Этаноловое топливо в Бразилии

Шесть типичных бразильских моделей гибкого топлива от нескольких автопроизводителей, обычно называемых «гибкими» автомобилями, которые работают на любой смеси водного этанола ( E100 ) и бензина ( от E20 до E25 ).

Бразилия в мире является вторым по величине производителем этанольного топлива . Бразилия и США уже несколько лет лидируют в промышленном производстве топливного этанола, на их долю в 2017 году приходится 85 процентов мирового производства. Бразилия произвела 26,72 миллиарда литров (7,06 миллиарда жидких галлонов США ), что составляет 26,1 процента от общего мирового производства этанола. использовано в качестве топлива в 2017 году.

В период с 2006 по 2008 год Бразилия считалась страной с первой в мире «устойчивой» экономикой биотоплива и лидером биотопливной отрасли. модель политики для других стран; и этанол из сахарного тростника, «самое успешное альтернативное топливо на сегодняшний день». Однако некоторые авторы считают, что успешная бразильская модель этанола является устойчивой только в Бразилии из-за ее передовых агропромышленных технологий 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 годы появилось биотопливо более позднего поколения, в котором используются культуры, выращиваемые специально для производства топлива и непригодные для употребления в пищу.

Бразильская программа по производству этанолового топлива, существующая уже 40 лет, основана на самой эффективной в мире сельскохозяйственной технологии выращивания сахарного тростника. использует современное оборудование и дешевый сахарный тростник в качестве сырья, остаточные отходы тростника ( жом ) используются для производства тепла и электроэнергии, что приводит к очень конкурентоспособной цене, а также к высокому энергетическому балансу (выходная энергия/входная энергия), который варьируется от 8,3 для средних условий до 10,2 для лучших практик производства. В 2010 году Агентство по охране окружающей среды США определило бразильский этанол из сахарного тростника в качестве передового биотоплива из -за сокращения на 61% в течение жизненного цикла общих выбросов парниковых газов , включая прямые косвенные выбросы, связанные с изменениями в землепользовании .

В Бразилии этаноловое топливо доступно по всей стране. Здесь показана типичная заправочная станция Petrobras в Сан-Паулу с двойным топливом, с маркировкой A для алкоголя (этанола) и G для бензина.

В Бразилии больше нет легковых автомобилей, работающих на чистом бензине. С 1976 года правительство сделало обязательным смешивание безводного этанола с бензином, содержание которого колеблется от 10% до 22%. и требует лишь незначительной регулировки обычных бензиновых двигателей. В 1993 году обязательная смесь была зафиксирована законом на уровне 22% по объему безводного этанола ( E22 ) по всей стране, но с правом исполнительной власти устанавливать различные процентные содержания этанола в заранее установленных границах. В 2003 году эти лимиты были установлены на уровне минимум 20% и максимум 25%. С 1 июля 2007 года обязательная смесь составляет 25% безводного этанола и 75% бензина или смеси E25 . Нижний предел был снижен до 18% в апреле 2011 года из-за повторяющегося дефицита поставок этанола и высоких цен, которые наблюдаются между сезонами сбора урожая. К середине марта 2015 года правительство временно повысило содержание смеси этанола в обычном бензине с 25% до 27%.

Бразильская автомобильная промышленность разработала автомобили с гибким топливом , которые могут работать на любом соотношении бензина ( смесь E20-E25 ) и водного этанола ( E100 ). Представленные на рынке в 2003 году, гибкие автомобили имели коммерческий успех. доминирует на рынке легковых автомобилей с долей рынка 94% всех новых легковых и легковых автомобилей, проданных в 2013 году. К середине 2010 года на рынке было доступно 70 гибких моделей. и по состоянию на декабрь 2013 г. В общей сложности 15 производителей автомобилей производят двигатели с гибким топливом, доминируя во всех сегментах легковых автомобилей, за исключением спортивных автомобилей, внедорожников и минивэнов. Совокупное производство автомобилей с гибким топливом и легких коммерческих автомобилей достигло отметки в 10 миллионов автомобилей в марте 2010 года. а рубеж в 20 миллионов единиц был достигнут в июне 2013 года. По состоянию на июнь 2015 г. Совокупный объем продаж легковых автомобилей с гибким топливом составил 25,5 миллионов единиц, а производство гибких мотоциклов в марте 2015 года составило 4 миллиона штук.

Успех «гибких» автомобилей вместе с обязательной смесью E25 по всей стране позволил потреблению этанольного топлива в стране достичь 50% доли рынка бензинового автопарка в феврале 2008 года. С точки зрения энергетического эквивалента страны в 2008 году. , этанол из сахарного тростника составлял 17,6% от общего потребления энергии транспортным сектором

История

Основные статьи: История этанолового топлива в Бразилии и автомобили с гибким топливом в Бразилии.

См. Также: Распространенные топливные смеси этанола.

Историческая эволюция смесей этанола, используемых в Бразилии (1976–2015)
Год	Этанол смешивать	Год	Этанол смешивать	Год	Этанол смешивать
1931	Е5	1989	Е18–22–13	2004	Е20
1976	Е11	1992	Е13	2005	Е22
1977	Е10	1993–98	Е22	2006	Е20
1978	Е18–20–23	1999	Е24	2007	Е23-25
1981	Е20–12–20	2000	Е20	2008	Е25
1982	Е15	2001	Е22	2009	Е25
1984–86	Е20	2002	Е24–25	2010	Е20–25
1987–88	Е22	2003	Е20–25	2011	Е18–25
				2015	Е27
Источник: JA Puerto Rica (2007), таблица 3.8, стр. 81–82. Примечание. Снижение тарифа с E25 до E20 в 2010 году было временным и имело место в период с февраля по апрель. В апреле 2011 года нижний этаж смеси был снижен до E18.

Сахарный тростник выращивается в Бразилии с 1532 года, поскольку сахар был одним из первых товаров, экспортируемых в Европу португальскими поселенцами. Первое использование этанола из сахарного тростника в качестве топлива в Бразилии относится к концу двадцатых и началу тридцатых годов двадцатого века, с появлением в стране автомобилей. Производство этанольного топлива достигло пика во время Второй мировой войны , и, поскольку нападения немецких подводных лодок поставили под угрозу поставки нефти, обязательная смесь достигла 50% в 1943 году. После окончания войны дешевая нефть привела к преобладанию бензина, а смеси этанола использовались лишь время от времени, в основном для того, чтобы воспользоваться излишками сахара. до семидесятых годов, когда первый нефтяной кризис привел к нехватке бензина и осознанию 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, представляла собой общенациональную программу, финансируемую правительством, по поэтапному отказу от автомобильного топлива, полученного из ископаемого топлива , такого как бензин, в пользу этанола, производимого из сахарный тростник .

Бразильский Fiat 147 1979 года был первым современным автомобилем, выпущенным на рынок и способным работать только на водном этанольном топливе ( E100 ).

Первый этап программы сконцентрирован на производстве безводного этанола для смешивания с бензином . Правительство Бразилии сделало обязательным смешивание этанольного топлива с бензином, которое с 1976 по 1992 год колебалось от 10% до 22%. Из-за этого обязательного минимального размера бензиновой смеси чистый бензин ( Е0 ) больше не продается в стране. В октябре 1993 года был принят федеральный закон, устанавливающий обязательную смесь 22% безводного этанола ( Е22 ) на всей территории страны. Этот закон также уполномочил исполнительную власть устанавливать различные процентные содержания этанола в пределах заранее установленных границ; а с 2003 года эти пределы были установлены на уровне максимум 25% ( E25 ) и минимум 20% ( E20 ) по объему. С тех пор правительство установило процентное соотношение смеси этанола в зависимости от результатов урожая сахарного тростника и уровня производства этанола из сахарного тростника, что приводило к вариациям смеси даже в течение одного и того же года.

Историческая тенденция бразильского производства легковых автомобилей по типам топлива, чистого этанола (спирта), гибкого топлива и бензиновых автомобилей 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 из-за проблем с поставками и высоких цен на этаноловое топливо правительство санкционировало временное 90-дневное сокращение состава смеси с E25 до E20, начиная с 1 февраля 2010 года. К середине марта 2015 года правительство временно повысило содержание смеси этанола в обычном бензине с 25% до 27%. Смесь бензина премиум-класса была сохранена на уровне 25% по запросу ANFAVEA, бразильской ассоциации автопроизводителей, из-за опасений по поводу воздействия более высокой смеси на автомобили, построенные для E25, в отличие от автомобилей с гибким топливом. Правительство одобрило более высокую смесь в качестве экономического стимула для производителей этанола из-за существующего избытка этанола, составляющего более 1 миллиарда литров (264 миллиона галлонов США). Ожидается, что реализация E27 позволит потребить излишки до конца 2015 года.

После испытаний в правительственных автопарках нескольких прототипов, разработанных местными автопроизводителями и вызванных вторым нефтяным кризисом , Fiat 147 , первый современный коммерческий автомобиль, работающий на чистом этаноле ( только E100 ), был выпущен на рынок в июле 1979 года. Правительство Бразилии предоставило три важных первоначальных стимула для развития этанольной промышленности: гарантированные закупки государственной нефтяной компании Petrobras , кредиты под низкие проценты для агропромышленных компаний, производящих этанол, и фиксированные цены на бензин и этанол, при которых водный этанол продавался за 59% установленная правительством цена на бензин на заправке. Субсидирование производства этанола таким образом и установление искусственно заниженной цены сделали этанол альтернативой бензину.

Достигнув к концу 1980-х годов более 4 миллионов автомобилей и легких грузовиков, работающих на чистом этаноле, что составляет треть автомобильного парка страны, Производство этанола и продажи автомобилей, работающих только на этаноле, упали из-за нескольких факторов. Во-первых, цены на бензин резко упали в результате перенасыщения нефтью 1980-х годов , но главным образом из-за нехватки поставок этанолового топлива на местном рынке к середине 1989 года тысячи автомобилей стояли в очередях на заправочных станциях или у них закончилось топливо в гаражах. Поскольку предложение не могло удовлетворить растущий спрос, необходимый для теперь уже значительного парка автомобилей, работающих только на этаноле, правительство Бразилии начало импортировать этанол в 1991 году. С 1979 года по декабрь 2010 года количество автомобилей на чистом этаноле составило 5,7 миллиона единиц. К 2003 году количество автомобилей, работающих на чистом этаноле, по оценкам, составляло от 2 до 3 миллионов автомобилей. и оценивается в 1,22 миллиона по состоянию на декабрь 2011 г. .

2003 года Бразильский VW Gol 1.6 Total Flex был первым автомобилем с гибким топливом, способным работать на любой смеси бензина и этанола.

Доверие к автомобилям, работающим на этаноле, было восстановлено только с появлением на бразильском рынке автомобилей, работающих на гибком топливе . 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 производители, производящие автомобили с гибким топливом, включают Chevrolet , Fiat , Ford , Peugeot , Renault , Volkswagen , Honda , Mitsubishi , Toyota , Citroën , Nissan и Kia Motors . В 2013 году Ford выпустил первый автомобиль с гибким топливом и непосредственным впрыском топлива: Focus 2.0 Duratec Direct Flex.

