта Бразилии в США. Сложившаяся ситуация вызвала некоторую озабоченность в США, поскольку они и Бразилия пытаются наладить партнерство для увеличения производства этанола в Латинской Америке и Карибском бассейне. США стимулируют «новое производство этанола в других странах, которое могло бы напрямую конкурировать с производимым в США этанолом».
США, самый крупный рынок бразильского импорта этанола, в настоящее время вводит тариф на бразильский этанол. 0,54 доллара США за галлон, чтобы стимулировать внутреннее производство этанола и защитить зарождающуюся этанольную промышленность в Штатах. Исторически этот предназначенный для использования поправочной нормы в размере 45 процентов для галлон смесителя, который используется к этанолу независимо от страны его происхождения. Экспорт бразильского этанола в США в 2006 году достиг 1 миллиарда долларов США, увеличившись на 1020% по сравнению с 2005 годом (98 миллионов США), но значительно упал в 2007 году из-за резкого увеличения производства американского этанола из кукурузы <4.>. Как показано в таблице Соединенных Штатов Америки, является крупнейшим импортером бразильского экспорта этанола, хотя в совокупности и страны CBI теперь импортируютное количество.
Исследование 2010 года, проведенное Центром сельского хозяйства и сельского хозяйства Университета штата Калифорния , показало, что отмена импортных пошлин в США приведет к импорту менее 5% этанола в США из Бразилии. Также исследование 2010 года, проведенное Бюджетным управлением Конгресса (CBO), показало, что затраты американских налогоплательщиков на использование биотоплива для снижения потребления бензина на один галлон составляют 1,78 доллара на кукурузный этанол и 3 доллара на целлюлозный этанол. Аналогичным образом, затраты на налогоплательщиков на сокращение парниковых газов за счет налоговых льгот составляют около 750 долларов США на метрическую тонну CO2-эквивалент для этанола и около 275 долларов США за метрическую тонну для целлюлозного этанола.
После многократного продления срок действия налоговой скидки истекает 31 декабря 2011 года, а тариф в размере 0,54 доллара США за галлон и Кредит в размере 0,45 доллара США за галлон смесителя был предметом споров в Вашингтоне, округ Колумбия, с группами, заинтересованными в этаноле, и политиками, занимающими позиции по обе стороны этого вопроса. 16 июня 2011 г. Конгресс США одобрил поправку к законопроекту об экономическом развитии, чтобы изменить налоговую льготу, так и тариф на этанол, и, хотя у этого законопроекта неопределенное будущее, он считает сигналом того, что налоговые льготы не будут продлены, когда срок их действия истечет в конец 2011 г. Ожидается, что окончательная отмена импортной пошлины не будет иметь значительных последствий в краткосрочной перспективе. Бразильская промышленность импортировала немного этанола из кукурузы из США в течение 2010 и 2011 годов, и на самом деле Бразилия импортировала немного этанола из кукурузы из США. Нехватка предложения частично связана с высокими ценами на сахар, которые увеличивают его Бразильским производителемм выгоднее продавать его в виде сахара, чем перерабатывать в этанол. Кроме того, вызванного финансовым кризисом 2007–2010, расширение бразильской промышленности этанола не могло идти в ногу с ускоренным ростом гибкости парка топлива .
в качестве США. от 2010 года в отношении Стандарта возобновляемых источников топлива определено бразильский этанол из сахарного тростника как усовершенствованное биотопливо. Производители этанола надеются, что эта классификация будет подъему импортных тарифов в США и остальной мир. Также они ожидают увеличения экспорта в США, поскольку они ожидают увеличения экспорта в США, поскольку они ожидают увеличения экспорта в США, поскольку они ожидают увеличения экспорта в США, поскольку они ожидают увеличения экспорта в США, поскольку они ожидают увеличения экспорта в США, поскольку они ожидают увеличения экспорта в США, поскольку они предполагают увеличение экспорта в США, поскольку они ожидают увеличения экспорта в США, поскольку они ожидают увеличения экспорта в США, поскольку они ожидают увеличения экспорта в США, поскольку они ожидают увеличения экспорта в США, они могут быть импортировать больше бразильского этанола на основе сахарного тростника, несмотря на существующий тариф в размере 54 ¢ за галлон этанола, импортируемого напрямую из Бразилии или беспошлинный из стран CBI, которые конвертируют бразильский гидратированный этанол в безводный этанол.
