1

Emisiones vehiculares al utilizar gasolinas con etanol

XV Foro de Avances de la Industria de la Refinación

Sep 2-4, 2009

2

Bioenergéticos en México

Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos. (Febrero, 2008)

Programa de Introducción de Bioenergéticos de SENER. (Mayo, 2008)

Acciones y escenarios del Programa:

Prueba Piloto para el uso de etanol en las gasolinas (2008)

Estrategia Intersecretarial de los Bioenergéticos (2009)

Comercialización de gasolina oxigenada con etanol en la Zona Metropolitana de Guadalajara (2010)

3

Aspectos considerados en la Prueba Piloto

Especificación y calidad del etanol combustible.

Diseño y especificación de la gasolina base y la mezcla.

Homogeneidad y estabilidad de las mezclas.

Controles para el manejo, almacenamiento y transporte

de los insumos y la gasolina terminada.

Seguridad en el manejo del etanol y sus mezclas.

Compatibilidad con los materiales en contacto con el

combustible desde la terminal hasta el vehículo.

Estimación de los efectos de contaminación del aire.

Manejabilidad y comportamiento de los vehículos

Depósitos en sistemas de admisión de los automotores.

4

Comportamiento de combustibles no especificados en la NOM-086-SEMARNAT-SENER-SCFI-2005

Pruebas de laboratorio con vehículos Emisiones de escape

Emisiones evaporativas

Tóxicos

Especiación

Impacto en la salud humanaPrecursores

de ozono

Modelo de calidad del aire

Inventarios de emisiones

5

Gasolinas de prueba

30

50

70

90

110

130

150

170

190

210

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

DESTILADO, %

TEM

P. C

Pemex-Magna ZMVM EtanolPemex-Magna ZMVM MTBE

Parámetro MAGNA MTBE MAGNA ETOH Especificación

Azufre, ppm 430 380 500 Máx.

PVR, lb/plg2 7.6 7.7 6.5 - 7.8

(RON+MON)/2 87.1 87.2 87 Mín.

Aromáticos, % vol. 20.3 20.1 25 Máx.

Olefinas, % vol. 7.6 7.5 10 Máx

Oxígeno, % peso 2.0 2.2 1- 2.7

MTBE, % vol 10.8 ---

Etanol, % vol. --- 6.0

6

Pruebas de laboratorio

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 70 139 208 277 346 415 484 553 622 691 760 829 898 967 1036 1105 1174 1243 1312

Tiempo, seg

km/h

r

7

Comportamiento en emisiones de escape

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Hid

roca

rbur

os, g

/km

MAGNA OXIGENADA MTBE MAGNA OXIGENADA ETANOL

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Peug

eot 2

06 2

008

Nissan

Plat

ina 20

06GM

Mon

za 2

001

VW Je

tta 20

07GM C

hevy

2008

Honda

Civi

c 200

5

Chrys

ler V

oyag

er 2

007

Dodge

Attit

ud 20

08Niss

an T

suru

200

6Fo

rd F

-150

2006

Ford

Eco

nolin

e 20

08GM E

xpre

ss 2

003

PROM

EDIO

NO

x, g

/km

8

Emisiones evaporativas

Emisiones evaporativas estáticas (Reposo caliente)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Peuge

