World faces the progressive depletion of its energetic resources mainly based on non-renewable fuels. At the same time, energy consumption grows at rising rates. The USA is the first oil consumer, but China’s spectacular economic growth has imposed serious pressure on the oil market. Global panorama in that market is dark. Permanent crises in the Middle East and the speculation in the stock exchange, among other factors, have caused the oil price to reach such elevated values of 100 dollars per barrel. World economy could experience stagnation if the oil maintains these high prices. In addition, the intensive utilization of fossil fuels has led to the increase in the generation of polluting gases released into the atmosphere, which have caused changes in the global climate. The solution to this problematic depends on how the development and implementation of technologies based on alternative sources of energy will be undertaken. Through the use of renewable energetic resources, humankind can find part of the solution to their energy requirements in an environmentally friendly way.
One renewable solution is the use of solar energy in form of biomass (bioenergy). Global potential of bioenergy is represented in energy crops and lignocellulosic residues. Conversion of these feedstocks into biofuels is an important choice for the exploitation of alternative energy sources and reduction of polluting gases. In addition, the utilization of biofuels has important economic and social effects. For instance,Sheehan and Himmel (1999) point out that the diversification of fuel portfolio would bring money and jobs back into the USA economy. Moreover, the development of energy crops dedicated to the biofuels production would imply a boost to agricultural sector. This analysis is also valid for developing countries, especially in Latin America, considering the perspective of drastic reduction of proven oil reserves in the mid term. In addition, agricultural products from developing countries have to face a fierce competition from rich countries that grant huge subsidies for their agricultural production.
Ethanol (ethyl alcohol, bioethanol) is the most employed liquid biofuel either as a fuel or as a gasoline enhancer. Ethanol has some advantages when it is used as an oxygenate. Firstly, it has a higher oxygen content that implies a less amount of required additive. The increased percentage of oxygen allows a better oxidation of the gasoline hydrocarbons with the consequent reduction in the emission of CO and aromatic compounds. Related to MTBE, ethanol has greater octane booster properties, it is not toxic, and does not contaminate water sources. Nevertheless, ethanol production costs are higher than those of MTBE, gasoline mixed with alcohol conduces the electricity, and Reid vapor pressure is higher that entails a greater volatilization, which can contribute to ozone and smog formation (Thomas and Kwong, 2001). Many countries have implemented or are implementing programs for addition of ethanol to gasoline (see Table 1). Fuel ethanol production has increased remarkably because many countries look for reducing oil imports, boosting rural economies and improving air quality. The world ethyl alcohol production has reached about 51,000 mill liters (Renewable Fuels Association, 2007), being the USA and Brazil the first producers (seeTable 2). In average, 73% of produced ethanol worldwide corresponds to fuel ethanol, 17% to beverage ethanol and 10% to industrial ethanol.
The fuel ethanol can be obtained from energy crops and lignocellulosic biomass. The complexity of the production process depends on the feedstock. In this way, the spectrum of designed and implemented technologies goes from the simple conversion of sugars by fermentation, to the multi-stage conversion of lignocellulosic biomass into ethanol. The big diversity of technological alternatives requires the analysis of the global process along with the design and development of each one of the involved operations. Among the new research trends in this field, process integration has the key for reducing costs in ethanol industry and increasing bioethanol competitiveness related to gasoline. This issue is the main topic analyzed in a previous paper (Cardona and Sánchez, 2007). Several reviews have been published on the theme of fuel ethanol production especially from lignocellulosic biomass (Chandrakant and Bisaria, 1998, Lee, 1997, Lin and Tanaka, 2006 and Lynd, 1996). The amount of reviews covering ethanol production form other types of feedstocks like sucrose-based or starchy materials is more reduced (e.g., Kosaric and Velikonja, 1995 and Bothast and Schlicher, 2005). Nevertheless, an analysis of this process from the viewpoint of the three major types of feedstock has not been the main objective of those works. In addition, some issues concerning the feedstocks features on a comparative basis have not always been sufficiently emphasized. This paper attempts to achieve this aim considering the literature reviewed in the last one decade. Therefore, the purpose of this work is to analyze the different trends in fuel ethanol production taking into account both mature and developing technologies and making emphasis on the different types of raw materials from which fuel ethanol is obtained, and the possibilities for using alternative feedstocks leading to an improvement of the global process.
โลกเผชิญกับการสูญเสียความก้าวหน้าของทรัพยากรที่มีพลังของตนตามหลักในเชื้อเพลิงที่ไม่หมุนเวียน ในเวลาเดียวกันการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นในอัตราที่สูงขึ้น สหรัฐอเมริกาเป็นผู้บริโภคน้ำมันเป็นครั้งแรก แต่การเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจของจีนที่งดงามได้กำหนดความดันที่รุนแรงในตลาดน้ำมัน พาโนรามาทั่วโลกในตลาดที่เป็นสีเข้มวิกฤตการณ์ถาวรในตะวันออกกลางและการเก็งกำไรในตลาดหลักทรัพย์ท่ามกลางปัจจัยอื่น ๆ ที่ได้ทำให้ราคาน้ำมันจะไปถึงค่าสูงเช่น 100 ดอลลาร์ต่อบาร์เรล เศรษฐกิจโลกได้ประสบการณ์ความเมื่อยล้าถ้าน้ำมันยังคงมีราคาสูงเหล่านี้ นอกจากนี้การใช้ความเข้มข้นของเชื้อเพลิงฟอสซิลได้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการสร้างมลพิษก๊าซที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งได้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก วิธีการแก้ปัญหานี้ขึ้นอยู่กับวิธีการพัฒนาและการใช้เทคโนโลยีบนพื้นฐานของแหล่งพลังงานทางเลือกจะได้รับการดำเนินการ ผ่านการใช้ทรัพยากรพลังงานทดแทน,มนุษย์สามารถหาส่วนหนึ่งของการแก้ปัญหาความต้องการพลังงานของพวกเขาในทางที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม.