Цены на алкоголь и бензин за литр в Рио-де-Жанейро (слева) и Сан-Паулу (справа), что соответствует этанолу цен От до бензин E25 0,64 и 0,56. 
Исторические изменения производства этанола по регионам с 1990/91 по 2006/07 (год сбора урожая). Светло-зеленый цвет произведен в штате Сан-Паулу. Большинство автомобилей в Бразилии работают либо на водном спирте (E100 ), либо на бензине (смесь E25 ) в качестве смеси использование 25% безводного этанола с бензином является обязательным по всей стране. С 2003 года набираютность двухтопливные этаноловые гибкие автомобили, которые работают на любом использовании водного этанола и бензина. У них есть электронные датчики, которые определяют тип топлива и регулируются сгорание двигателя, чтобы пользователи могли выбрать самое дешевое доступное топливо. К декабрю 2009 г. продажи автомобилей с гибким топливом достигли 9,3 млн. Единиц, что составляет 39% от всего парка легковых автомобилей. К середине 2010 года на рынке было 70 гибких моделей, производство к декабрю 2010 достигло более 12,5 миллионов гибких автомобилей, в том числе более 500 тысяч мотоциклов с гибким топливом.
Из-за более низкого энергосодержания этанольного топлива, автомобили с полным гибким топливом получают меньше миль на галлон. Цена этанола должна быть на 25-30% дешевле за галлон, чтобы достичь точки безубыточности. Согласно эмпирическому правилу, средства массовой информации информации рекомендуют бразильским потребителям использовать больше алкоголя, чем бензина, только в том случае, если цены на этанол на 30% ниже или выше, чем на бензин, поскольку цена на этанол сильно колеблется в зависимости от урожайности урожая и сезонные колебания урожая сахарного тростника.
С 2005 года цены на этанол были очень конкурентоспособными без субсидий, даже если цены на бензин оставались неизменными с середины 2005 года, в то время как нефть только приближалась к США. 60 долларов за баррель. Однако бразильские налоги на бензин высоки, около 54 процентов, налоги на этанол на топливо ниже и отличаются от 12 до 30%, в зависимости от штата. По состоянию на октябрь 2008 года средняя цена бензина E25 составляла 4,39 доллара за галлон, тогда как средняя цена на этанол составляла 2,69 доллара США за галлон. Эта разница в налогообложении благоприятствует потреблению этанола, и к концу июля 2008 г., когда цены на нефть были близки к своему последнему пику, а бразильский реал обменный курс к доллару США был близок до самого последнего минимума средняя розничная цена бензина на АЗС в Бразилии достигла 6 долларов США за галлон. Соотношение цен на бензин и этанол в этом периоде значительно выше, чем на 30 процентов для этого периода, за исключением периода низкого периода предложения сахарного тростника в период между сбором урожая и для штатов, далеко от центров производства этанола. По мнению бразильских производителей, этанол может оставаться конкурентоспособным, если цена на нефть не упадет ниже 30 долларов США за баррель.
К 2008 году потребление этанола топливным флотом бразильских легковых автомобилей в виде чистого этанола и бензина, заменяет бензин со скоростью около 27 000 кубометров в день, и к февралю 2008 года совместное потребление безводного и гидратированного этанола топлива превысило 50 процентов топлива которое потребовалось бы для работы легких транспортных средств только на чистом бензине. Ежемесячное потребление безводного этанола для обязательной смеси E25 вместе с водным этанолом, используемым в гибких транспортных средствах, достигло 1,432 миллиарда литров, а потребление чистого бензина - 1,411 миллиарда литров. Несмотря на этот объемный паритет, выраженный в эквиваленте энергии (тнэ ), этанол из сахарного тростника составлял 17,6% от общего потребления энергии в транспортном в 2008 году, а бензин - 23, 3%. процентов и дизельного топлива 49,2 процента.
