Bioetanol

O etanol pode ser utilizado como aditivo para carburantes e como produto químico industrial. A maioria do etanol carburante dos EUA e do Canadá, é utilizado como aditivo da gasolina e como melhorador do número de octanas, para substituir o MTBE (Metil-Tri-Butil-Éter), mediante mistura direta com a gasolina. Uma mistura de etanol de 10% em volume (e10), denominada gasohol, pode aumentar o número de octanas em dois a três pontos, proporcionando um valor acrescentado às gasolinas com médio a baixo número de octanas. O etanol carburante pode ser utilizado também como o e85, uma mistura de 85 % de etanol e 15% de gasolina. O e85 é utilizado em «veículos de combustível flexível» (FFV), concebidos especificamente para o consumo desse tipo de combustível.

No entanto, o limite máximo de etanol na Europa está limitado pela especificação de um teor em oxigênio de 2,7%, que pressupõe limitar o uso do etanol a 7,8 %. Não é dada nenhuma excepção para uma mistura de etanol superior a 7,8 %. Em alguns países europeus é normalmente utilizada uma mistura com 5 % de etanol. As refinarias e os fabricantes de automóveis europeus preferem o ETBE (Etil-Tri-Butil-Éter), em vez do etanol, como aditivo oxigenante renovável. Para aumentar o mercado do etanol e os programas de demonstração para os usos finais do etanol, a ABNT está concretizando linhas de investigação e desenvolvimento em diferentes áreas, para apoiar o negócio na Europa, entre as quais se destaca a FFV, as pilhas de combustível, o e-diesel, etc.

Os veículos de combustível flexível (FFV) são automóveis ou caminhões ligeiros, especialmente desenhados com capacidade para funcionar com diversas misturas de carburantes. A flexibilidade face às misturas é conseguida mediante sensores especiais, que determinam a mistura de carburantes e ajustam automaticamente a sincronização de ignição do motor e os coeficientes ar/combustível. O FFV pode utilizar os carburantes com qualquer relação de gasolina e álcool, ou utilizar diretamente a gasolina normal. Como produtor mundial de etanol, a Abengoa Bioenergía está promovendo o uso do etanol como combustível e está melhorando continuamente sua imagem corporativa. A ABNT está empenhada em ensaios experimentais de FFV, a fim de colocar à disposição dos consumidores informação sobre seu funcionamento, condução, e emissões do veículo. Os dados recolhidos permitem a edição de folhas informativas, para dar a conhecer este carburante e ajudar os consumidores a se decidirem pela compra de veículos preparados para o uso de carburantes alternativos.

As pilhas de combustível constituem um dos novos mercados para o etanol. As pilhas de combustível eletroquímicas convertem a energia química do etanol diretamente em energia elétrica, para proporcionar uma fonte de energia limpa e altamente eficiente. As pilhas de combustível trabalham de uma forma semelhante às pilhas tradicionais, mas podem funcionar continuamente, enquanto seja fornecido combustível e conseguem atingir uma eficiência do 40 a 50 % na conversão da energia do combustível em energia útil, comparativamente à eficiência aproximada de 18 % para o motor de combustão interna médio. Além da alta eficiência, outras vantagens do uso da pilha de combustível no setor dos transportes são uma enorme diminuição das emissões, uma menor manutenção do veículo e a capacidade para atingir até 80 mpg (33 km/l). Finalmente, a pilha de combustível pode fornecer energia para as casas, os veículos, e os pequenos eletrodomésticos.

O etanol é um dos combustíveis mais adequados para as pilhas de combustível. Além de proceder de recursos renováveis, o etanol purificado pode solucionar o problema principal da contaminação da membrana e da desativação do catalisador dentro da pilha de combustível, que limita sua esperança de vida. Para desenvolver uma visão comum do papel que o etanol pode desempenhar na indústria das pilhas de combustível, a ABNT tem estado implicada na investigação e desenvolvimento das tecnologias das pilhas de combustível do etanol. Essas atividades de investigação asseguram que o etanol permaneça entre os combustíveis mais idôneos para as pilhas de combustível, alcançando todas as vantagens que a tecnologia das pilhas de combustível de etanol promete.