Автомобили с гибким топливом составили 22% продаж автомобилей в 2004 году, 73% в 2005 году. 87,6% в июле 2008 г., и достигла рекордных 94% в августе 2009 года. Совокупное производство автомобилей с гибким топливом и легких коммерческих автомобилей достигло отметки в 10 миллионов автомобилей в марте 2010 года. и 15 миллионов в январе 2012 года. Регистрация легковых автомобилей и легких грузовиков с гибким топливом составила 87,0% всех легковых и легких транспортных средств, проданных в стране в 2012 году. В июне 2013 года производство превысило отметку в 20 миллионов единиц. К концу 2014 года автомобили, работающие на гибком топливе, составляли 54% зарегистрированного парка легковых автомобилей в Бразилии, а автомобили, работающие только на бензине, составляли 34,3%. По состоянию на июнь 2015 г. Совокупный объем продаж легковых автомобилей с гибким топливом составил 25,5 миллионов единиц.

Быстрое внедрение и коммерческий успех «гибких» транспортных средств, как их широко называют, вместе с обязательной смесью спирта с бензином в качестве топлива E25 увеличили потребление этанола до такой степени, что к февралю 2008 года был достигнут переломный момент в потреблении этанола. когда розничные продажи этанола превысили 50% рынка бензиновых автомобилей. Такого уровня потребления этанолового топлива не достигали с конца 1980-х годов, на пике реализации программы Pró-Alcool .

CG 150 Titan Mix 2009 года Honda была представлена ​​на бразильском рынке и стала первым с гибким топливом, мотоциклом проданным в мире.

Под эгидой проекта «Биоэтанол для устойчивого транспорта» (BEST) первый автобус, работающий на этаноле ( ED95 ), начал работу в городе Сан-Паулу в декабре 2007 года в рамках однолетнего испытательного проекта. Второй пробный автобус ED95 начал курсировать в городе Сан-Паулу в ноябре 2009 года. Основываясь на удовлетворительных результатах, полученных в ходе трехлетней опытной эксплуатации двух автобусов, в ноябре 2010 года муниципальное правительство города Сан-Паулу подписало соглашение с UNICA , Cosan , Scania и Viação Metropolitana местным автобусным оператором весь автобусный парк города, состоящий из 15 000 автобусов с дизельными двигателями, использовал только возобновляемые виды топлива . о внедрении парк из 50 автобусов ED95, работающих на этаноле, к маю 2011 года. Цель местного правительства состоит в том, чтобы к 2018 году Первые автобусы, работающие на этаноле, были поставлены в мае 2011 года, а 50 автобусов ED95, работающих на этаноле, начнут регулярно курсировать в Сан-Паулу в июне 2011 года.

Еще одним нововведением бразильской технологии гибкого топлива стала разработка мотоциклов с гибким топливом . Первый гибкий мотоцикл был выпущен компанией Honda в марте 2009 года. Модель CG 150 Titan Mix, производимая ее бразильским дочерним предприятием Moto Honda da Amazônia, продается примерно за 2700 долларов США. Чтобы избежать проблем с холодным запуском, в топливном баке должно быть не менее 20% бензина при температуре ниже 15 °C (59 °F). В сентябре 2009 года Honda выпустила второй мотоцикл с гибким топливом — внедорожный NXR 150 Bros Mix . К декабрю 2010 года совокупные продажи обоих мотоциклов Honda с гибким топливом достигли 515 726 единиц, что составляет 18,1% рыночной доли продаж новых мотоциклов в Бразилии в 2010 году. Два других мотоцикла с гибким топливом производства Honda были выпущены в октябре 2010 и январе 2011 года: CG 150 FAN и Honda BIZ 125 Flex. В 2011 году было произведено в общей сложности 956 117 мотоциклов с гибким топливом, в результате чего его доля рынка выросла до 56,7%. В августе 2012 года производство достигло отметки в 2 миллиона штук. Производство мотоциклов с гибким топливом превысило отметку в 3 миллиона единиц в октябре 2013 года. и отметка в 4 миллиона в марте 2015 года.

Производство

Экономические и производственные показатели

Производство этанола в Бразилии (а) (б) 2004–2019 (Миллионы галлонов США )
2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020
3,989	4,227	4,491	5,019	6,472	6,578	6,922	5,573	5,577	6,267	6,760	7,200	6,750	6,650	7,990	8,590	7,930
Примечание: (а) 2004–06 годы для всех классов. (b) Только этаноловое топливо в 2007–2010 и 2014–20 годах.

Производство этанола в Бразилии использует сахарный тростник в качестве сырья и опирается на технологии первого поколения, основанные на использовании сахарозы, содержащейся в сахарном тростнике. Выход этанола рос на 3,77% в год с 1975 года, а рост производительности был основан на усовершенствованиях сельскохозяйственного и промышленного этапов производственного процесса. Ожидается, что дальнейшее совершенствование передовой практики позволит в краткосрочной и среднесрочной перспективе достичь средней производительности по производству этанола в 9000 литров на гектар .

По состоянию на июль 2008 года в Бразилии действовало 378 заводов по производству этанола, 126 из которых занимались производством этанола, а 252 - производством сахара и этанола. Есть еще 15 заводов, специализирующихся исключительно на производстве сахара. Установленная мощность этих заводов позволяет перерабатывать 538 миллионов тонн сахарного тростника в год, а к 2009 году планируется ввести в эксплуатацию 25 строящихся заводов, которые добавят дополнительную мощность по переработке 50 миллионов тонн сахарного тростника в год. Типичный завод стоит около 150 миллионов долларов США и требует близлежащей плантации сахарного тростника площадью 30 000 гектаров.

Производство по годам урожая с 1990/91 по 2007/08 год. Зеленый цвет — гидратированный этанол (E100), желтый — использование безводного этанола для смешивания бензоспирта .

Производство этанола сосредоточено в центральном и юго-восточном регионах страны, во главе с штатом Сан-Паулу , на долю которого приходится около 60% общего производства этанола в стране, за ним следуют Парана (8%), Минас-Жерайс (8%) и Гояс (5% ). ). На эти два региона с 2005 года приходится 90% производства этанола в Бразилии. а сезон сбора урожая длится с апреля по ноябрь. Северо -восточный регион отвечает за оставшиеся 10% производства этанола, во главе с Алагоасом с 2% от общего объема производства. Сезон сбора урожая в Северо-Северо-Восточном регионе длится с сентября по март, а средняя урожайность в этом регионе ниже, чем в Южно-Центральном регионе. Из-за разницы в двух основных сезонах сбора урожая бразильская статистика по производству сахара и этанола обычно сообщается на основе урожая за два года, а не за календарный год.

Ожидается, что в урожае 2008/09 года около 44% сахарного тростника будет использовано для производства сахара, 1% для производства алкогольных напитков и 55% для производства этанола. По оценкам, около 24,9 миллиардов литров (6,58 миллиардов галлонов жидкости США ). и 27,1 миллиарда литров (7,16 миллиарда галлонов) этанола, как ожидается, будет произведено в 2008/09 урожайном году, причем большая часть продукции будет предназначена для внутреннего рынка и только 4,2 миллиарда литров (1,1 миллиарда галлонов) на экспорт, при этом примерно 2,5 миллиарда литров (660 миллионов галлонов) предназначен для рынка США. С 2007 по 2008 год посевная площадь сахарного тростника выросла с 7 миллионов до 7,8 миллиона гектаров земли, в основном за счет заброшенных пастбищ. В 2008 году в Бразилии было 276 миллионов гектаров пахотных земель, 72% которых использовались под пастбища, 16,9% - под зерновые культуры и 2,8% - под сахарный тростник, а это означает, что для производства этанола требуется всего лишь около 1,5% всех пахотных земель, имеющихся в стране.

Поскольку для сахара и этанола используется одно и то же сырье, а их промышленная переработка полностью интегрирована, официальная статистика занятости обычно представляется вместе. В 2000 году в этих отраслях работало 642 848 рабочих, а по мере расширения производства этанола к 2005 году в выращивании и индустриализации сахарного тростника было занято 982 604 рабочих, в том числе 414 668 рабочих на полях сахарного тростника, 439 573 рабочих на сахарных заводах и 128 363 рабочих на заводы по производству этанола. В то время как занятость на заводах по производству этанола выросла на 88,4% с 2000 по 2005 год, занятость на сахарных полях выросла только на 16,2% как прямой результат расширения механизированного сбора урожая вместо ручного, что позволяет избежать сжигания полей сахарного тростника перед ручной обрезкой, а также увеличивает производительность. В штатах с наибольшей занятостью в 2005 году были Сан-Паулу (39,2%), Пернамбуку (15%), Алагоас (14,1%), Парана (7%) и Минас-Жерайс (5,6%).

Кризис 2009–2014 гг.

С 2009 года бразильская этаноловая промышленность переживает кризис по множеству причин. Они включают экономический кризис 2008 года ; плохой урожай сахарного тростника из-за неблагоприятных погодных условий; высокие цены на сахар на мировом рынке, что сделало более привлекательным производство сахара, а не этанола; замораживание, введенное правительством Бразилии цен на бензин и дизельное топливо. Производство этанольного топлива в Бразилии в 2011 году составило 21,1 миллиарда литров (5,6 миллиарда галлонов жидкости США) по сравнению с 26,2 миллиарда литров (6,9 миллиарда галлонов) в 2010 году. В 2012 году производство этанола было на 26% ниже, чем в 2008 году. 2012.

Дефицит поставок наблюдался в течение нескольких месяцев в 2010 и 2011 годах, а цены выросли до такой степени, что этаноловое топливо больше не было привлекательным для владельцев транспортных средств, работающих на гибком топливе; правительство сократило минимальное количество смеси этанола в бензине, чтобы снизить спрос и предотвратить дальнейший рост цен на этанол; и впервые с 1990-х годов из США было импортировано (кукурузное) этанольное топливо. В 2011–2012 годах импорт 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, направленными на удержание цен на бензин ниже рыночной стоимости, к ноябрю 2013 года только 23% владельцев автомобилей с гибким топливом регулярно использовали этанол, по сравнению с 66% в 2009 году.

В 2014 году Бразилия произвела 23,4 миллиарда литров (6,19 миллиардов жидких галлонов США) этанольного топлива, однако в течение этого года Бразилия импортировала этанол из США, заняв второе место по величине экспортного рынка США в 2014 году после Канады и представляя около 13% Общий объем американского экспорта. Производство восстановилось с 2015 года, и в 2017 году Бразилия произвела 26,72 миллиарда литров (7,06 миллиарда галлонов жидкости США ), что составляет 26,1 процента от общего количества этанола в мире, используемого в качестве топлива.

Сельскохозяйственная техника

Плантация сахарного тростника ( Saccharum officinarum ), готовая к сбору урожая, Итуверава , штат Сан-Паулу.

Динамика урожайности этанола на гектар сахарного тростника, посаженного в Бразилии в период с 1975 по 2004 год. Источник: Goldemberg (2008).