Впервые с 2003 года продажи водного этанола упали в 2010 году, на 8,5 процента по сравнению с 2009 годом. Общее потребление как водного, так и безводного этанола упало на 2,9 процента, в то время как расход бензина вырос на 17,5 процента. Несмотря на сокращение потребления этанола, общий объем продаж этанола достиг 22,2 миллиарда литров, в то время как потребление чистого бензина составило 22,7 миллиарда литров, что позволяет сохранить рыночную долю каждого вида топлива на уровне около 50 процентов. Снижение потребления водного этанола произошло в основном из-за высоких цен на международных рынках, которые достигли 30-летнего максимума в 2010 году. Эти пик цен на сахар заставляет заводы по переработке сахарного тростника производить больше сахара, чем этанол, и по мере производства E100 цены выросли до такой степени, что в течение 2010 года цена водного этанола была менее чем на 30 процентов дешевле бензина. Другим фактором, способствовававававшим этому сдвигу, стало увеличение продаж импортных автомобилей с бензиновым двигателем, имевшее место в течение 2010 года.
 Разница в потребительских ценах между бензином E25 и E100 по штату. Красный и оранжевый цвета показывают состояния со средними ценами ниже диапазона безубыточности. Цена этанола должна быть на 25–30% ниже, чем бензин, чтобы компенсировать его более низкую экономию топлива. | штат | Средняя. розничная цена. (R $ / литр) | Разброс цен. E25 - E100 | Штат | Средняя. розничная цена. (R $ / литр) | Разброс цен. E25 - E100 | Штат | Средняя. розничная цена. (R $ / литр) | Разброс цен. E25 - E100 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| E100 | E25 | (%) | E100 | E25 | (%) | E100 | E25 | (%) | ||||
| Акр (AC) | 2,080 | 2,943 | 29,32 | Мараньян (Массачусетс) | 1,709 | 2,628 | 34,97 | Рио-де-Жанейро (RJ) | 1,676 | 2,531 | 33,78 | |
| Алагоас (AL) | 1,844 | 2,766 | 33,33 | Мату-Гросу (MT) | 1,452 | 2,677 | 45,76 | Риу-Гранди-ду-Норти (RN) | 1,940 | 2,669 | 27,31 | |
| Амапа (AP) | 2,246 | 2 686 | 16,38 | Мату-Гросу-ду-Сул (MS) | 1,683 | 2,676 | 37,11 | Риу-Гранди-ду -Сул (RS) | 1,779 | 2,574 | 30,89 | |
| Амазонас (AM) | 2,773 | 2,452 | 27, 69 | Минас-Жерайс (MG) | 1,610 | 2,377 | 32,27 | Рондония (RR) | 1,839 | 2,669 | 31,10 | |
| Баия (BA) | 1,630 | 2,522 | 35,37 | Пара (PA) | 2,120 | 2,772 | 23,52 | Рорайма (RO) | 2,154 | 2,710 | 20,52 | |
| Федеральный округ (DF) | 1.884 | 2.586 | 27.15 | Параиба (PB) | 1.883 | 2.553 | 26.24 | Санта-Катарина (Южная Каролина) | 1,697 | 2,556 | 33,61 | |
| Сеара (CE) | 1,768 | 2,510 | 29,56 | Парана (ПР) | 1,445 | 2,429 | 40,51 | Сан-Паулу (ИП) | 1,306 | 2,398 | 45,54 | |
| Эспириту-Санту (ES) | 1,795 | 2,662 | 32,57 | Пернамбуку (ЧП) | 1,700 | 2,573 | 33,93 | Сержипи (SE) | 1,888 | 2,518 | 25, 02 | |
| Гояс (GO) | 1,581 | 2,565 | 38,36 | Пиауи (PI) | 1,927 | 2,655 | 27,42 | Токантинс (TO) | 1,708 | 2,748 | 37,85 | |
| В среднем по стране | 1,513 | 2,511 | 39,75 | Источник : Agência Nacional do Petróleo (ANP). Средние розничные цены за неделю с 26.10.2008 по 01.11.2008.. Примечание : обменные данные финансового кризиса в валюте, поскольку обменный курс бразильского реала сильно колеблется с начала мирового кризиса. Обменный курс на 31 октября 2008 г. составлял 1 доллар США = 2,16 реалов. | ||||||||
