alternative fuels introduction

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This is an introduction to the future alternative fuels

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  • Alta incertidumbre y de alto impacto son los ms se beneficiaran de dilogo entre mltiples partes interesadas y anlisis del escenarios. Los baja incertidumbre alto impacto son stos es fcil pactar una accin inmediata. El bajo impacto / baja incertidumbre incluye temas de percepcin de menor importancia , pero tambin, que pueden ser cuestiones que an estn mal entendidas. La urgencia de un problema es proporcional al tamao de la burbuja .

  • En 2012, el espacio de incertidumbres que se plantean est dominado por tres macroeconmicos (en rojo a continuacin) y geopolticos (en marrn abajo) temas:

    y la reduccin de su impacto negativo es la incertidumbre ms importantes.

    puede ser costoso y consume mucho tiempo, sin embargo , por lo que hay algunas dudas sobre si algn da reemplazar los recursos convencionales por completo y satisfacer las crecientes demandas de energa del futuro.

    , el aumento de los precios de la energa y los precios de los productos bsicos que afectan directamente el desarrollo de la industria energtica, sern crticos.

    en el Medio Oriente / frica del Norte, con su impacto en el suministro de petrleo de Libia ha afectado a los mercados energticos a nivel mundial y el aumento de la preocupacin por la inestabilidad poltica

    ha impulsado el renacimiento nuclear de consenso en una posicin mucho ms incierto.

  • , que siguen siendo una prioridad a pesar de la prudencia de los inversores en un clima econmico actual

    , que requerir una inversin de capital en los marcos, la educacin e institucionales para promover un comportamiento adecuado y soluciones

    , , y ha ido en aumento en la influencia

    desde 2009 y estos se encuentran ahora en una slida posicin para desempear un papel importante en el desarrollo de la energa

    , con mayor impacto ya que la incertidumbre tecnolgica ha disminuido. Sin embargo, sin un marco claro del clima, la CAC se mantiene en una posicin difcil debido a la falta de mecanismos de financiamiento e incentivos efectivos para desarrollar esta tecnologa ms all de piloto

    no se prev que juegue un papel importante como vector energtico de energa limpia mientras que el nexo agua-energa siga preocupando de forma creciente.

  • Energy Policy Act of 1992: , desnaturalizado y de 85% o ms de metanol, etanol desnaturalizado , otros

    alcoholes con gasolina u otros combustibles producidos in situ a

    partir de gas natural , Gas licuado de petrleo (propano)

    (CDLF)

    (B20, B100)

    derivados de materiales biolgicos

    (PILAS DE COMBUSTIBLE)

  • derivado de la hidrogenacin (HDRD)

    (Fischer-Tropsch)

  • ELECTRICIDAD/ELECTRICITY

    La electricidad se puede utilizar como combustible de transporte para accionar la batera elctrica y para los vehculos de celda de combustible.

    Se utiliza para accionar los vehculos elctricos, se almacena en un dispositivo de almacenaje de energa tal como una batera. Las bateras tienen una capacidad limitada y su electricidad se debe recargar conectando el vehculo a una fuente elctrica. La electricidad para recargar las bateras puede venir de energa elctrica convencional, o de fuentes renovables como energa solar o elica.

    Los vehculos con celda de combustible utilizan la electricidad producida de una reaccin electroqumica que ocurre cuando el hidrgeno y el oxgeno se combinan en la celda de combustible. La produccin de la electricidad ocurre sin combustin o contaminacin y deja solamente dos subproductos, calor y agua.

  • METANOL/METHANOL

    El metanol, tambin conocido como alcohol de madera, se puede utilizar como combustible alternativo en los vehculos flexibles del combustible que funcionan con M85 (una mezcla de 85% metanol y 15% de gasolina ).

    Tanto el metanol y el etanol se queman a temperaturas ms bajas que la gasolina, y ambos son menos voltiles, haciendo ms difcil el arranque del motor en tiempo fro.

    El uso de metanol como combustible en los motores de encendido por buja puede ofrecer una mayor eficiencia trmica y el aumento de potencia de salida (en comparacin con la gasolina) debido a su alto ndice de octano (114) y alto calor de vaporizacin.

    Su bajo contenido de energa de 19,7 MJ / kg y una relacin de aire-combustible estequiomtrica de 6.42:1 significa que el consumo de combustible es ms alta que en los hidrocarburos..

    Contiene contaminantes solubles e insolubles que lo hacen corrosivo. El metanol es higroscpico, lo que significa que va a absorber vapor de agua

    directamente de la atmsfera lo que diluye su valor como combustible. La produccin y el uso de MTBE ha disminuido porque se ha encontrado que

    contamina el agua subterrnea.