Типичный завод по перегонке и обезвоживанию этанола, Пирасикаба , штат Сан-Паулу.

Изменение цен на этанол для производителей в 2007 году в зависимости от предложения в сезон сбора урожая. Желтый цвет соответствует безводному этанолу, а зеленый — гидратированному этанолу ( реализованные доллары за литр).

Этаноловое топливо готово к продаже, Пирасикаба , штат Сан-Паулу.

Ключевым аспектом развития промышленности этанола в Бразилии были инвестиции в сельскохозяйственные исследования и разработки как со стороны государственного, так и частного сектора. Работа EMBRAPA , государственной компании, отвечающей за прикладные исследования в области сельского хозяйства, вместе с исследованиями, проводимыми государственными институтами и университетами, особенно в штате Сан-Паулу, позволила Бразилии стать крупным новатором в области биотехнологии и агрономические приемы, В результате появилась самая эффективная в мире сельскохозяйственная технология выращивания сахарного тростника. Усилия были сосредоточены на повышении эффективности ресурсов и процессов для оптимизации выхода на гектар сырья, и результатом стало трехкратное увеличение урожайности сахарного тростника за 29 лет, поскольку средняя урожайность этанола в Бразилии выросла с 2024 литров на га в 1975 году до 5917. литров на га в 2004 г.; позволяя эффективности производства этанола расти со скоростью 3,77% в год. Бразильские биотехнологии включают выведение сортов сахарного тростника с более высоким содержанием сахара или энергии, что является одним из основных факторов получения высоких урожаев этанола на единицу посевной площади. Увеличение индекса 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. Инновации в производственном процессе позволили увеличить добычу сахара в период с 1977 по 2003 год. Среднегодовое улучшение составило 0,3%; некоторые заводы уже достигли эффективности извлечения 98%.

Биотехнологические исследования и генетические улучшения привели к разработке штаммов, которые более устойчивы к болезням, бактериям и вредителям, а также способны реагировать на различные условия окружающей среды, что позволяет расширить выращивание сахарного тростника на территории, которые ранее считались непригодными для таких культур. . К 2008 году в Бразилии выращивается более 500 сортов сахарного тростника, причем 51 из них был выведен только за последние десять лет. Четыре исследовательские программы, две частные и две государственные, посвящены дальнейшему генетическому улучшению. С середины девяностых годов бразильские биотехнологические лаборатории разрабатывают трансгенные сорта, которые до сих пор не коммерциализированы. работает пара десятков исследовательских групп Идентификация 40 000 генов тростника была завершена в 2003 году, и над функциональным геномом , которые все еще находятся на экспериментальной стадии, но коммерческие результаты ожидаются в течение пяти лет.

Кроме того, продолжаются исследования в области биологической фиксации азота сахарным тростником : наиболее перспективные сорта растений показывают урожайность, в три раза превышающую средний показатель по стране, на почвах с очень низким плодородием, что позволяет избежать азотных удобрений. Также проводятся исследования по разработке целлюлозного этанола второго поколения . В штате Сан-Паулу в течение следующего десятилетия ожидается увеличение урожайности сахарного тростника на 12% и содержания сахара на 6,4%. Этот прогресс в сочетании с ожидаемым улучшением эффективности ферментации на 6,2% и экстракции сахара на 2% может увеличить выход этанола на 29%, повысив среднюю производительность по производству этанола до 9000 литров/га. Около 50 миллионов долларов США недавно было выделено на исследования и проекты, направленные на содействие получению этанола из сахарного тростника в штате Сан-Паулу.

Производственный процесс

Сахароза, экстрагированная из сахарного тростника, составляет немногим более 30% химической энергии, запасенной в собранных частях зрелого растения; 35% приходится на листья и кончики стеблей, которые остаются на полях во время сбора урожая, а 35% — на волокнистый материал ( жом ), оставшийся от прессования. Большая часть промышленной переработки сахарного тростника в Бразилии осуществляется через очень интегрированную производственную цепочку, позволяющую производить сахар, промышленную переработку этанола и выработку электроэнергии из побочных продуктов. Типичные этапы крупномасштабного производства сахара и этанола включают помол , выработку электроэнергии , ферментацию , перегонку этанола и обезвоживание .

Фрезерование и рафинирование

См. Также: Сахарный тростник

После сбора урожая сахарный тростник обычно доставляют на завод полуприцепами . После контроля качества сахарный тростник промывают, измельчают и измельчают вращающимися ножами; сырье подается и экстрагируется с помощью набора мельниц для сбора сока, называемого в Бразилии гарапа , который содержит 10–15% сахарозы и багасу , остаток клетчатки. Основной целью процесса измельчения является извлечение как можно большего количества сахарозы из тростника, а второстепенной, но важной целью является производство жома с низким содержанием влаги в качестве котельного топлива, поскольку жом сжигается для выработки электроэнергии (см. ниже). ), что позволяет заводу быть самодостаточным в энергии и производить электроэнергию для местной электросети. Затем тростниковый сок или гарапа фильтруется, обрабатывается химикатами и пастеризуется . Перед выпариванием сок еще раз фильтруют, получая барду — жидкость, богатую органическими соединениями. Сироп, образующийся в результате выпаривания, затем осаждается путем кристаллизации, образуя смесь прозрачных кристаллов, окруженных патокой . Для отделения сахара от патоки используют центрифугу . , кристаллы промывают добавлением пара, после чего кристаллы сушат потоком воздуха При охлаждении из сиропа выкристаллизовывается сахар. С этого момента процесс рафинации сахара продолжает производить различные сорта сахара, а патока продолжает отдельный процесс производства этанола.

Ферментация, дистилляция и дегидратация

Смотрите также: Ферментация этанола и азеотропная дистилляция.

Полученную патоку обрабатывают, чтобы она стала стерилизованной, свободной от примесей, и готовой к ферментации. В процессе ферментации сахара превращаются в этанол путем добавления дрожжей . Время брожения варьируется от четырех до двенадцати часов, в результате чего содержание алкоголя составляет 7-10% от общего объема ( °GL ), что называется сброженным вином. Дрожжи извлекают из этого вина с помощью центрифуги. Используя различные температуры кипения, спирт в сброженном вине отделяется от основных остальных твердых компонентов. Остающийся продукт представляет собой гидратированный этанол с концентрацией 96°ГЛ. самая высокая концентрация этанола, которая может быть достигнута с помощью азеотропной перегонки , и по национальным стандартам может содержать до 4,9% воды по объему. Этот водный этанол является топливом, используемым с гибким двигателем в стране в транспортных средствах, работающих только на этаноле, и в транспортных средствах . Дальнейшее обезвоживание обычно осуществляется путем добавления химикатов до температуры GL 99,7°C для получения безводного этанола. который используется для смешивания с чистым бензином для получения обязательной в стране смеси E25 . Дополнительная обработка, необходимая для преобразования гидратированного этанола в безводный, увеличивает стоимость топлива, поскольку в 2007 году средняя разница в ценах производителей между ними составляла около 14% в штате Сан-Паулу. Эта разница в производственных ценах, хотя и небольшая, способствует конкурентоспособности гидратированного этанола ( Е100 ), используемого в Бразилии, не только по отношению к местным ценам на бензин, но и по сравнению с другими странами, такими как США и Швеция , которые используют только безводный этанол. этанол для своего парка гибкого топлива.

Производство электроэнергии из жома

См. Также: Биоэнергетика

Автомобиль, заправленный чистым этанолом, заправляет E100 на Пирасикаба заправочной станции , Сан-Паулу .

С самого начала на заводе сжигали жом , чтобы обеспечить энергию, необходимую для промышленной части процесса. Сегодня в передовой бразильской практике используются котлы высокого давления , которые увеличивают рекуперацию энергии , позволяя большинству заводов по производству сахарного этанола быть энергетически самодостаточными и даже продавать излишки электроэнергии коммунальным предприятиям. К 2000 году общее количество жома сахарного тростника, производимого в год, составило 50 миллионов тонн в сухом виде из более чем 300 миллионов тонн собранного сахарного тростника. Некоторые авторы оценили потенциальную выработку электроэнергии при использовании жома сахарного тростника в пределах от 1000 до9000 МВт , в зависимости от используемой технологии и использования отходов урожая. Одно коммунальное предприятие в Сан-Паулу покупает более 1% электроэнергии у сахарных заводов с производственной мощностью 600 МВт для собственного использования и 100 МВт для продажи. Согласно анализу Frost & Sullivan, мощность жома сахарного тростника, используемого для производства электроэнергии, достигла 3,0 ГВт в 2007 году и, как ожидается, достигнет 12,2 ГВт в 2014 году. Анализ также показал, что когенерация жома сахарного тростника составляет 3% от общего объема энергии в Бразилии. матрица. Энергия особенно ценна для коммунальных предприятий, поскольку она производится в основном в засушливый сезон, когда плотины гидроэлектростанций истощаются.

Согласно исследованию, проведенному по заказу правительства Нидерландов в 2006 году для оценки устойчивости бразильского биоэтанола, «существенные выгоды также возможны в эффективности использования и производства электроэнергии: электроэнергия, используемая для ликеро-водочных заводов, оценивается в 12,9 кВтч/тонну тростника, при наилучшей доступной технологической норме 9,6 кВтч/тонну тростника эффективность может быть увеличена с 18 кВтч/тонну тростника в настоящее время до максимума 29,1 кВтч/тонну тростника. Производство избыточной электроэнергии теоретически может быть увеличено с 5,3 кВтч. /тонна тростника до 19 кВтч/тонна тростника».

Производство электроэнергии из этанола

В Бразилии имеется несколько экспериментальных программ по производству электроэнергии с использованием этанола из сахарного тростника в качестве топлива. Совместное предприятие General Electric и Petrobras эксплуатирует одну коммерческую пилотную установку в Хуис-де-Фора , штат Минас-Жерайс .

Общее энергопотребление

Плантация сахарного тростника в штате Пернамбуку .

Потребление энергии, связанное с производством этанола из сахарного тростника, происходит из трех основных источников: сельскохозяйственного сектора, промышленного сектора и сектора распределения. В сельскохозяйственном секторе 35,98 ГДж энергии используется для посадки, ухода и сбора одного гектара (10 000 м2) сахарного тростника для производства биотоплива. Сюда входит энергия из многочисленных источников, включая азот, фосфат, оксид калия, известь, семена, гербициды, инсектициды, рабочую силу и дизельное топливо. Промышленный сектор, включающий переработку и переработку сахарного тростника, а также производство топливного этанола, использует 3,63 ГДж энергии и генерирует 155,57 ГДж энергии на гектар плантации сахарного тростника. По оценкам ученых, потенциальная мощность, вырабатываемая при когенерации жома, может варьироваться от 1000 до 9000 МВт, в зависимости от урожая и технологических факторов. В Бразилии это около 3% от общего объема необходимой энергии. При сжигании жома можно получить 18 киловатт-часов, или 64,7 МДж на мг сахарного тростника. Для работы ликеро-водочных заводов требуется около 45 МДж, в результате чего избыточный запас 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 на один гектар земли потребуется 2,82 ГДж энергии. Если принять во внимание все три сектора, EROEI (возврат энергии по сравнению с вложенной энергией) для этанола из сахарного тростника составляет около 8.