Производство сахарного тростника в Бразилии более эффективно, чем производство кукурузы в США. промышленность. Этанол из сахарного тростника имеет энергетический баланс в семь раз больше, чем этанол, произведенный из кукурузы. Бразильские производители спирта могут этанол по цене 22 цента за литр по с 30 центами за литр для этанола на основе кукурузы. Этанол, полученный из кукурузы, стоит на 30% дороже, потому что кукурузный крахмал необходимо сначала преобразовать в сахар, а затем перегонять в спирт. Несмотря на эту разницу в себестоимости производства, США не стали больше импортировать бразильский этанол из-за торговых барьеров США, соответствующие тарифу в размере 54 центов за галлон, впервые введенному в 1980 году, но продолжавшемуся компенсировать 45-процентный тариф. федеральная норма смесителя на галлон, которая применяется к этанолу независимо от страны происхождения. В 2011 году Конгресс США принял решение не продлевать тариф и налоговую льготу, и в результате оба срока закончились 31 декабря 2011 года. За эти три десятилетия промышленность по производству этанола получила около 45 миллиардов долларов США в виде субсидий и 6 миллиардов долларов США только в 2011.
Для выращивания сахарного тростника требуется тропический или субтропический климат с минимум 600 мм (24 дюйма) годовых осадков. Сахарный тростник - один из самых эффективных фотосинтезаторов в царстве растений, способный преобразовывать до 2% падающей солнечной энергии в биомассу. Производство сахарного тростника в США происходит в Флориде, Луизиане, Гавайях и Техасе. Ожидается, что первые три завода по производству этанола на основе сахарного тростника будут запущены в Луизиане к середине 2009 года. Заводы сахарного завода в Лакассине, С. Джеймс и Банки были переведены на производство этанола из сахарного тростника с использованием колумбийской технологии, чтобы сделать возможным рентабельное производство этанола. Эти три завода будут производить 100 миллионов галлонов (378,5 миллионов литров) этанола в течение пяти лет. К 2009 году два других проекта по производству этанола из сахарного тростника разрабатываются в Кауаи, Гавайи, и Империал-Вэлли, Калифорния.
| Сравнение основных характеристик. этанольных производств в США Штаты и Бразилия | |||
|---|---|---|---|
| Характеристика |  Бразилия | США | Единицы / комментарии |
| Сырье | Основная товарная культура для производства этанола, на долю США приходится менее 2% других культур. | ||
| Общее производство топливного этанола (2017) | Миллион США жидких галлонов. | ||
| Общая пахотная земля | Миллион га. | ||
| Общая площадь, используемая для выращивания этанола (2006) | Миллион гектаров (% от общей посевной площади). | ||
| Урожайность на гектар | литров этанола на га. Бразилия составляет от 727 до 870 галлонов на акр (2006 г.), США - от 321 до 424 галлонов на акр (2003 г.). | ||
| Энергетический баланс (производительность входящей энергии) | Отношение энергии, полученной от этанола, к энергии, затраченной на его производство. | ||
| Расчетные выбросы ПГ сокращение | % ПГ, которых можно избежать использование этанола вместо бензина с использованием существующих сельскохозяйственных угодий (№ ILUC ). | ||
| EPA, по оценкам 2022 сокращение GHG для RFS2. | 61% | 21% | Средний% изменения парниковых газов при использовании этанола по сравнению с бензином с учетом прямых и косвенных эффектов изменения землепользования. |
| CARB полный жизненный цикл углеродоемкость | Граммы CO2эквивалента, выделяемого на МДж произведенной энергии, включая косвенные изменения в землепользовании. | ||
| Расчетный срок окупаемости для выбросов парниковых газов | бразильских серрадо для сахарного тростника и пастбищ в США для кукурузы. Сценарии изменения землепользования, разработанные Fargione. | ||
| Всего Произведено / продано автомобилей с гибким топливом | 16,3 миллиона | 10 миллионов | Весь парк по состоянию на декабрь 2011 года. Парк Бразилии включает 1,5 миллиона мотоциклов с гибким топливом.. USDOE оценивает, что в 2009 г. только 504 297 транспортных средств с гибким топливом регулярно заправлялись E85 в США. |