A mistura etanol-diesel, mais conhecida por e-diesel, é obtida misturando bioetanol com gasóleo convencional, numa percentagem variável entre 5 e 15 %, e um aditivo que assegura a estabilidade da mistura. Pode se usar um motores a gasóleo convencionais, com ligeiras modificações ou sem elas. Comparado ao combustível diesel normal, o e-diesel reduz significativamente as emissões de partículas e outros contaminantes e melhora as características do arranque a frio. Está atualmente na fase de desenvolvimento, mas ainda não está disponível comercialmente. A ABNT está trabalhando para eliminar as principias barreiras técnicas e reguladoras para sua comercialização. Estas barreiras incluem:

Baixo ponto de inflamação e volatilidade no tanque.
Instabilidade da micro-emulsão (separação das fases etanol e diesel a baixas temperaturas).
Garantia do Fabricante de Equipamento Original – Original Equipment Manufacturer (OEM), mediante a geração de dados em ensaios reais.
Falta de normalização do processo que permita seu registro de acordo com as normas sobre as emissões e a saúde.

O uso de e-diesel amplia ainda mais o mercado para as aplicações do etanol.

O e-diesel tem sido ensaiado principalmente nos EUA e no Brasil, e atualmente na Espanha e na Europa. As demonstrações realizadas na frota indicam que o e-diesel pode ser utilizado e manuseado sem dificuldade de maior, mediante a formação correta do pessoal. Não se verificou nenhum problema operacional ou material significativo. As principais diferenças no manuseamento do e-diesel comparado ao gasóleo convencional estão ligadas ao fato de assegurar que não é acrescentada água ao combustível. Para garantir um funcionamento correto do combustível, é necessário um sistema de controle de qualidade do etanol, do gasóleo, e da mistura final, assim como o estabelecimento de uma especificação do combustível.

Uma das principais dificuldades para a introdução comercial do e-diesel é o fato de o seu ponto de ignição (flashpoint) ser intermediário entre o gasóleo e a gasolina, o que implica que, para o seu manuseamento, armazenamento e uso, deve ser tratado como se fosse gasolina. Assim, as instalações de gasóleo devem ser ligeiramente modificadas para atender essa propriedade. Os resultados dos ensaios realizados pelo NREL demonstram que o e-diesel tem implicações em matéria de segurança da mesma ordem que a gasolina.

Em referência às emissões, a mistura resultante de 8 % de etanol, menos do que 1 % de um aditivo adequado e 91 % de gasóleo gera reduções das emissões típicas publicadas:

Redução do fumo visível até 70%.
Redução das emissões de partículas (PM) até 40%.
Redução das emissões de monóxido de carbono (CO) até 30%.
Redução das emissões de monóxido de azoto (NOx) até 6%.

Graças a um projeto financiado pelo Ministério da Educação e Ciência espanhol (Fit-120000-2004-108), a Abengoa Bioenergy avaliou a formulação ótima da mistura, a compatibilidade dos materiais e o funcionamento nos motores, em um centro espanhol de investigação e desenvolvimento automobilístico (Cidaut), ensaiando motores 4x4 e LDV.

Os últimos estudos desenvolvidos pela Abengoa Bioenergía em colaboração com diversos centros de investigação, determinam que, não só a mistura etanol-diesel convencional é satisfatória, como também a mistura etanol-diesel-biodiesel está dando bons resultados. Concretamente, para a mistura etanol-diesel-biodiesel, mais conhecida como ebdiesel, a análise dos resultados obtidos revela um aumento da miscibilidade em misturas etanol-diesel com a adição de biodiesel, a redução da emissão de partículas e emissões de gases como p NOx, em ensaios tanto estacionários como transitórios, assim como a redução da opacidade dos gases, entre outras vantagens.

Em janeiro de 2005, a Abengoa Bioenergy se juntou ao consórcio do e-diesel dos EUA, que conta com a participação de uma indústria ampla e ativa e do governo dos EUA.