Существует несколько улучшений в промышленных процессах, таких как внедрение процесса гидролиза для производства этанола вместо избыточной электроэнергии, или использование передовых технологий котлов и турбин для увеличения выработки электроэнергии, или более широкое использование избыточного жома и мусора, оставшегося в настоящее время. отставания в полях, что вместе с различными другими улучшениями эффективности в выращивании сахарного тростника и в цепочке распределения есть потенциал, позволяющий обеспечить дальнейшее повышение эффективности, что приведет к более высокой урожайности, снижению производственных затрат, а также дальнейшему улучшению энергетического баланса и сокращению выбросов парниковых газов. газовые выбросы .

Экспорт

Бразильский экспорт этанола по выбранной стране и региону (2005–2007 гг.) (Миллионы литров )
Страна/регион (1)	2007	%	2006	%	2005	%
Соединенные Штаты (2)	932.75	26.4	1,777.43	51.9	270.97	10.5
страны CBI (3)	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
Евросоюз	1,004.17	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
Республика Корея	66.69		92.27		216.36
Индия	0		10.07		410.76	15.8
Общий мировой экспорт	3,532.67	100	3,426.86	100	2,592.29	100
Примечания: (1) Только страны с объемом импорта более 100 000 литров в данном году показано. (2) Он включает экспорт в Пуэрто-Рико и на Виргинские острова США . (3) Включая Мексику которая торгует с США в рамках Североамериканского соглашения о свободной торговле (НАФТА).

Бразилия является крупнейшим в мире экспортером этанола. В 2007 году было экспортировано 933,4 миллиона галлонов (3532,7 миллиона литров). на долю которого приходится почти 20% ее производства и почти 50% мирового экспорта. С 2004 года основными клиентами бразильских экспортеров являются США , Нидерланды , Япония , Швеция , Ямайка , Сальвадор , Коста-Рика , Тринидад и Тобаго , Нигерия , Мексика , Индия и Южная Корея .

Страны Карибского бассейна импортируют относительно большие объемы бразильского этанола, но не так уж много его предназначено для внутреннего потребления. Эти страны перерабатывают продукт, обычно превращая бразильский гидратированный этанол в безводный этанол, а затем реэкспортируют его в Соединенные Штаты, получая добавленную стоимость и избегая пошлины в размере 2,5% и в размере 0,54 доллара США за галлон тарифа благодаря торговым соглашениям и льготы, предоставленные Инициативой Карибского бассейна (CBI) . Этот процесс ограничен квотой, установленной на уровне 7% потребления этанола в США. Хотя прямой экспорт США упал в 2007 году, импорт из четырех стран CBI почти удвоился, увеличившись с 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. Ситуация вызвала некоторую обеспокоенность в США, поскольку они и Бразилия пытаются построить партнерство для увеличения производства этанола в Латинской Америке и странах Карибского бассейна. Поскольку США поощряют «новое производство этанола в других странах, производство, которое могло бы напрямую конкурировать с этанолом, производимым в США».

США, потенциально крупнейший рынок для импорта бразильского этанола, в настоящее время вводит тариф на бразильский этанол в размере 0,54 доллара США за галлон, чтобы стимулировать внутреннее производство этанола и защитить многообещающую этанольную промышленность в Соединенных Штатах. в размере 45 центов за галлон Исторически сложилось так, что этот тариф был предназначен для компенсации федеральной налоговой льготы , которая применяется к этанолу независимо от страны его происхождения. Экспорт бразильского этанола в США в 2006 году достиг 1 миллиарда долларов США, что на 1020% больше, чем в 2005 году (98 миллионов долларов США). но значительно упал в 2007 году из-за резкого увеличения производства этанола в Америке из кукурузы . Как показано в таблице, Соединенные Штаты остаются крупнейшим импортером бразильского экспорта этанола, хотя в совокупности Европейский Союз и страны CBI теперь импортируют аналогичный объем.

Исследование, проведенное в 2010 году Центром сельскохозяйственного и сельского развития Университета штата Айова, показало, что отмена импортного тарифа в США приведет к тому, что менее 5% этанола в Соединенных Штатах будет импортироваться из Бразилии. Кроме того, исследование 2010 года, проведенное Бюджетным управлением Конгресса (CBO), показало, что затраты американских налогоплательщиков на использование биотоплива для сокращения потребления бензина на один галлон составляют 1,78 доллара для кукурузного этанола и 3,00 доллара для целлюлозного этанола. Аналогичным образом, без учета потенциальных косвенных эффектов землепользования , затраты налогоплательщиков на сокращение выбросов парниковых газов за счет налоговых льгот составляют около 750 долларов США на метрическую тонну CO ₂ эквивалента для этанола и около 275 долларов США на метрическую тонну целлюлозного этанола.

После нескольких продлений налоговая льгота истекает 31 декабря 2011 года, и как тариф в размере 0,54 доллара США за галлон, так и льгота для блендера в размере 0,45 доллара США за галлон стали предметом спорных дебатов в Вашингтоне, округ Колумбия, с группами интересов этанола. и политики, занимающие позиции по обе стороны этого вопроса. 16 июня 2011 года Конгресс США одобрил поправку к законопроекту об экономическом развитии, предусматривающую отмену как налоговых льгот, так и тарифов на этанол. продлевать по истечении срока их действия в конце 2011 года. Ожидается, что возможная отмена импортного тарифа не будет иметь значительных последствий в краткосрочной перспективе, поскольку бразильская этанольная промышленность испытывала проблемы с удовлетворением собственного внутреннего спроса на этанол в 2010 и 2011 годах, а Бразилия импортировала некоторое количество кукурузного этанола из США. Дефицит поставок частично обусловлен высокими ценами на сахар, из-за которых бразильским производителям выгоднее продавать его как сахар, чем перерабатывать в этаноловое топливо. Кроме того, в результате кредитного кризиса, вызванного финансовым кризисом 2007–2010 годов , расширение бразильской этанольной промышленности не смогло идти в ногу с ускоренным ростом парка гибкого топлива .

В Агентства по охране окружающей среды США окончательном постановлении от 2010 года о стандарте на возобновляемое топливо этанол, полученный из бразильского сахарного тростника, был признан передовым биотопливом . Бразильские производители этанола надеются, что эта классификация будет способствовать повышению импортных пошлин как в США, так и в остальном мире. Кроме того, они рассчитывают увеличить экспорт в США, поскольку мандат на смешивание требует увеличения квоты на современное биотопливо, что вряд ли будет выполнено с помощью целлюлозного этанола, и тогда это вынудит производителей смеси импортировать больше этанола, полученного из бразильского сахарного тростника, несмотря на существующий тариф в размере 54 центов за галлон на этанол, импортируемый непосредственно из Бразилии, или беспошлинно из стран CBI , которые перерабатывают бразильский гидратированный этанол в безводный этанол.

Цены и влияние на потребление нефти

Цены на алкоголь и бензин за литр в Рио-де-Жанейро (слева) и Сан-Паулу (справа), соответствующие соотношению цен на этанол E100 и бензин E25 0,64 и 0,56.

Исторические изменения производства этанола по регионам с 1990/91 по 2006/07 год (год сбора урожая). Светло-зеленый — производство штата Сан-Паулу.

Большинство автомобилей в Бразилии работают либо на водном спирте ( Е100 ), либо на бензине ( смесь E25 ), поскольку смесь 25% безводного этанола с бензином является обязательной на всей территории страны. двухтопливные автомобили С 2003 года набирают популярность , работающие на этаноле и бензине в любой пропорции. Они оснащены электронными датчиками, которые определяют тип топлива и регулируют сгорание двигателя в соответствии с ним, поэтому пользователи могут выбирать самое дешевое доступное топливо. К декабрю 2009 года продажи автомобилей с гибким топливом достигли 9,3 миллиона, что составляет 39% парка легковых автомобилей. К середине 2010 года на рынке было доступно 70 гибких моделей. а производство к декабрю 2010 года достигло более 12,5 миллионов автомобилей с гибким топливом, включая более 500 тысяч мотоциклов с гибким топливом.

Из-за более низкого содержания энергии в этанольном топливе автомобили, работающие на гибком топливе, проезжают меньше миль на галлон. Чтобы достичь точки безубыточности, цена этанола должна быть на 25–30 % дешевле за галлон. Как правило , средства массовой информации часто советуют бразильским потребителям использовать больше алкоголя, чем бензина, только тогда, когда цены на этанол на 30% ниже или выше, чем на бензин, поскольку цена на этанол сильно колеблется в зависимости от урожайности урожая и сезонных колебаний. урожай сахарного тростника.

С 2005 года цены на этанол были очень конкурентоспособными без субсидий. даже несмотря на то, что цены на бензин в местной валюте оставались постоянными с середины 2005 года, в то время, когда цена нефти едва приближалась к 60 долларам США за баррель. Однако налоги на бензин в Бразилии высоки, около 54 процентов. в то время как налоги на этаноловое топливо ниже и варьируются от 12% до 30%, в зависимости от штата. По состоянию на октябрь 2008 года средняя цена бензина E25 составляла 4,39 доллара за галлон. в то время как средняя цена на этанол составляла 2,69 доллара США за галлон. Эта разница в налогообложении благоприятствует потреблению этанольного топлива, и к концу июля 2008 года, когда цены на нефть были близки к своему последнему пику, а реальный обменный курс Бразилии по отношению к доллару США был близок к своему последнему минимуму, средняя розничная цена на бензин стоимость насоса в Бразилии достигла 6 долларов США за галлон. Соотношение цен на бензин и этанольное топливо в этот период в большинстве штатов было значительно выше 30 процентов, за исключением случаев низкого предложения сахарного тростника между сборами урожая и штатов, расположенных 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 этанольного топлива бразильским парком легковых автомобилей в виде чистого этанола и бензоспирта заменяет бензин со скоростью около 27 000 кубических метров в день, а к февралю 2008 года совокупное потребление безводного и гидратированного этанольного топлива превысило 50. процентов топлива, которое потребуется для работы парка легковых автомобилей только на чистом бензине. Ежемесячное потребление безводного этанола для обязательной смеси E25 вместе с водным этанолом, используемым гибкими транспортными средствами, достигло 1,432 миллиарда литров, а потребление чистого бензина — 1,411 миллиарда литров. Несмотря на этот объемный паритет, если выразить его в энергетическом эквиваленте ( т.н.э. страны в 2008 году, тогда как бензин составлял 23,3 процента, а дизельное топливо - 49,2 процента. ), этанол из сахарного тростника составлял 17,6 процента от общего потребления энергии в транспортном секторе

Впервые с 2003 года продажи водного этанола упали в 2010 году, снизившись на 8,5 процента по сравнению с 2009 годом. Общий объем потребления как водного, так и безводного этанола снизился на 2,9 процента, а потребление бензина увеличилось на 17,5 процента. Несмотря на сокращение потребления этанола, общий объем продаж этанола достиг 22,2 миллиарда литров, а потребление чистого бензина — 22,7 миллиарда литров, в результате чего доля рынка каждого вида топлива составила около 50 процентов. Снижение потребления водного этанола было обусловлено главным образом высокими ценами на сахар на международных рынках, которые достигли 30-летнего максимума в 2010 году. Этот пик цен на сахар привел к тому, что заводы по переработке сахарного тростника начали производить больше сахара, чем этанола, и по мере сокращения поставок E100 цены выросли до такой степени, что в течение 2010 года несколько раз цена на водный этанол была менее чем на 30 процентов дешевле, чем на бензин. Еще одним фактором, который способствовал этому сдвигу, стал рост продаж импортных автомобилей, работающих только на бензине, который произошел в 2010 году.