| Заправочные станции этанола в стране | В% от общего количества АЗС в стране. Бразилия к декабрю 2007 года. США к июлю 2010 года (всего 170 000) | ||
| Доля этанола на рынке бензина | В процентах от общего потребления на объемной основе. Бразилия по состоянию на апрель 2008 года. США по состоянию на декабрь 2011 года. | ||
| Себестоимость продукции (долл. США / галлон) | 2006/2007 гг. Для Бразилии (22 / литр), 2004 г. для США ( 35 ¢ / литр). | ||
| Примечания: (1) Только прилегающие США, за исключением Аляски. (2) При условии отсутствия изменений в землепользовании. (3) Оценка дана для потребления в США, а этанол сахарного тростника импортируется из Бразилии. Выбросы от морского транспорта включены. Обе оценки включают наземный транспорт в США (4). CARB оценка для этанола из кукурузы Среднего Запада. Бензин Калифорнии интенсивность углерода составляет 95,86, смешанный с 10% этанолом. (5) Предполагая только прямое изменение землепользования. | |||
Президенты Луис Инасио Лула да Силва и Джордж Буш во время визита Буша в Бразилию, март 2007 г. 
Президент Луис Инасио Лула да Силва и король Карл XVI Густав из Швеции осматривают один из 400 автобусов, курсирующих по ED95 в Стокгольме.В марте 2007 года "этанольная дипломатия" была в центре внимания латиноамериканского турне президента Джорджа Буша, в котором он и президент Бразилии Луис Инасио Лула да Силва были стремясь продвигать производство и использование этанола на основе сахарного тростника в Латинской Америке и Карибском бассейне. Две страны также договорились обмениваться технологиями и устанавливать международные стандарты для биотоплива. Передача бразильской технологии выращивания сахарного тростника позволит различным странам Центральной Америки, таким как Гондурас, Никарагуа, Коста-Рика и Панама, несколько стран Карибского бассейна и различные андские страны беспошлинная торговля с США благодаря существующим соглашениям о концессионной торговле.
Несмотря на то, что США с 1980 года ввели тариф в размере 0,54 доллара США на каждый галлон импортируемого этанола, страны Карибского бассейна и страны Центральной Америки освобождены от таких пошлин на основании льгот, предоставляемых Инициативой Карибского бассейна. (CBI). Положения CBI разрешают беспошлинный доступ на рынок США для этанола, произведенного из иностранного сырья (за пределами стран CBI), до 7% от потребления в США в предыдущем году. Также разрешены дополнительные квоты, если страны-бенефициары производят не менее 30% этанола из местного сырья до дополнительных 35 миллионов галлонов (132,5 миллиона литров). Таким образом, несколько стран импортируют гидратированный этанол из Бразилии, обрабатывают его на местных ликероводочных заводах для обезвоживания, а затем реэкспортируют в виде этанола безводного. Американские фермеры жаловались на эту лазейку для юридического обхода тарифов. В соглашении о свободной торговле между Доминиканской Республикой и Центральной Америкой (CAFTA) 2005 года сохранялись льготы, предоставляемые CBI, а положения CAFTA устанавливали доли стран для Коста-Рики и Сальвадора в пределах общей квоты. Первоначальное годовое пособие было установлено для каждой страны с постепенно увеличивающимся ежегодным уровнем доступа на рынок США. Ожидается, что с использованием бразильской технологии очистки этанола на основе сахарного тростника такие страны могут в краткосрочной перспективе стать нетто-экспортерами в США. В августе 2007 года президент Бразилии посетил Мексику и несколько стран Центральной Америки и Карибского бассейна, чтобы продвигать бразильскую технологию производства этанола.
