Biogasolina

La biogasolina es una gasolina producida a partir de biomasa como las algas. Al igual que la gasolina producida tradicionalmente, contiene entre 6 (hexano) y 12 (dodecano) átomos de carbono por molécula y puede usarse en motores de combustión interna. La biogasolina es químicamente diferente del biobutanol y el bioetanol, ya que estos son alcoholes, no hidrocarburos.

Compañías como Diversified Energy Corporation están desarrollando enfoques para tomar insumos de triglicéridos y mediante un proceso de desoxigenación y reformado (craqueo, isomerización, aromatización y producción de moléculas cíclicas) que producen biogasolina. Esta biogasolina está diseñada para coincidir con las características químicas, cinéticas y de combustión de sus contrapartes del petróleo, pero con niveles de octano mucho más altos. Otros están siguiendo enfoques similares basados ​​en el hidrotratamiento. Y, por último, otros se centran en el uso de la biomasa leñosa para la conversión a biogasolina mediante procesos enzimáticos.

Estructura y propiedades
BG100, o 100% de biogasolina, se puede usar inmediatamente como un sustituto directo de la gasolina de petróleo en cualquier motor de gasolina convencional, y se puede distribuir en la misma infraestructura de combustible, ya que las propiedades coinciden con la gasolina tradicional del petróleo. Dodecane requiere un pequeño porcentaje de refuerzo de octano para que coincida con la gasolina. El combustible de etanol (E85) requiere un motor especial y tiene menor energía de combustión y la correspondiente economía de combustible.

Pero debido a las similitudes químicas de la biogasolina, también se puede mezclar con gasolina regular. Puede tener mayores proporciones de biogasolina a gasolina y no tiene que modificar el motor de los vehículos a diferencia del etanol.

Comparación con combustibles comunes

Combustible Densidad de energia
MJ / L
Combustible de aire
proporción
Energía específica
MJ / kg
Calor de vaporización
MJ / kg
RON LUN
Gasolina 34.6 14.6 46.9 0.36 91–99 81–89
Combustible de butanol 29.2 11.2 36.6 0.43 96 78
Combustible etanol 24.0 9.0 30.0 0.92 129 102
Combustible de metanol 19.7 6.5 15.6 1.2 136 104

Producción
La iogasolina se crea al convertir el azúcar directamente en gasolina. A fines de marzo de 2010, Virent Energy Systems, Inc. inició la primera planta de demostración de biogasolina del mundo en Madison, WI. Virent descubrió y desarrolló una técnica llamada Aqueous Phase Reforming (APR) en 2001. La APR incluye muchos procesos, incluido el reformado para generar hidrógeno, Deshidrogenación de alcoholes / hidrogenación de carbonilos, reacciones de desoxigenación, hidrogenolisis y ciclación. La entrada para la APR es una solución de carbohidratos creada a partir de material vegetal, y el producto es una mezcla de químicos e hidrocarburos oxigenados. A partir de ahí, los materiales pasan por un proceso químico convencional adicional para obtener el resultado final: una mezcla de hidrocarburos no oxigenados que afirmaron fue rentable. Estos hidrocarburos son los hidrocarburos exactos que se encuentran en los combustibles derivados del petróleo, por lo que los automóviles actuales no necesitan ser alterados para funcionar con biogasolina. La única diferencia está en el origen. Los combustibles derivados del petróleo están hechos de petróleo, y la biogasolina se obtiene de plantas como la remolacha y la caña de azúcar o la biomasa celulósica, que normalmente serían residuos vegetales.

El combustible diesel se compone de hidrocarburos lineales. Estas son largas cadenas de átomos de carbono rectas. Se diferencian de los hidrocarburos ramificados, más cortos, que forman la gasolina. En 2014, los investigadores utilizaron una materia prima de ácido levulínico para crear biogasolina. El ácido levulínico se deriva de material de celulosa, como tallos de maíz, paja u otros desechos de plantas. Esa basura no tiene que ser fermentada. Según se informa, el proceso de fabricación de combustible es económico y ofrece rendimientos de más del 60 por ciento.

Investigación
La investigación se realiza tanto en el sector académico como en el privado.

Académico
El Instituto Politécnico de Virginia y la Universidad Estatal han estado investigando durante los últimos cuatro años sobre la fabricación de biogasolina estable en las refinerías de petróleo actuales. Su enfoque de la investigación fue la duración de la vida útil de bio-oil. El uso de catalizadores se utilizó para eliminar las impurezas de los azúcares vegetales procesados. Los investigadores extendieron el tiempo de tres meses a más de un año.

Los investigadores de la Universidad del Estado de Iowa utilizan un tipo de fermentación en su investigación. Primero comienzan formando una mezcla gaseosa y la pirolizan. El resultado de la pirólisis es el bio-aceite que fermenta la parte rica en azúcar y se destila para crear agua y etanol.Pero la porción alta de acetato se separa en biogasolina, agua y biomasa.

Privado
Virent Energy Systems, Inc., ubicada en Madison, Wisconsin, junto con Shell, ha desarrollado una técnica para convertir los azúcares vegetales de la paja de trigo, los tallos de maíz y la pulpa de caña de azúcar en biogasolina. Los azúcares se convierten en hidrocarburos similares a los de la gasolina regular mediante el uso de catalizadores.

Viabilidad económica y futuro.
Uno de los principales problemas que enfrenta la viabilidad económica de la biogasolina es el alto costo inicial. Los grupos de investigación están descubriendo que los grupos de inversión actuales están impacientes con el ritmo del progreso de la biogasolina. Además, los grupos ambientales pueden exigir la biogasolina que se produce de una manera que protege la vida silvestre, especialmente los peces. Un grupo de investigación que estudia la viabilidad económica de los biocombustibles descubrió que las técnicas actuales de producción y los altos costos de producción evitarán que la biogasolina sea accesible al público en general. El grupo determinó que el precio de la biogasolina tendría que ser de aproximadamente $ 800 por barril, lo que determinan como improbable con los costos de producción actuales. Otro problema que inhibe el éxito de la biogasolina es la falta de desgravación fiscal. El gobierno está proporcionando un alivio fiscal para los combustibles de etanol, pero aún tiene que ofrecer un alivio fiscal para la biogasolina. Esto hace que la biogasolina sea una opción mucho menos atractiva para los consumidores. Por último, la producción de biogasolina podría tener un gran efecto en la industria agrícola. Si la biogasolina se convirtiera en una alternativa seria, un gran porcentaje de nuestra tierra cultivable existente se convertiría para cultivar cultivos exclusivamente para la biogasolina. Esto podría disminuir la cantidad de tierra utilizada para cultivar alimentos para el consumo humano y puede disminuir la materia prima en general. Esto causaría un aumento en el costo total de los alimentos.

Si bien puede haber algunos problemas que enfrentan la viabilidad económica de la biogasolina, la asociación entre Royal Dutch Shell y Virent Energy Systems, Inc., una empresa de biociencia con sede en Madison, WI, para investigar más sobre la biogasolina es un signo alentador para el futuro de la biogasolina. Además, muchas naciones están adoptando políticas que aumentan el uso de biogasolina en el país para ayudar a reducir el costo de los combustibles fósiles y crear más independencia energética. Los esfuerzos actuales de la asociación se centran en mejorar la tecnología y ponerla a disposición para la producción a gran escala.