Разброс потребительских цен между E25 бензином и E100 по штатам. Красным и оранжевым показаны штаты со средними ценами ниже диапазона безубыточности. Цена этанола должна быть на 25–30% дешевле, чем бензина, чтобы компенсировать более низкую экономию топлива .	Состояние	Средний розничная цена (реал $/литр)		Ценовой спред Е25 - Е100	Состояние	Средний розничная цена (реал $/литр)		Ценовой спред Е25 - Е100	Состояние	Средний розничная цена (реал $/литр)		Ценовой спред Е25 - Е100
		Е100	Е25	(%)		Е100	Е25	(%)		Е100	Е25	(%)
	Акко (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 (Алабама)	1.844	2.766	33.33	Мату-Гросу (МТ)	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 (МС)	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 (МГ)	1.610	2.377	32.27	Рондония (RR)	1.839	2.669	31.10
	Баия (BA)	1.630	2.522	35.37	Пара (Пенсильвания)	2.120	2.772	23.52	Рорайма (Румыния)	2.154	2.710	20.52
	Федеральный округ (DF)	1.884	2.586	27.15	Параиба (ПБ)	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 (PR)	1.445	2.429	40.51	Сан-Паулу (SP)	1.306	2.398	45.54
	Святой Дух (ES)	1.795	2.662	32.57	Пернамбуку (ПЭ)	1.700	2.573	33.93	Сержипи (ЮВ)	1.888	2.518	25.02
	Гояс (ГО)	1.581	2.565	38.36	Пиауи (Пи)	1.927	2.655	27.42	Токантинс (ТО)	1.708	2.748	37.85
	Средний показатель по стране	1.513	2.511	39.75	Источник : Национальное нефтяное агентство (ANP). Средние розничные цены за неделю с 26 октября 2008 г. по 1 ноября 2008 г. Примечание . Данные представлены в местной валюте, поскольку обменный курс бразильского реала сильно колебался с начала мирового финансового кризиса . Обменный курс на 31 октября 2008 г. составлял 1 доллар США = 2,16 реалов .

Сравнение с США

Промышленность Бразилии по производству сахарного тростника более эффективна, чем промышленность США по производству кукурузы. Этанол из сахарного тростника имеет энергетический баланс в семь раз больше, чем этанол, полученный из кукурузы. Бразильские производители спиртных напитков могут производить этанол по цене 22 цента за литр по сравнению с 30 центами за литр этанола на основе кукурузы. Американский этанол, полученный из кукурузы, стоит на 30% дороже, поскольку кукурузный крахмал сначала необходимо превратить в сахар, а затем перегнать в спирт. Несмотря на эту разницу в затратах на производство, США не импортировали больше бразильского этанола из-за торговых барьеров США, соответствующих тарифу в для производителей блендеров в размере 45 центов за галлон. 54 цента за галлон, впервые введенному в 1980 году, но продолжали компенсировать федеральную налоговую льготу это применяется к этанолу независимо от страны его происхождения. В 2011 году Конгресс США решил не продлевать тариф и налоговую льготу, и в результате оба этих действия прекратились 31 декабря 2011 года. За эти три десятилетия этаноловая промышленность 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 годовым количеством осадков не менее 600 мм (24 дюйма). Сахарный тростник — один из наиболее эффективных фотосинтезаторов в царстве растений, способный преобразовывать до 2% падающей солнечной энергии в биомассу. Производство сахарного тростника в США происходит во Флориде , Луизиане , Гавайях и Техасе . Ожидается, что первые три завода по производству этанола на основе сахарного тростника будут запущены в эксплуатацию в Луизиане к середине 2009 года. Сахарные заводы в Лакассине, Сент-Джеймсе и Банки были переведены на производство этанола на основе сахарного тростника с использованием колумбийской технологии, чтобы сделать возможным прибыльное 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 на Кауаи , Гавайи, и в Имперской долине , Калифорния.

Сравнение ключевых характеристик между этаноловая промышленность в США и Бразилии
Характеристика	Бразилия	НАС	Единицы/комментарии
Сырье	Сахарный тростник	кукуруза	Основная товарная культура для производства этанола, доля других культур в США составляет менее 2%.
Общий объем производства этанольного топлива (2017 г.)	7,06	15,80	Миллионы американских галлонов жидкости .
Всего пахотных земель	355	270 (1)	Миллион гектаров .
Общая площадь, использованная для выращивания этанола (2006 г.)	3.6 (1%)	10 (3.7%)	Млн га (% от общей площади пашни).
Производительность на гектар	6,800-8,000	3,800-4,000	Литров этанола на гектар . В Бразилии — от 727 до 870 галлонов на акр (2006 г.), в США — от 321 до 424 галлонов на акр (2003 г.).
Энергетический баланс (входная энергетическая продуктивность)	от 8,3 до 10,2	от 1,3 до 1,6	Соотношение энергии, полученной из этанола, к энергии, затраченной на его производство.
Расчетное выбросов парниковых газов сокращение	86-90% (2)	10-30% (2)	% выбросов парниковых газов, которых удалось избежать за счет использования этанола вместо бензина и использования существующих сельскохозяйственных угодий (без ILUC ).
EPA Оценка по сокращению выбросов парниковых газов для RFS2 в 2022 году .	61% (3)	21%	Средний процент выбросов парниковых газов изменяется при использовании этанола по сравнению с бензином, учитывая прямые и косвенные эффекты изменения землепользования .
CARB цикла полного жизненного Углеродная интенсивность	73.40	105.10 (4)	Грамм CO2 , эквивалента высвобождаемого на МДж произведенной энергии, включает косвенные изменения в землепользовании .
Расчетный срок окупаемости выбросов парниковых газов	17 лет (5)	93 года (5)	в Бразилии Серрадо для выращивания сахарного тростника и пастбища в США для выращивания кукурузы. Сценарии изменения землепользования Фарджионе.
Всего произведено/продано автомобилей с гибким топливом	16,3 миллиона	10 миллионов	Все автопарки по состоянию на декабрь 2011 года. Бразильский автопарк включает 1,5 миллиона мотоциклов с гибким топливом. По оценкам Министерства энергетики США , в 2009 году только 504 297 автомобилей, работающих на гибком топливе, регулярно заправлялись E85 в США.
Заправочные станции этанола в стране	35,017 (100%)	2,326 (1%)	В % от общего числа заправок в стране. Бразилия к декабрю 2007 года. США к июлю 2010 года. (всего 170 000)
Доля этанола на рынке бензина	50% (6)	10%	В % от общего потребления в объемном выражении. Бразилия по состоянию на апрель 2008 г. США по состоянию на декабрь 2011 г.
Себестоимость продукции (долл. США/галлон)	0.83	1.14	2006/2007 для Бразилии (22 цента/литр), 2004 год для США (35 центов/литр).
Примечания: (1) Только прилегающие территории США, исключая Аляску . (2) Предполагается, что землепользование не изменится. (3) Оценка рассчитана для потребления в США, а этанол из сахарного тростника импортируется из Бразилии. Включены выбросы от морского транспорта. Обе оценки включают наземный транспорт внутри США. (4) Оценка CARB для кукурузного этанола Среднего Запада . калифорнийского бензина Углеродоемкость при смеси с 10% этанола составляет 95,86. (5) Предполагается только прямое изменение землепользования.

Этаноловая дипломатия

Президенты Луис Инасио Лула да Силва и Джордж Буш во время визита Буша в Бразилию, март 2007 года.

Президент Луис Инасио Лула да Силва и король Швеции Карл XVI Густав осматривают один из 400 автобусов, курсирующих по ED95 в Стокгольме .

В марте 2007 года «этаноловая дипломатия» была в центре внимания латиноамериканского турне президента Джорджа Буша по Латинской Америке, в ходе которого он и президент Бразилии Луис Инасиу Лула да Силва стремились содействовать производству и использованию этанола на основе сахарного тростника. по всей Латинской Америке и Карибскому бассейну . Обе страны также договорились обмениваться технологиями и установить международные стандарты для биотоплива. Передача бразильской технологии производства сахарного тростника позволит различным странам Центральной Америки , таким как Гондурас , Никарагуа , Коста-Рика и Панама , нескольким странам Карибского бассейна и различным странам Андского региона беспошлинную торговлю с США благодаря существующим концессионным торговым соглашениям.

Несмотря на то, что с 1980 года США ввели пошлину 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% потребления в США в предыдущем году. Также допускаются дополнительные квоты, если страны-бенефициары производят не менее 30% этанола из местного сырья и до дополнительных 35 миллионов галлонов (132,5 миллиона литров). Так, несколько стран импортировали гидратированный этанол из Бразилии, перерабатывали его на местных ликеро-водочных заводах для обезвоживания , а затем реэкспортировали в виде безводного этанола . Американские фермеры жаловались на эту лазейку, позволяющую законно обойти тариф. 2005 года Соглашение о свободной торговле между Доминиканской Республикой и Центральной Америкой (CAFTA) сохранило льготы, предоставляемые CBI, а положения CAFTA установили доли для Коста-Рики и Сальвадора в рамках общей квоты для конкретных стран. Для каждой страны была установлена ​​первоначальная годовая надбавка с постепенным ежегодным увеличением уровня доступа на рынок США. Ожидается, что, используя бразильскую технологию переработки этанола на основе сахарного тростника, такие страны смогут в краткосрочной перспективе стать нетто-экспортерами в США. В августе 2007 года президент Бразилии совершил поездку по Мексике и нескольким странам Центральной Америки и Карибского бассейна с целью продвижения бразильской технологии производства этанола.

Меморандум о взаимопонимании (MOU), подписанный президентами США и Бразилии в марте 2007 года, может сблизить Бразилию и Соединенные Штаты в энергетической политике, но неясно, был ли достигнут существенный прогресс в реализации трех столпов, закрепленных в этом соглашении.

EMBRAPA Африканский региональный офис в Гане .

Бразилия также распространила свой технический опыт на несколько африканских стран, включая Гану , Мозамбик , Ангола , и Кения . Этими усилиями руководит EMBRAPA , государственная компания, отвечающая за прикладные исследования в сельском хозяйстве и ответственная за большинство достижений в повышении урожайности сахарного тростника за последние тридцать лет. Еще 15 африканских стран проявили интерес к получению бразильской технической помощи для повышения урожайности сахарного тростника и эффективного производства этанола. Бразилия также имеет двусторонние соглашения о сотрудничестве с рядом других стран Европы и Азии.