Меморандум о взаимопонимании (MOU), подписанный президентами США и Бразилии. Март 2007 года может сблизить Бразилию и Соединенные Штаты по энергетической политике, но неясно, был ли достигнут существенный прогресс в реализации трех основных принципов этого соглашения.
Африканское региональное отделение EMBRAPA в Гана.Бразилия также распространила свой технический опыт на несколько африканских стран, включая Гану, Мозамбик, Анголу и Кению. Эту работу возглавляет EMBRAPA, государственная компания, отвечающая за прикладные исследования в области сельского хозяйства и ответственная за большинство достижений в увеличении урожайности сахарного тростника за последние тридцать лет. Еще 15 африканских стран проявили интерес к получению технической помощи Бразилии для повышения урожайности сахарного тростника и эффективного производства этанола. Бразилия также имеет двусторонние соглашения о сотрудничестве с рядом других стран Европы и Азии.
. Как президент Лула написал для The Economist о глобальной повестке дня Бразилии:
«Программы Бразилии по этанолу и биодизелю являются эталоном для альтернативных и возобновляемых источников топлива. Налаживаются партнерские отношения с развивающимися странами, стремящимися следить за достижениями Бразилии - сокращение выбросов парниковых газов на 675 млн тонн, создание миллиона новых рабочих мест и резкое сокращение выбросов снижение зависимости от импорта ископаемого топлива, поступающего из опасно небольшого числа стран-производителей. Все это было достигнуто без ущерба для продовольственной безопасности, которая, напротив, выиграла от роста сельскохозяйственного производства... Мы открываем офисы в развивающихся странах. страны, заинтересованные в использовании ноу-хау Бразилии в этой области ».
Этанол, произведенный из сахарного тростника, дает s энергия, которая является возобновляемой и менее углеродоемкой, чем нефть. Биоэтанол снижает загрязнение воздуха благодаря более чистым выбросам, а также способствует смягчению глобального потепления за счет сокращения выбросов парниковых газов.
Одной из основных проблем при производстве биоэтанола является энергетический баланс, общее количество энергии, вводимой в процесс, по сравнению с энергией, выделяемой при сжигании полученный этанол в качестве топлива. Этот баланс учитывает полный цикл производства топлива, так как выращивание, транспортировка и производство требуют энергии, включая использование масла и удобрений. Комплексная оценка жизненного цикла, проведенная по заказу штата Сан-Паулу, показала, что бразильский этанол на основе сахарного тростника имеет благоприятный энергетический баланс, варьирующийся от 8,3 для средних условий до 10,2 для наилучшего производства. Это означает, что для средних условий требуется одна единица энергии ископаемого топлива для создания 8,3 единиц энергии из получаемого этанола. Эти результаты были подтверждены другими исследованиями.
UK оценки углеродоемкости биоэтанола и ископаемого топлива. Как показано, бразильский этанол из сахарного тростника является наиболее эффективным биотопливом, коммерчески производимым в настоящее время, с точки зрения сокращения выбросов парниковых газов. Еще одним преимуществом биоэтанола является сокращение выбросов парниковых газов. выбросы газа по сравнению с бензином, поскольку растущие растения поглощают столько же углекислого газа, сколько образуется при сжигании биоэтанола, с нулевым теоретическим чистым вкладом. Несколько исследований показали, что этанол на основе сахарного тростника снижает выбросы парниковых газов на 86-90%, если не происходит значительных изменений в землепользовании, а этанол из сахарного тростника считается наиболее эффективным биотопливом, коммерчески производимым в настоящее время с точки зрения сокращения выбросов парниковых газов.