  • El etanol o alcohol etlico (C2H5OH) es un lquido transparente e incoloro. El etanol es biodegradable, tiene un baja toxicidad y causa poca contaminacin

    ambiental en caso de vertidos. El etanol se quema fcilmente para producir dixido de carbono y agua. Es un combustible de alto octanaje y ha sustituido al plomo como un potenciador de

    octanaje en la gasolina. Se puede producir principalmente por el proceso de fermentacin de azcar u otros

    procesos que usan biomasa como materia prima. En la actualidad ya alcanza a ser una alternativa a la gasolina (no al gasleo). En algunos pases como Brasil, su implantacin es tan elevada que sustituy a la

    gasolina..

    (BIO) ETANOL/ETHANOL

  • BIOBUTANOL

    Se puede utilizar en motores de gasolina no modificados. Se puede producir por fermentacin de la biomasa. El proceso utiliza la bacteria

    Clostridium acetobutylicum, tambin conocido como el organismo Weizmann. Se usa para la produccin de acetona a partir de almidn. El butanol era un subproducto de esta fermentacin.

    El proceso tambin crea una cantidad recuperable de H2 y otros subproductos: cidos actico, lctico y propinico, isopropanol y etanol.

    El biobutanol tambin se puede hacer usando Ralstonia eutropha. Este proceso requiere el uso de un electro-biorreactor y suministro de dixido de carbono y electricidad.

    Las materias primas son las mismas que para el etanol: los cultivos energticos, como la remolacha azucarera, caa de azcar, granos de maz, trigo y yuca, cultivos potenciales energticos no alimentarios, tales como Panicum virgatum y guayule, paja y tallos de maz. Se puede obtener de algas y microalgas.

    Las plantas de produccin de bioetanol existentes pueden hacerse ms rentables adaptndolas a la produccin de biobutanol.

    Adems, la produccin de butanol a partir de biomasa y subproductos agrcolas podra ser ms eficiente (es decir, motor de propulsin unidad entregada por la energa solar unidad consumida) de etanol o metanol de produccin.

  • DME dimetilter (CH3OCH3) se puede producir a partir de una variedad de materias primas, incluyendo naturales gas, crudo pesado petrleo, carbn, residuos y biomasa. DME es el ter ms simple, que consiste en dos metil grupos unidos a un tomo de oxgeno central.

    Debido a la ausencia de enlaces carbono-carbono, las emisiones de hidrocarburos (tales como los PAHs y benceno) son muy poco probables.

    El DME se introdujo en antes de 1980 como una alternativa respetuosa con el medio ambiente de los gases CFCs (freones). Tambin se utiliza como un propulsor de aerosol seguro, especialmente para productos para el hogar y cosmtica.

    El DME es un gas incoloro a temperatura ambiente con un olor a etr. Puede ser manejado fcilmente y almacenado como gas licuado similar a GLP.

    No tiene efectos corrosivos de los metales, pero es una excelente disolvente y puede disolver una serie de elastmeros.

    DIMETILTER/DIMETHYLETHER

  • 2,5 DIMETILFURANO / 2,5 DIMETHYLFURAN

    El DMF tiene inters como biocombustible. Su densidad de energa es un 40% mayor que etanol ( gasolina). Es qumicamente estable e insoluble en agua, no absorbe humedad de la

    atmsfera. Su evaporacin requiere alrededor de un tercio menos de energa que la

    evaporacin de etanol. Se puede producir a partir de fructosa o glucosa (biomasa). La relacin aire/combustible estequiomtrica es menor que para la gasolina

    (33%) menor), pero mayor que para el etanol (20%) mayor. El valor calorfico de dimetilfurano lquido es 33,7 MJ/kg, en comparacin

    con 26,9 MJ/kg para el etanol y 43,2 MJ/kg para la gasolina. El nmero de octano es de 119. La eficiencia trmica de la quema de dimetilfurano en un motor de

    combustin interna es similar a la de la gasolina.

  • BIODISEL/BIODIESEL

    Biodiesel es un combustible renovable, producido domsticamente, que se puede obtener a partir de los aceites vegetales, grasas de animales, o grasas recicladas o residuales.

    El Biodiesel es seguro, biodegradable, y reduce los agentes contaminantes serios del aire tales como partculas, monxido de carbono, hidrocarburos, y txicos del aire.

    Las mezclas del 20% de biodiesel con 80% de diesel del petrleo (B20) se pueden utilizar generalmente en motores de ciclo Otto sin modificar.

    Se puede tambin utilizar en su forma pura (B100), pero puede requerir ciertas modificaciones del motor para evitar problemas de mantenimiento y de funcionamiento y puede no ser conveniente para el uso en invierno.