Как написал президент Лула для The Economist относительно глобальной повестки дня Бразилии:

Бразильские программы по производству этанола и биодизеля являются эталоном альтернативных и возобновляемых источников топлива. Партнерские отношения устанавливаются с развивающимися странами, стремящимися последовать достижениям Бразилии – сокращение выбросов парниковых газов на 675 миллионов тонн, миллион новых рабочих мест и резкое 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, заинтересованных в использовании бразильских ноу-хау в этой области.

Экологические и социальные последствия

Воздействие на окружающую среду

См. также: Проблемы, связанные с биотопливом.

Преимущества

Этанол, производимый из сахарного тростника, обеспечивает возобновляемую энергию и менее углеродоемкую, чем нефть. Биоэтанол снижает загрязнение воздуха благодаря своим более чистым выбросам, а также способствует смягчению последствий глобального потепления за счет сокращения выбросов парниковых газов.

Энергетический баланс

См. Также: Топливно-энергетический баланс этанола.

Одной из основных проблем при производстве биоэтанола является энергетический баланс , то есть общее количество энергии, вкладываемой в процесс, по сравнению с энергией, выделяемой при сжигании полученного этанольного топлива. Этот баланс учитывает полный цикл производства топлива, поскольку выращивание, транспортировка и производство требуют энергии, включая использование нефти 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 передового производства. Это означает, что для средних условий требуется одна единица энергии ископаемого топлива для создания 8,3 энергетических единиц из полученного этанола. Эти результаты были подтверждены другими исследованиями.

Великобритании Оценки по углеродоемкости биоэтанола и ископаемого топлива . Как показано, бразильский этанол из сахарного тростника является наиболее эффективным биотопливом, производимым в настоящее время в коммерческих целях, с точки зрения сокращения выбросов парниковых газов.

Выбросы парниковых газов

См. Также: Стандарт низкоуглеродного топлива.

Еще одним преимуществом биоэтанола является сокращение выбросов парниковых газов 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, производимым в настоящее время в коммерческих целях, с точки зрения сокращения выбросов парниковых газов.

Однако два исследования, опубликованные в 2008 г. критически относятся к предыдущим оценкам сокращения выбросов парниковых газов, поскольку авторы считали, что предыдущие исследования не учитывали влияние изменений в землепользовании . Недавние оценки, проведенные в 2009 году Агентством по охране окружающей среды США (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 установленному Калифорнийскому стандарту низкоуглеродистого топлива (LCFS), так и предлагаемому федеральному стандарту на возобновляемое топливо (RFS2), несмотря на дополнительные выбросы углерода, связанные с ILUC. 3 февраля 2010 г. EPA вынесло окончательное решение относительно RFS2 на 2010 г. и последующий период. и определили, что бразильский этанол, производимый из сахарного тростника, соответствует применимому порогу сокращения выбросов парниковых газов на 50% для категории современного топлива. Моделирование EPA показывает, что этанол из сахарного тростника из Бразилии снижает выбросы парниковых газов по сравнению с бензином на 61%, используя 30-летнюю окупаемость выбросов за косвенные изменения в землепользовании (ILUC) . К сентябрю 2010 года пять бразильских заводов по производству этанола из сахарного тростника получили разрешение EPA на экспорт своего этанола в США по категории передового биотоплива.

Отчет, подготовленный по заказу Организации Объединенных Наций и основанный на подробном обзоре опубликованных исследований до середины 2009 года, а также на вкладе независимых экспертов со всего мира, показал, что этанол из сахарного тростника, производимый в Бразилии, «в некоторых обстоятельствах действует лучше, чем просто нулевой уровень выбросов». Если его правильно выращивать и обрабатывать, он будет иметь отрицательные выбросы, вытягивая CO2 _из атмосферы, а не добавляя его». Напротив, в отчете показано, что использование кукурузы в качестве биотоплива в США менее эффективно, поскольку сахарный тростник может привести к сокращению выбросов от 70% до более чем 100% при замене бензина. Исследование, проведенное в 2010 году по заказу Европейской комиссии, показало, что влияние биотоплива первого поколения на сокращение выбросов является положительным даже после дисконтирования косвенных эффектов изменения землепользования , особенно «более эффективного по выбросам» этанола из сахарного тростника из Бразилии, который придется импортировать в Бразилию. обеспечить экологическую жизнеспособность мандата ЕС по биотопливу.

Другое исследование 2010 года, опубликованное Всемирным банком, показало, что «транспортный сектор Бразилии имеет более низкую углеродоемкость по сравнению с большинством других стран из-за широкого использования этанола в качестве топлива для транспортных средств». Исследование также пришло к выводу, 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 возникают из-за растущего использования частных автомобилей, заторов на дорогах и неэффективных систем общественного транспорта . Тем не менее, исследование пришло к выводу, что более широкое использование транспортных средств с гибким топливом и переход с бензина на этанол из сахарного тростника, как ожидается, стабилизируют выбросы парниковых газов от парка легковых автомобилей в течение следующих 25 лет, несмотря на ожидаемое увеличение количества пройденных километров. Более того, исследование показало, что если доля биоэтанола на рынке автомобилей с бензиновым двигателем достигнет 80% в 2030 году, этот переход от бензина «может обеспечить более одной трети общего сокращения выбросов, запланированного для транспортного сектора за этот период» (2008 г.). –2030). Исследование также пришло к выводу, что увеличение экспорта этанола из Бразилии будет способствовать увеличению международного спроса на низкоуглеродное топливо. , ее торговые партнеры выиграют от сокращения выбросов CHG. Однако для того, чтобы эта возможность была реализована, торговые барьеры и субсидии . во многих странах необходимо будет снизить или устранить

Исследование 2009 года, опубликованное в журнале Energy Policy, показало, что использование этанольного топлива в Бразилии позволило избежать более 600 миллионов тонн выбросов CO ₂ с 1975 года, когда началась программа Pró-Álcool . Исследование также пришло к выводу, что нейтрализация углерода, высвободившегося в результате изменения землепользования, была достигнута в 1992 году. По другой оценке, UNICA , главная бразильская организация по производству этанола, подсчитала, что только использование этанольного топлива в транспортных средствах с гибким топливом в Бразилии позволило избежать 83,5 миллионов тонн выбросов CO ₂ в период с марта 2003 года по январь 2010 года.

Загрязнение воздуха

Широкое использование этанола принесло городским центрам ряд экологических преимуществ в плане загрязнения воздуха . Содержание свинцовых присадок в бензине было сокращено в 1980-х годах, поскольку количество этанола, примешиваемого к топливу, было увеличено, и эти присадки были исключены к 1991 году. Добавление смесей этанола вместо свинца в бензин снизило общее содержание окиси углерода (CO), углеводородов , выбросы серы и твердых частиц значительно. Использование транспортных средств, работающих только на этаноле, также резко сократило выбросы CO. До запуска программы Pró-Álcool , когда единственным используемым топливом был бензин, выбросы CO2 превышали 50 г/км; в 1995 году они были снижены до уровня менее 5,8 г/км. Несколько исследований также показали, что Сан-Паулу выигрывает от значительно меньшего загрязнения воздуха благодаря более чистым выбросам этанола. Кроме того, бразильские двигатели с гибким топливом разрабатываются с более высокой степенью сжатия , используя преимущества более высоких смесей этанола и максимизируя преимущества более высокого содержания кислорода в этаноле, что приводит к снижению выбросов и повышению топливной эффективности.

Несмотря на то, что все виды автомобильного ископаемого топлива выделяют альдегиды, одним из недостатков использования гидратированного этанола в двигателях, работающих только на этаноле, является увеличение выбросов альдегидов по сравнению с бензином или бензоспиртом . Однако нынешние концентрации альдегидов в окружающей среде в городе Сан-Паулу ниже контрольных уровней, рекомендуемых как адекватные для здоровья человека, указанных в литературе. 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 иметь важное значение из-за их роли в образовании смога. Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы установить масштабы и прямые последствия, если таковые имеются, для здоровья.

Проблемы

Типичный комбайн для сбора сахарного тростника , штат Сан-Паулу.

Операция погрузки урожая сахарного тростника для транспортировки на завод по переработке сахара и этанола без предварительного сжигания плантации, штат Сан-Паулу .

Механизированная уборка сахарного тростника. Использование уборочных машин позволяет избежать сжигания плантации, штат Сан-Паулу.

Типичный автомобиль, используемый для перевозки урожая на завод по переработке сахара и этанола в штате Сан-Паулу.

Использование воды и удобрений

Производство этанола также вызывает обеспокоенность по поводу чрезмерного использования и загрязнения воды, эрозии почвы и возможного загрязнения в результате чрезмерного использования удобрений . Исследование, проведенное по заказу правительства Нидерландов в 2006 году для оценки устойчивости бразильского биоэтанола, пришло к выводу, что воды достаточно для удовлетворения всех прогнозируемых долгосрочных потребностей в воде для производства сахарного тростника и этанола. Кроме того, благодаря законодательству и технологическому прогрессу, количество воды, собираемой для производства этанола, значительно сократилось за предыдущие годы. Чрезмерное использование водных ресурсов в целом кажется ограниченной проблемой в Сан-Паулу, особенно из-за относительно большого количества осадков, однако могут возникнуть некоторые локальные проблемы. Что касается загрязнения воды из-за производства сахарного тростника, Embrapa относит эту отрасль к уровню 1, что означает «отсутствие воздействия» на качество воды.

Эта оценка также показала, что потребление агрохимикатов при производстве сахарного тростника ниже, чем при выращивании цитрусовых, кукурузы, кофе и соевых бобов. Борьба с болезнями и вредителями, включая использование агрохимикатов, является важнейшим элементом любого производства тростника. Исследование показало, что выведение устойчивых сортов сахарного тростника является важнейшим аспектом борьбы с болезнями и вредителями и одной из основных целей бразильских программ генетического улучшения тростника. Борьба с болезнями является одной из основных причин замены коммерческого сорта сахарного тростника.

Поле горит

Достижения в области удобрений и натуральных пестицидов практически устранили необходимость сжигать поля. Поля сахарного тростника традиционно сжигают непосредственно перед сбором урожая, чтобы не навредить работникам, удаляя острые листья и убивая змей и других вредных животных, а также для удобрения полей золой. Жарей стало меньше из-за давления со стороны общественности и органов здравоохранения, а также в результате недавней разработки эффективных уборочных машин. В середине 90-х годов в городах на полях сахарного тростника во время сезона сбора урожая часто наблюдались довольно густые пепельные дожди.Закон штата 2001 года запретил сжигание полей сахарного тростника в штате Сан-Паулу к 2021 году. и машины постепенно заменят человеческий труд в качестве средства сбора тростника, за исключением тех случаев, когда крутой рельеф не позволяет собирать урожай механическим способом. Однако 150 из 170 заводов Сан-Паулу по переработке сахарного тростника подписали в 2007 году добровольное соглашение с правительством штата, которое должно выполнить требования к 2014 году. Независимые производители подписали в 2008 году добровольное соглашение о соблюдении требований, и крайний срок был продлен до 2017 года для полей сахарного тростника, расположенных на более крутых склонах. К сезону сбора урожая 2009/10 г. более 50% тростника было собрано в Сан-Паулу с помощью уборочных машин. Механизация уменьшит загрязнение от горящих полей и обеспечит более высокую производительность, чем у людей, но также создаст безработицу для этих сезонных рабочих, многие из которых происходят из беднейших регионов Бразилии. Благодаря механизации количество временных рабочих на плантациях сахарного тростника уже сократилось: каждая комбайновая машина заменяет около 100 тростниковых фрез в день и создает 30 рабочих мест, включая операторов и обслуживающие бригады.