Однако два исследования, опубликованные в 2008 году, содержат критику предыдущих оценок сокращения выбросов парниковых газов, поскольку авторы считают, что в предыдущих исследованиях не учитывалось влияние изменений в землепользовании. Последние оценки, проведенные в 2009 г. США. Агентство по охране окружающей среды (EPA) и Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) включили влияние косвенных изменений в землепользовании (ILUC) как часть анализа жизненного цикла биотоплива на основе сельскохозяйственных культур. Бразильский этанол из сахарного тростника соответствует как регулируемому Калифорнийскому стандарту низкоуглеродного топлива (LCFS), так и предлагаемому федеральному стандарту на возобновляемое топливо (RFS2), несмотря на дополнительные выбросы углерода, связанные с ILUC. 3 февраля 2010 года EPA вынесло окончательное решение относительно RFS2 на 2010 год и последующие годы и определило, что бразильский этанол, произведенный из сахарного тростника, соответствует применимому порогу сокращения выбросов парниковых газов на 50% для категории улучшенного топлива. Моделирование EPA показывает, что этанол сахарного тростника из Бразилии снижает выбросы парниковых газов по сравнению с бензином на 61%, используя 30-летнюю окупаемость выбросов косвенного землепользования (ILUC). К сентябрю 2010 года пять бразильских заводов по производству этанола из сахарного тростника получили одобрение EPA на экспорт своего этанола в США в категории передового биотоплива.
Отчет, подготовленный по заказу ООН, основан на подробном обзоре опубликованных исследований. до середины 2009 года, а также независимые эксперты со всего мира, обнаружили, что этанол из сахарного тростника, произведенный в Бразилии, «в некоторых случаях дает больше, чем просто« нулевые выбросы ». При правильном выращивании и обработке он имеет отрицательные выбросы, вытягивая CO2 из атмосферы, а не добавление ". Напротив, в отчете было обнаружено, что использование в США кукурузы в качестве биотоплива менее эффективно, поскольку сахарный тростник может привести к сокращению выбросов от 70% до более 100% при замене бензина. Исследование 2010 года, проведенное по заказу Европейской комиссии, показало, что эффекты сокращения выбросов биотоплива первого поколения положительны, даже после дисконтирования косвенных эффектов изменения землепользования, особенно «более эффективных выбросов» этанол сахарного тростника из Бразилии, который необходимо будет импортировать, чтобы гарантировать экологическую жизнеспособность мандата ЕС на биотопливо.
Другое исследование 2010 года, опубликованное Всемирным банком, показало, что «транспортный сектор Бразилии имеет более низкая углеродоемкость по сравнению с большинством других стран из-за широкого ис пользования этанола в качестве топлива для транспортных средств ». В исследовании также сделан вывод, что, несмотря на и без того низкую интенсивность выбросов, на городской транспорт приходится 51% выбросов CO 2 в транспортном секторе Бразилии в 2008 году, и в основном они связаны с растущим использованием. частных автомобилей, заторы на дорогах и неэффективные системы общественного транспорта. Тем не менее, в исследовании сделан вывод о том, что более широкое использование транспортных средств с гибким топливом и переход с бензина на этанол из сахарного тростника, как ожидается,стабилизируют выбросы парниковых газов из парка легковых автомобилей в течение следующих 25 лет. Несмотря на ожидаемое увеличение количества пройденных километров. Исследование показало, что рыночная доля бензиновых транспортных средств достигла 80% в 2030 году, такой переход с бензина «может обеспечить более одной трети общего сокращения выбросов» (2008 г. –2030)). В исследовании также сделан вывод о том, что за счет увеличения бразильского экспорта этанола в связи с растущим спросом на низкоуглеродное топливо его торговые партнеры выиграют от сокращения парниковых газов.Однако для реализации этой возможности необходимо уменьшить или устранить торговые барьеры и субсидии.
Исследование, опубликованное в 2009 г. в энергетической политике, показало, что использование этанола в Бразилии позволяет избежать выбросов CO 2 более чем на 600 миллионов тонн с 1975 года, когда началась Программа Pró-Álcool. Исследование также пришло к выводу, что нейтрализация углерода, высвобождаемого в результате изменения, землепользования, была достигнута в 1992 году. Подругой оценке, UNICA, главная организация бразильской индустрии этанола, подсчитала, что только использование этанола в транспортных средствах с гибким топливом в Бразилии позволило избежать 83,5 миллиона тонн выбросов CO 2 в период с марта 2003 года по январь 2010 года.