ot 20

6 200

8Niss

an P

latina

2006

VW Je

tta 20

07Hon

da C

ivic 2

005

Chrysle

r Voy

ager

2007

Dodge

Attit

ud 20

08Niss

an Tsu

ru 20

06Ford

F-150 2

006

Ford E

cono

line 2

008

GM Exp

ress 2

003

PROMEDIO

Hid

roca

rbur

os, g

/pru

eba

MAGNA OXIGENADA MTBE MAGNA OXIGENADA ETANOL

9

Emisión de compuestos carbonílicos

Promedio de 12 vehículos

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

FORMALDEHID

OACETALD

EHIDO

ACETONA+ACROLEIN

APROPANALD

EHIDO

CROTONALDEHID

O

2-BUTANONA

BENZALDEHID

OVALE

RALDEHID

OO-T

OLUALD

EHIDO

HEXALDEHID

O

Emis

ión,

mg/

km

Magna oxigenada MTBEMagna oxigenada Etanol

10

Emisión de compuestos carbonílicos

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Peuge

ot 20

6 200

8

Nissan

Plat

ina 20

06GM M

onza

2001

VW Je

tta 20

07GM C

hevy

2008

Honda

Civic

2005

Chrysle

r Voy

ager

2006

Dodge

Attit

ud 20

08Niss

an Tsu

ru 20

06Ford

F-150 2

006

Ford E

cono

line 2

008

Chevro

let Exp

ress 2

003

Emis

ión,

mg/

km ACETONA+ACROLEINA

ACETALDEHIDO

FORMALDEHIDO

Barra izquierda: Magna oxigenada MTBEBarra derecha:Magna oxigenada Etanol

11

Emisión de escape de compuestos tóxicos

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

1,3-B

utadien

o

n-Hexa

no

Bence

no

Toluen

o

Etilben

ceno

Xileno

s

Formald

ehido

Acetal

dehid

o

Emis

ión,

mg/

km

Magna oxigenada MTBE Magna Oxigenada Etanol

12

Evaporación de compuestos tóxicos

Compuestos presentes en mayor concentración

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

Isob

utan

o

n-B

utan

o

Isop

enta

no

ETA

NO

L

n-P

enta

no

t-Pen

teno

-2

c-P

ente

no-2

MTB

E

3-M

etilp

enta

no

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o

Ben

ceno

224-

Trim

etilp

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no

n-H

epta

no

Tolu

eno

Etil

benc

eno

Xile

nos

124T

M-B

ence

no

Hid

roca

rbur

o, m

g/pr

ueba

Magna 5% MTBE Magna 6% Etanol

13

Formación potencial de ozono y reactividad

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Magna 5% MTBE Magna 6% Etanol

g ozono/km

0

1

2

3

4

Peug

eot 2

06 2

008

Niss

an P

latina

200

6GM

Mon

za 2

001

VW Je

tta 2

007

GM C

hevy

200

8Ho

nda

Civic

200

5

Chry

sler V

oyag

er 2

007

Dodg

e At

titud

2008

Niss

an T

suru

200

6Fo

rd F

-150

200

6Fo

rd E

cono

line

2008

GM E

xpre

ss 2

003

Prom

edio

g ozono/gNMOG

14

Rendimiento de combustible

0

2

4

6

8

10

12

Peuge

ot 20

6 200

8

Nissan

Plat

ina 20

06GM M

onza

2001

VW Jetta

2007

GM Che

vy 20

08Hon

da C

ivic 2

005

Chrysle

r Voy

ager

2007

Dodge

Attit

ud 20

08Niss

an Tsu

ru 20

06Ford

F-150 2

006

Ford E

cono

line 2

008

GM Exp

ress 2

003

PROMEDIO

Ren

dim

ient

o, k

m/l

MAGNA OXIGENADA MTBE MAGNA OXIGENADA ETANOL

15

Emisión de CO2

0

100

200

300

400

500

Peuge

ot 20

6 200

8

Nissan

Plat

ina 20

06GM M

onza

2001

VW Jetta

2007

GM Che

vy 20

08Hon

da C

ivic 20

05

Chrysle

r Voy

ager

2007

Dodge

Attitud

2008

Nissan

Tsuru

2006

Ford F-15

0 200

6

Ford E

cono

line 2

008

GM Expres

s 200

3PROMEDIO

Dió

xido

de

carb

ono,

g/k

m

MAGNA OXIGENADA MTBE MAGNA OXIGENADA ETANOL

16

Integración con otros estudios

Uso de mezclas gasolina–etanol en automotores (1999).

Gasolina E-6 vs Gasolina 5% vol. MTBE en 10 vehículos 1982-1998.

Modelo predictivo para la formulación y certificación de gasolinas (2002).

Gasolina E-6 vs Gasolina 11% MTBE en 30 vehículos 1989-2002

17

Relación de emisiones GasolinaE-6/GasolinaMTBEen 52 vehículos de diferentes tecnologías

Resumen de emisiones reglamentadas

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

<1991 1993-1998 1999-2002 2003-2008

Estratos tecnológicos de control de emisiones

Rel

ació

n E

mis

ión

E-6

/Em

isió

n M

TBE

CO Hidrocarburos NOx

18

Relación de emisiones GasolinaE-6/GasolinaMTBEen 52 vehículos de diferentes tecnologías

Resumen de emisiones

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

<1991 1993-1998 1999-2002 2003-2008

Estratos tecnológicos de control de emisiones

Rel

ació

n E

mis

ión

E-6

/Em

isió

n M

TBE

Benceno 1,3 Butadieno Formaldehido Acetaldehido

19

Resultados de pruebas en laboratorio

Sin cambio en la emisión de hidrocarburos y reducción inferior a 10% en CO y NOx al utilizar la mezcla con etanol.

Las emisiones evaporativas se mantienen sin cambio al ajustar la presión de vapor de la gasolina base.

Inevitable aumento en la emisión de acetaldehído al utilizar gasolina con etanol.

La formación potencial de ozono y reactividad son equiparables para las dos gasolinas de composición similar.

Se elimina la emisión de MTBE y el resto de los tóxicos se mantienen sin cambio significativo

El rendimiento de combustible y la emisión de CO2

prácticamente sin diferencia.