Последствия изменения землепользования

См. Также: Косвенное влияние биотоплива на изменение землепользования.

Два исследования, опубликованные в 2008 году, поставили под сомнение преимущества, оцененные в предыдущих оценках в отношении сокращения выбросов парниковых газов от этанола, полученного из сахарного тростника, поскольку авторы считают, что предыдущие исследования не принимали во внимание прямое и косвенное влияние изменений в землепользовании . Авторы обнаружили, что «углеродный долг в области биотоплива» создается, когда Бразилия и другие развивающиеся страны преобразуют земли в ненарушенных экосистемах, таких как тропические леса , саванны или луга , для производства биотоплива , а также в растениеводство, когда сельскохозяйственные земли перенаправляются на производство биотоплива. В результате этих изменений в землепользовании выделяется больше CO _{2 ,} чем ежегодное сокращение выбросов парниковых газов (ПГ), которое могло бы обеспечить биотопливо, вытесняя ископаемое топливо. Среди прочего, в исследовании анализировался случай бразильского Серрадо переоборудования для производства этанола из сахарного тростника. Задолженность по выбросам углерода в биотопливе на переработанном Серрадо, по оценкам, будет погашена через 17 лет, что является наименьшим сроком из проанализированных сценариев, так как, например, срок окупаемости этанола из кукурузы в США оценивается в 93 года. Вывод исследования заключается в том, что конечный эффект производства биотоплива посредством очистки богатых углеродом мест обитания заключается в увеличении выбросов CO ₂ на десятилетия или столетия по сравнению с использованием ископаемого топлива.

Что касается этой проблемы, предыдущие исследования, проведенные в Бразилии, показали, что в Бразилии имеется 355 миллионов га пахотных земель, из которых только 72 миллиона га используются. Сахарный тростник занимает лишь 2% имеющихся пахотных земель. из которых производство этанола в 2008 году составляло 55%. По оценкам Embrapa, имеется достаточно сельскохозяйственных земель, чтобы увеличить как минимум в 30 раз существующие плантации сахарного тростника, не ставя под угрозу чувствительные экосистемы и не занимая земли, предназначенные для выращивания продовольственных культур. Ожидается, что большая часть будущего роста будет происходить на заброшенных пастбищах , поскольку это была историческая тенденция в штате Сан-Паулу. Кроме того, ожидается, что продуктивность еще больше повысится благодаря текущим биотехнологическим исследованиям, генетическим улучшениям и лучшим агрономическим практикам, что будет способствовать снижению спроса на землю для будущих культур сахарного тростника. Об этой тенденции свидетельствует рост сельскохозяйственного производства, произошедший в штате Сан-Паулу в период с 1990 по 2004 год, где кофе , апельсины , сахарный тростник и другие продовольственные культуры выращивались почти на постоянной площади.

Кроме того, что касается потенциального негативного воздействия изменений в землепользовании на выбросы углерода, исследование, проведенное по заказу правительства Нидерландов, пришло к выводу, что «очень трудно определить косвенные последствия дальнейшего использования земель для производства сахарного тростника (т.е. замены сахарного тростника другой культурой, такой как соя). или цитрусовых культур, что, в свою очередь, приводит к замене пастбищ дополнительными соевыми плантациями, что, в свою очередь, может вызвать вырубку лесов), а также нелогично приписывать все эти потери углерода в почве сахарному тростнику». Другие авторы также ставят под сомнение эти косвенные последствия, поскольку пастбища для скота перемещаются на более дешевые земли вблизи Амазонки. Исследования, опровергающие эту обеспокоенность, утверждают, что площади, отведенные под свободный выпас скота, сокращаются, поскольку плотность скота на пастбищах увеличилась с 1,28 голов скота на га до 1,41 с 2001 по 2005 год. и ожидаются дальнейшие улучшения в практике кормления крупного рогатого скота.

Статья, опубликованная в феврале 2010 года группой под руководством Лаполы из Кассельского университета. обнаружили, что запланированное расширение плантаций биотоплива (сахарного тростника и соевых бобов) в Бразилии до 2020 года будет иметь небольшое прямое влияние землепользования на выбросы углерода, но косвенные изменения в землепользовании могут компенсировать экономию углерода от биотоплива из-за расширения границы пастбищ в амазонские леса, особенно из-за перемещения скотоводства. «Этинол из сахарного тростника и соевое биодизельное топливо составляют почти половину прогнозируемого косвенного вырубки лесов площадью 121 970 км². ² к 2020 году создаст углеродный долг, на погашение которого потребуется около 250 лет с использованием этого биотоплива вместо ископаемого топлива». Анализ также показал, что интенсификация животноводства в сочетании с усилиями по выращиванию высокоурожайных масличных культур необходима для достижения эффективной экономии углерода за счет биотоплива в Бразилии, «при этом удовлетворяя все потребности в продовольствии и биоэнергетике».

Основная бразильская организация по производству этанола (UNICA) отметила, что в этом исследовании и других расчетах воздействия на землепользование упущен ключевой фактор, а именно тот факт, что в Бразилии «производство крупного рогатого скота и пастбища уже интенсифицируются и, по прогнозам, это произойдет в будущем. ".

Вырубка лесов

Расположение экологически ценных территорий относительно плантаций сахарного тростника. Сан-Паулу , расположенный в юго-восточном регионе Бразилии , концентрирует две трети культур сахарного тростника.

Другая критика была сосредоточена на возможности вырубки тропических лесов и других экологически ценных земель для производства сахарного тростника, таких как Амазонка , Пантанал или Серрадо . Embrapa и UNICA опровергли это беспокойство, объяснив, что 99,7% плантаций сахарного тростника расположены как минимум в 2000 километрах (1200 миль) от Амазонии, а расширение в течение последних 25 лет происходило в регионе Центр-Юг, также далеко от Амазонии. , Пантанал или Атлантический лес. В штате Сан-Паулу рост происходил на заброшенных пастбищах.

Оценка воздействия будущих изменений в землепользовании, охране лесов и рисков для биоразнообразия, проведенная в рамках исследования по заказу правительства Нидерландов. пришли к выводу, что «прямое воздействие производства тростника на биоразнообразие ограничено, поскольку производство тростника заменяет в основном пастбища и/или продовольственные культуры, а производство сахарного тростника происходит вдали от основных биомов Бразилии (дождевые леса Амазонки, Серрадо, Атлантический лес, Каатинга, Кампос Сулинос и Пантанал)». Однако «косвенные последствия увеличения площадей под производством сахарного тростника, вероятно, будут более серьезными. Наиболее важным косвенным воздействием будет расширение площадей сельскохозяйственных угодий за счет серрадо. Серрадо являются важным заповедником биоразнообразия. Они косвенное воздействие трудно оценить количественно, а практически применимых критериев и индикаторов не хватает».

Чтобы гарантировать устойчивое развитие производства этанола, в сентябре 2009 года правительство издало указ о агроэкологическом зонировании землепользования по всей стране, чтобы ограничить рост сахарного тростника в экологически чувствительных районах или вблизи них, таких как Пантанала водно-болотные угодья , тропические леса Амазонки реки Верхний Парагвай. и бассейн . Установка новых заводов по производству этанола в этих местах не будет разрешена, и только существующим заводам и новым заводам с экологической лицензией, уже утвержденной до 17 сентября 2009 года, будет разрешено продолжать работать в этих уязвимых зонах. Согласно новым критериям, 92,5% территории Бразилии непригодны для плантаций сахарного тростника. Правительство считает, что подходящих площадей более чем достаточно для удовлетворения будущего спроса на этанол и сахар на внутреннем и международном рынках, прогнозируемого на ближайшие десятилетия.

Социальные последствия

Типичный работник на сборе сахарного тростника во время сезона сбора урожая, штат Сан-Паулу.

Сахарный тростник внес важный социальный вклад в жизнь некоторых беднейших слоев населения Бразилии, обеспечив доход, обычно превышающий минимальную заработную плату , а также официальную работу с дополнительными льготами. Официальная занятость в Бразилии составляет в среднем 45% во всех секторах, в то время как в секторе сахарного тростника доля формальных рабочих мест в 2007 году составляла 72,9% по сравнению с 53,6% в 1992 году, а в более развитой промышленности по производству этанола из сахарного тростника в штате Сан-Паулу официальная занятость достигла 93,8% в 2005 году. Средняя заработная плата в производстве сахарного тростника и этанола превышает официальную минимальную заработную плату, но минимальная заработная плата может быть недостаточной, чтобы избежать бедности. Северо-Северо-Восточные регионы отличаются гораздо более низким уровнем образования среди рабочих и меньшими ежемесячными доходами. Среднее количество работников с 3 и менее школьными годами в Бразилии составляет 58,8%, тогда как на Юго-Востоке этот процент составляет 46,2%, в Северо-Восточном регионе - 76,4%. Поэтому неудивительно, что заработки в Центре-Юге выше, чем в Северо-Северо-Востоке при сопоставимом уровне образования. В 2005 году работники, собирающие сахарный тростник в регионе Центр-Юг, получали среднюю заработную плату на 58,7% выше, чем средняя заработная плата в Северо-Северо-Восточном регионе. Основные социальные проблемы связаны с резчиками тростника, которые выполняют большую часть низкооплачиваемой работы, связанной с производством этанола.

Общее количество постоянных сотрудников в этом секторе сократилось на одну треть в период с 1992 по 2003 год, отчасти из-за растущей зависимости от механического сбора урожая, особенно у более богатых и зрелых производителей сахарного тростника в штате Сан-Паулу. За тот же период доля временных или сезонных работников колебалась, сначала снижаясь, а затем увеличившись в последние годы примерно до половины всех рабочих мест в секторе, но в абсолютном выражении количество временных работников также сократилось. Сектор сахарного тростника в более бедном северо-восточном регионе является более трудоемким, поскольку производство в этом регионе составляет лишь 18,6% от общего объема производства страны, но в секторе сахарного тростника занято 44,3% рабочей силы.

Ручной сбор сахарного тростника связан с трудностями и плохими условиями труда. В связи с этим исследование, проведенное по заказу правительства Нидерландов подтвердили, что основная проблема действительно связана с ручным сбором тростника. Ключевой проблемой условий труда является высокая рабочая нагрузка. В результате механизации нагрузка на одного рабочего увеличилась с 4–6 тонн в день в 80-е годы до 8–10 тонн в день в 90-е годы, до 12–15 тонн в день в 2007 году. Если норма не будет выполнена, работника могут уволить. Производители говорят, что эта проблема исчезнет с большей механизацией в следующем десятилетии. Кроме того, поскольку механизация уборки урожая растет и осуществима только на равнинной местности, все больше рабочих используется в районах, где условия не подходят для механизированной уборочной техники, например, на неровных участках, где культуры сажаются неравномерно, что делает условия труда еще более тяжелыми. опасный.