Широкое использование этанола принесло город центрам ряд экологических преимуществ в отношении загрязнения воздуха. Добавки свинца в бензин были сокращены в течение 1980-х годов, поскольку количество этанола, добавленного в топливо, было увеличено, и эти добавки были полностью исключены к 1991 году. Добавление смесей этанола вместо свинца в бензин снизило общее количество выбросы оксида углерода (CO), углеводородов, серы и твердых частиц. Использование транспортных средств, работающих только на этаноле, также значительно снизило выбросы CO. До запуска программы Pró-Álcool, когда единственным используемым топливом был бензин, выбросы CO превышали 50 г / км; они были снижены до менее 5,8 г / км в 1995 году. Несколько исследований также показали, что Сан-Паулу имеет преимущество в виде значительно меньшего загрязнения воздуха благодаря более чистым выбросам этанола. Кроме того, бразильские двигатели с гибким топливом проектируются с более высокими степенями сжатия, используя преимущества более высоких смесей этанола и максимизируя преимущества более высокого содержания кислорода в этаноле, что приводит к снижению выбросов. и повышение эффективности использования топлива.
Несмотря на то, что все автомобильные ископаемые виды топлива выделяют альдегиды, одним из недостатков использования гидратированного этанола в двигателях, работающих только на этаноле, является увеличение в выбросах альдегида по сравнению с бензином или бензином. Однако текущие концентрации альдегида в окружающей среде в городе Сан-Паулу ниже референсных уровней, рекомендованных в литературе как адекватные для здоровья человека. Другая проблема заключается в том, что, поскольку выбросы формальдегида и ацетальдегида значительно выше, и хотя оба альдегида встречаются в природе и часто встречаются в открытой среде, дополнительные выбросы могут быть важны из-за их роли в образование смога. Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы установить масштабы и прямые последствия, если таковые имеются, для здоровья.
Типичный комбайн для уборки сахарного тростника, штат Сан-Паулу. 
Сбор сахарного тростника операция по погрузке для перевозки на завод по переработке сахара / этанола без предварительного сжигания плантации, штат Сан-Паулу.
Механизированная уборка сахарного тростника. Использование уборочных машин позволяет избежать сжигания плантации, штат Сан-Паулу. 
Типичное транспортное средство, используемое для транспортировки урожая на завод по переработке сахара / этанола в штате Сан-Паулу. Производство этанола также вызвало обеспокоенность по поводу чрезмерного использования и загрязнения воды, эрозии почвы и возможного загрязнения из-за чрезмерного использования удобрений. Исследование, проведенное по заказу голландского правительства в 2006 году для оценки устойчивости бразильского биоэтанола, показало, что воды достаточно для удовлетворения всех прогнозируемых долгосрочных потребностей в воде для производства сахарного тростника и этанола. Кроме того, в результате законодательства и технического прогресса количество воды, собираемой для производства этанола, значительно сократилось в предыдущие годы. Чрезмерное использование водных ресурсов в целом кажется ограниченной проблемой в Сан-Паулу, особенно из-за относительно большого количества осадков, но при этом могут возникнуть некоторые местные проблемы. Что касается загрязнения воды из-за производства сахарного тростника, Embrapa классифицирует отрасль как уровень 1, что означает «отсутствие воздействия» на качество воды.
Эта оценка также показала, что потребление агрохимикатов для производства сахарного тростника ниже, чем при выращивании лимона, кукурузы, кофе и сои. Борьба с болезнями и вредителями, включая использование агрохимикатов, является важнейшим элементом любого производства тростника. Исследование показало, что создание устойчивых сортов сахарного тростника является важным аспектом борьбы с болезнями и вредителями и одной из основных задач бразильских программ генетического улучшения тростника. Борьба с болезнями - одна из основных причин замены коммерческого сорта сахарного тростника.
Достижения в области удобрений и природных пестицидов почти устранили необходимость сжигать поля. Поля сахарного тростника традиционно сжигают непосредственно перед сбором урожая, чтобы избежать вреда для рабочих, удаляя острые листья и убивая змей и других вредных животных, а также для удобрения полей пеплом.