  • HIDRGENO/HYDROGEN

    El hidrgeno es un portador de energa (vector energtico) . Se puede usar en pilas de combustible para generar de electricidad y calor, o quemar

    en un motor de combustin. Formar agua exclusivamente como producto de combustin. El hidrgeno puro, no existe como tal, hay que obtenerlo primero. Como el hidrgeno puro no se produce de forma natural, se necesita energa para su

    fabricacin. Hay diferentes maneras de fabricar la misma, tales como, la electrlisis y el proceso

    de reformado de metano con vapor de agua. En la electrlisis se puede utilizar energa elica, solar, geotrmica, hidroelctrica, de la

    biomasa, y muchos otros recursos, convirtindose en un hidrgeno renovable. El proceso de reformado de metano con vapor de agua extrae el hidrgeno delr de

    metano. Sin embargo, esta reaccin provoca una produccin adicional de dixido de carbono y monxido de carbono, que son gases de efecto invernadero y contribuyen al calentamiento global.

    Mediante electrlisis se puede producir hidrgeno y oxgeno a partir de agua con muy poca perdida de energa en el proceso . A continuacin, el hidrgeno puede ser conducido por tuberas largas distancias y reconvertido en electricidad.

    Hoy en da se est estudiando su obtencin a partir de granjas de algas, que pueden producir abono orgnico, alimento para animales, y aceite de las algas de la que se pueden hacer numerosos productos derivados del petrleo.

  • GAS NATURAL

    El gas natural se produce domsticamente y es fcilmente disponible para los usuarios finales a travs de la infraestructura para uso general.

    Se quema limpiamente y produce pocas emisiones.

    Los motores de gas natural disponibles han demostrado reducciones del 90% del monxido de carbono (CO) y reduccin de ms del 50% en los xidos del nitrgeno (NOx) en relacin a los motores diesel comerciales.

    El gas natural se puede almacenar como gas natural comprimido (CNG) en 3.000 o 3.600 PSI o como gas natural licuado (LNG) en 20-150 PSI.

    El gas natural se puede tambin mezclar con hidrgeno.

  • GLP/LPG (AUTOGAS)

    El gas licuado del petrleo (LPG) es una mezcla de propano y butano que representa una alternativa como combustible para vehculos porque ya existen las infraestructuras de tuberas para su uso (instalaciones de procesado, almacenaje ydistribucin).

    Se produce como subproducto del proceso natural del gas y de la refinado del petrleo crudo

    Su ventaja es que no es txico , no corrosivo y libre de tetraetilo de plomo o de cualquier aditivo, y tiene un alto octanaje. Se quema de forma ms limpia que la gasolina o el gasoil, y no genera emisiones de partculas.

    El LPG tiene una densidad de energa menor que la gasolina o el gassleo, por lo que el consumo de combustible equivalente es mayor.

    El propano es el tercero de combustible del motor ms ampliamente usado en el mundo.

    No todos los motores de los automviles son adecuados para su uso con LPG como combustible . LPG proporciona menor lubricacin de cilindros.

    Muchos motores diesel common rail modernos pueden usar GLP como combustible complementario.

  • CARBONO A LQUIDOS / COAL TO LIQUIDS

    La licuefaccin del carbn es un trmino general que se refiere a una familia de procesos para la produccin de combustibles lquidos a partir de carbn.

    Dos tipos de mtodos de conversin: directos (DCL) e indirectos (ICL). Los ICL generalmente implican la gasificacin del carbn para formar una

    mezcla de monxido de carbono e hidrgeno (gas de sntesis, syngas) y a continuacin, mediante un proceso de sntesis, como el de Fischer-Tropsch, convertir la mezcla de gas de sntesis en hidrocarburos lquidos.

    Los procesos DCL convierten el carbn en lquidos directamente, sin el paso intermedio de la gasificacin, rompiendo su estructura orgnica mediante disolventes o catalizadores, a elevada presin y temperatura.

    Como la licuefaccin del carbn generalmente es un proceso a alta temperatura y presin consume energa de forma importante y, a escalas industriales (miles de barriles/da), se necesitan inversiones muy elevadas en las plantas de produccin.

    Slo ser econmicamente viable en niveles de precios del petrleo muy elevados, y por lo tanto presenta un alto riesgo de inversin, lo que ralentiza su desarrollo

  • CARBONO A GAS/ COAL TO GAS

    La gasificacin del carbn es el proceso de produccin de gas de sntesis, una mezcla que consiste principalmente de monxido de carbono (CO), hidrgeno (H2), dixido de carbono (CO2) y vapor de agua (H2O)-a partir de carbn y agua, aire y/u oxgeno.