Сообщалось также о нездоровых условиях труда и даже случаях рабства и смертности от переутомления (срезания тростника). но это, вероятно, худшие примеры. Несмотря на то, что в Бразилии действуют достаточно строгие трудовые законы, их соблюдение является слабым. Перемещение и сезонный труд также подразумевают физическое и культурное разрушение многофункциональных семейных ферм и традиционных сообществ.

Что касается социальной ответственности, в секторе производства этанола имеется более 600 школ, 200 детских садов и 300 детских садов, поскольку законодательство требует, чтобы 1% чистой цены на сахарный тростник и 2% чистой цены на этанол были направлены на медицинские, стоматологические, фармацевтические, санитарные и образовательные услуги для работников сахарного тростника. На практике более 90% предприятий предоставляют медицинскую и стоматологическую помощь, транспорт и коллективное страхование жизни, а более 80% предоставляют питание и фармацевтическую помощь. Однако для временных низкооплачиваемых рабочих, занимающихся заготовкой тростника, эти услуги могут быть недоступны.

Влияние на цены на продукты питания

Основная статья: Еда против топлива

Поле сахарного тростника Санта-София для производства этанола в Аваре .

Некоторые защитники окружающей среды , такие как Джордж Монбиот , выражают опасения, что рынок превратит урожай в топливо для богатых, в то время как бедные будут голодать, а биотопливо создаст экологические проблемы. Экологические группы уже несколько лет выражают обеспокоенность по поводу этого компромисса. Дебаты о продовольствии и топливе достигли глобального масштаба в 2008 году в результате международного сообщества обеспокоенности резким ростом цен на продовольствие . В апреле 2008 года Жан Зиглер , тогдашний специальный докладчик ООН по вопросу о праве на питание, назвал биотопливо «преступлением против человечности». заявление, которое он ранее подавал в октябре 2007 года, когда призывал ввести пятилетний запрет на переоборудование земель для производства биотоплива. Также в апреле 2008 года Всемирного банка президент Роберт Зеллик заявил: «В то время как многие беспокоятся о наполнении своих бензобаков, многие другие во всем мире изо всех сил пытаются наполнить свои желудки. И с каждым днем ​​это становится все труднее».

Луис Инасиу Лула да Силва дал решительный опровержение, назвав эти утверждения «заблуждениями, проистекающими из коммерческих интересов», и вместо этого возложил вину на сельскохозяйственные субсидии США и Европы , а также на проблему, ограничивающуюся этанолом, производимым в США из кукурузы. Президент Бразилии также неоднократно заявлял, что производство этанола на основе сахарного тростника в его стране не способствовало кризису цен на продовольствие.

Отчет, опубликованный Oxfam в июне 2008 г. раскритиковал политику богатых стран в области биотоплива как не решение ни климатического кризиса, ни нефтяного кризиса, но при этом способствовал кризису цен на продовольствие. В докладе сделан вывод, что из всех видов биотоплива, доступных на рынке, бразильский этанол из сахарного тростника «далек от совершенства», но это самое выгодное биотопливо в мире с точки зрения стоимости и баланса парниковых газов. В докладе обсуждаются некоторые существующие проблемы и потенциальные риски, а также содержится просьба к правительству Бразилии проявить осторожность, чтобы не поставить под угрозу свою экологическую и социальную устойчивость. В докладе также говорится: «В прошлом году богатые страны потратили до 15 миллиардов долларов на поддержку биотоплива, одновременно блокируя более дешевый бразильский этанол, который наносит гораздо меньший ущерб глобальной продовольственной безопасности».

Отчет об исследовании Всемирного банка , опубликованный в июле 2008 г. обнаружили, что с июня 2002 по июнь 2008 года «биотопливо и связанные с этим последствия низких запасов зерна, значительных изменений в землепользовании, спекулятивной деятельности и запретов на экспорт» составили 70-75% общего роста цен. Исследование показало, что более высокие цены на нефть и слабый доллар объясняют 25-30% общего роста цен. В исследовании говорится, что «значительный рост производства биотоплива в США и Европе является основной причиной резкого роста мировых цен на продукты питания», а также говорится, что «бразильский этанол на основе сахара не привел к значительному росту цен на продукты питания». В докладе утверждается, что увеличение производства биотоплива в этих развитых регионах поддерживалось субсидиями и тарифами на импорт, и считается, что без такой политики рост цен во всем мире был бы меньшим. В этом исследовательском документе также сделан вывод, что бразильский этанол на основе сахарного тростника не привел к значительному повышению цен на сахар, и рекомендуется отменить тарифы на импорт этанола как в США, так и в ЕС, чтобы позволить более эффективным производителям, таким как Бразилия и другие развивающиеся страны, включая многие африканские страны. , выгодно производить этанол на экспорт в соответствии с мандатами ЕС и США.

Отчет об экономической оценке также опубликован в июле 2008 года ОЭСР . согласен с отчетом Всемирного банка относительно негативных последствий субсидий и торговых ограничений, но обнаружил, что влияние биотоплива на цены на продукты питания гораздо меньше. Исследование ОЭСР также критически оценивает ограниченное сокращение выбросов парниковых газов, достигнутое за счет биотоплива, производимого в Европе и Северной Америке, и приходит к выводу, что текущая политика поддержки биотоплива приведет к сокращению выбросов парниковых газов от транспортного топлива не более чем на 0,8% к 2015 году, в то время как бразильский этанол Производство сахарного тростника снижает выбросы парниковых газов как минимум на 80% по сравнению с ископаемым топливом. Оценка призывает правительства к более открытым рынкам биотоплива и сырья для повышения эффективности и снижения затрат.

Исследование бразильского исследовательского подразделения Fundação Getúlio Vargas относительно влияния биотоплива на цены на зерно. пришли к выводу, что основным драйвером роста цен на продовольствие в 2007–2008 годах была спекулятивная активность на фьючерсных рынках в условиях повышенного спроса на рынке с низкими запасами зерна. Исследование также пришло к выводу, что расширение производства биотоплива не является значимым фактором, а также что не существует корреляции между площадью посевов сахарного тростника в Бразилии и средними ценами на зерно, поскольку, наоборот, распространение сахарного тростника сопровождалось быстрым ростом посевов зерновых культур в Бразилии. страна.

Панорамный вид на производственный завод Коста Пинто, расположенный в Пирасикабе , штат Сан-Паулу . Этот промышленный завод предназначен для производства сахара, топливного этанола (как безводного, так и водного ), технического этанола и спирта для напитков. На переднем плане показана операция приема урожая сахарного тростника, за которой сразу следует процесс измельчения, а в правой части заднего плана расположена перегонная установка, на которой производится этанол. Этот завод производит необходимую ему электроэнергию из остатков жома сахарного тростника, оставшихся в процессе измельчения, и продает излишки электроэнергии коммунальным предприятиям.

См. также

• Биотопливо первого поколения
• Возобновляемая энергия в Бразилии
• Обычные топливные смеси этанола
• Биотопливо по регионам
• Список тем возобновляемой энергетики по странам
• Этаноловое топливо по странам
• Этаноловое топливо в Австралии
• Этаноловое топливо на Филиппинах
• Этаноловое топливо в Швеции
• Этаноловое топливо в США
• Транспортное средство с гибким топливом
• Стандарт низкоуглеродистого топлива

Библиография

• Маседо, Исайас де Карвалью, изд. (2007). Энергия сахарного тростника - Двенадцать исследований агропромышленности сахарного тростника в Бразилии и ее устойчивости (на португальском языке) (второе изд.). Berlendis & Vertecchia, Сан-Паулу: UNICA – Союз агропромышленников сахарного тростника штата Сан-Паулу. CDD-338.173610981. Архивировано из оригинала (доступно в формате PDF) 11 декабря 2012 года . Проверено 9 марта 2009 г.
• Невес, Маркос Фава; Майрун Жункейра Алвес Пинту; Марко Антонио Конехеро; Винисиус Густаво Тромбин (2011). Продовольствие и топливо: пример Бразилии . Академическое издательство Вагенинген , Нидерланды. ISBN  978-90-8686-166-8 .
• Роткопф, Гартен (2007). План развития зеленой энергетики в Америке . Межамериканский банк развития , Вашингтон, округ Колумбия. Архивировано из оригинала (доступно в формате PDF) 3 января 2009 года . Проверено 9 марта 2009 г.
• Митчелл, Дональд (2010). Биотопливо в Африке: возможности, перспективы и проблемы . Всемирный банк , Вашингтон, округ Колумбия , ISBN  978-0-8213-8516-6 . Архивировано из оригинала (доступно в формате PDF) 11 августа 2011 года . Проверено 8 февраля 2011 г. См. Приложение А: Опыт Бразилии.

Внешние ссылки

• Видеосюжет BBC News об этаноле в Бразилии
• Биотопливо: перспективы и риски. Доклад Всемирного банка о мировом развитии, 2008 год: Сельское хозяйство в целях развития
• Biofuelwatch по этанолу в Бразилии
• Бразильский институт: Biofuels Central.WWICS. Архивировано 20 мая 2007 г. в Wayback Machine.
• Бразилия продвигает инициативу по производству этанола для снабжения жаждущей топлива Японии
• Бразильская политика в отношении этанола: уроки для США
• Бразильская биотопливная промышленность (статус 2008 г.)
• «Carbonômetro» — инструмент для оценки того, сколько выбросов CO ₂ удалось избежать за счет этанола, используемого в автомобилях с гибким топливом в Бразилии с марта 2003 года.
• Потенциал МЧР в Бразилии, С. Мейерс, Дж. Сатхай и др.
• Ергин из CNBC: Чему США могут научиться у Бразилии об этаноле Автор: CNBC.com|07 июня 2007 г.|12:33 по восточному времени
• Когенерация на заводах по производству этанола, премьер-министр Настари
• Корпоративная устойчивость в бразильском секторе сахара и этанола , проведенная Бразильским фондом устойчивого развития в партнерстве с CSM/IMD.
• Этический сахар. Архивировано 21 января 2016 г. в Wayback Machine.
• От алкоголя к этанолу: победный путь История использования этанолового топлива в Бразилии (английский и португальский)
• Исследование воздействия мандата ЕС на биотопливо на глобальную торговлю и окружающую среду, проведенное Международным институтом продовольственной политики (IFPRI), март 2010 г.
• Агроэкологическое зонирование сахарного тростника - Федеральное правительство Бразилии
• Согласование продовольственной безопасности и биоэнергетики: приоритеты действий , журнал Global Change Biology Bioenergy Journal, июнь 2016 г.
• На пути к устойчивому производству и использованию ресурсов: оценка биотоплива , Программа ООН по окружающей среде , октябрь 2009 г.
• Модель GLOBIOM: Количественное исследование ILUC биотоплива в ЕС