    Histricamente, el carbn se gasificaba para producir gas de carbn (tambin conocido como "gas ciudad"), que es un gas combustible utilizado tradicionalmente para la iluminacin municipal y calefaccin antes de la llegada de la produccin a escala industrial de gas natural.

    En la prctica actual, los casos a gran escala de la gasificacin del carbn son principalmente para la generacin de electricidad, por ejemplo, en las centrales de ciclo combinado de gasificacin integrada, para la produccin de materias primas qumicas, o para la produccin de gas natural sinttico.

    El hidrgeno obtenido a partir de la gasificacin del carbn se puede utilizar para diversos fines, tales como la fabricacin de amonaco, alimentar pilas de combustible (previa purificacin), o mejora de los combustibles fsiles (desulfuracin).

    El gas de sntesis derivados del carbn se pueden convertir en gasolina y gasleo a travs del proceso Fischer-Tropsch, o en metanol, que puede ser utilizado como combustible para el transporte o aditivo de gasolina.

  • BIOGS/BIOGAS

    El biogs es un gas producido por la descomposicin de la materia orgnica en ausencia de oxgeno.

    Es una fuente de energa renovable que puede producirse a partir de muchas materias primas y residuos.

    Se produce por la digestin con bacterias anaerobias o fermentacin de materiales biodegradables, tales como estircol, aguas residuales, residuos municipales, residuos verdes, material vegetal, y cultivos.

    El biogs es principalmente metano (CH4) y el dixido de carbono (CO2) y pueden contener pequeas cantidades de sulfuro de hidrgeno (H2S), humedad y siloxanos.

    Puede ser utilizado directamente como combustible de calefaccin o en un motor de gas para convertir la energa en el gas en electricidad y calor..

    Se puede ser comprimir, de la misma forma de gas natural. El biogs es un combustible renovable Tambin se pueden limpiar y hacer que cumpla las normativas del gas

    natural, lo que lo convierte en biometano.

  • BIOMASA A LQUIDOS/BIOMASS TO LIQUIDS

    El objetivo del proceso biomasa a lquido es el de aprovechar toda la planta para mejorar el balance de dixido de carbono y aumentar el rendimiento.

    Tambin echa mano del proceso Fischer-Tropsch, que se puede usar tambin para producir combustibles sintticos a partir de biomasa gasificada.

    El material carbonoso se gasifica y el gas se procesa para hacer gas de sntesis purificado (una mezcla de monxido de carbono e hidrgeno).

    En el de Fischer-Tropsch se polimeriza el gas de sntesis en hidrocarburos de cadena mayor.

    La gran ventaja respecto del biodiesel o el bioetanol es que estos slo utilizan partes de la planta, es decir, el aceite, el azcar, el almidn o la celulosa, la produccin de biomasa a lquido puede gasificar y utilizar toda la planta.

    La pirlisis flash produce bio-petrleo (aceite de pirlisis), carbn y gas a temperaturas entre 350-550 C y tiempos de residencia muy bajos, menores del segundo (se llama tambin pirlisis anhidra).

    La despolimerizacin cataltica usa calor y catalizadores para separar los productos asimilables a gasleo combustible de los otros hidrocarburos residuales.

  • BIOMASA A MEZCLA DE ALCOHOLES

    La conversin de la biomasa a mezclas de alcoholes puede llevarse a cabo utilizando el proceso de MixAlco .es ms eficaz que en la conversin de biomasa a etanol por fermentacin de la levaduras.

    Consiste en un mtodo biolgico/qumico para convertir cualquier material biodegradable (residuos urbanos, residuos biodegradables, lodos de depuradora, residuos agrcolas, como el rastrojo de maz , bagazo de caa , algodn gin basura, estircol) en productos qumicos, tales como cidos carboxlicos (por ejemplo, cido actico, propinico , butrico), cetonas (acetona, metiletil cetona, dietilcetona) y biocombustibles (una mezcla de alcoholes primarios: etanol, propanol , n-butanol ) y/o una mezcla de alcoholes secundarios (isopropanol , 2-butanol , 3-pentanol).

    El proceso utiliza un cultivo mixto de microorganismos que se encuentran en los hbitats naturales tales como el rumen de los bovinos, las tripas de termitas, para digerir anaerbicamente biomasa a una mezcla de cidos carboxlicos producidos durante las etapas acidognicas y acetognica de la digestin anaerobia de origen natural, sin embargo, con la inhibicin qumica de la etapa final metanognica.

    A diferencia de los mtodos de produccin de etanol celulsico (enzimas para convertir el almidn o la celulosa en azcares simples, este proceso no necesita la adicin de enzimas.