วิธีหนึ่งคือการใช้พลังงานทดแทนจากพลังงานแสงอาทิตย์ในรูปแบบของชีวมวล (พลังงานชีวภาพ) ที่มีศักยภาพระดับโลกของพลังงานชีวภาพซึ่งเป็นตัวแทนในการปลูกพืชพลังงานและสารตกค้างลิกโนเซลลูโลสการเปลี่ยนแปลงของวัตถุดิบเหล่านี้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพเป็นทางเลือกที่สำคัญสำหรับการแสวงหาผลประโยชน์จากแหล่งพลังงานทางเลือกและลดมลพิษก๊าซ นอกจากนี้การใช้ประโยชน์จากเชื้อเพลิงชีวภาพมีผลกระทบทางเศรษฐกิจและสังคมที่สำคัญ ตัวอย่างเช่น Sheehan และสรวงสวรรค์ (1999) ชี้ให้เห็นว่าการกระจายความเสี่ยงของพอร์ตเชื้อเพลิงจะนำมาซึ่งเงินและการจ้างงานกลับเข้ามาในเศรษฐกิจ usa ยิ่งไปกว่านั้นการพัฒนาพืชพลังงานที่ทุ่มเทให้กับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจะบ่งบอกถึงการเพิ่มเพื่อภาคการเกษตร การวิเคราะห์นี้ยังเป็นที่ถูกต้องสำหรับประเทศกำลังพัฒนาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในละตินอเมริกาพิจารณามุมมองของความรุนแรงลดจากน้ำมันสำรองที่พิสูจน์แล้วในระยะกลาง นอกจากนี้สินค้าเกษตรจากประเทศกำลังพัฒนาต้องเผชิญการแข่งขันที่รุนแรงจากประเทศร่ำรวยที่ให้เงินอุดหนุนอย่างมากสำหรับการผลิตทางการเกษตรของพวกเขา.
เอทานอล (แอลกอฮอล์, เอทานอล) เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพของเหลวลูกจ้างส่วนใหญ่อาจเป็นเชื้อเพลิงหรือเป็นน้ำมันเบนซินเพิ่ม เอทานอลมีข้อได้เปรียบบางอย่างเมื่อมันถูกนำมาใช้เป็นออกซิเจน ประการแรกแต่ก็มีปริมาณออกซิเจนที่สูงขึ้นนั่นหมายความว่าเป็นจำนวนเงินที่น้อยกว่าของสารเติมแต่งที่จำเป็น ร้อยละที่เพิ่มขึ้นของออกซิเจนช่วยให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ดีขึ้นของไฮโดรคาร์บอนน้ำมันเบนซินกับการลดลงที่เกิดขึ้นในการปล่อยของสารประกอบร่วมและมีกลิ่นหอม ที่เกี่ยวข้องกับการ MTBE, เอทานอลมีคุณสมบัติมากขึ้นออกเทนบูสเตอร์มันไม่เป็นพิษและไม่ปนเปื้อนแหล่งน้ำ แต่อย่างไรก็ตามต้นทุนการผลิตเอทานอลสูงกว่าของ MTBE น้ำมันเบนซินผสมกับเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ conduces ไฟฟ้าและความดันไอ Reid สูงที่ entails การระเหยมากขึ้นซึ่งสามารถนำไปสู่การก่อตัวของโอโซนและหมอกควัน (โทมัสและ Kwong, 2001) หลายประเทศมีการดำเนินการหรือการใช้โปรแกรมสำหรับการเพิ่มขึ้นของเอทานอลกับน้ำมันเบนซิน (ดูตารางที่ 1)การผลิตเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงได้เพิ่มขึ้นอย่างน่าทึ่งเพราะหลายประเทศมองหาการลดการนำเข้าน้ำมัน, การส่งเสริมเศรษฐกิจชนบทและการปรับปรุงคุณภาพอากาศ โลกการผลิตเอธิลแอลกอฮอล์ได้ถึงประมาณ 51,000 ลิตรโรงงาน (เชื้อเพลิงทดแทนสมาคม, 2007) การที่สหรัฐอเมริกาและบราซิลผลิตแรก (seetable 2) ค่าเฉลี่ย 73% ของเอทานอลที่ผลิตทั่วโลกที่สอดคล้องกับเชื้อเพลิงเอทานอล17% เอทานอลและเครื่องดื่ม 10% เอทานอลอุตสาหกรรม.
เอทานอลเป็นเชื้อเพลิงที่ได้จากพืชพลังงานชีวมวลและลิกโนเซลลูโลส ความซับซ้อนของขั้นตอนการผลิตจะขึ้นอยู่กับวัตถุดิบ ในลักษณะนี้สเปกตรัมของเทคโนโลยีการออกแบบและดำเนินไปจากแปลงที่เรียบง่ายของน้ำตาลโดยการหมักเพื่อการแปลงแบบหลายขั้นตอนจากชีวมวลลิกโนเซลลูโลสเป็นเอทานอลความหลากหลายขนาดใหญ่ของทางเลือกเทคโนโลยีที่จำเป็นต้องใช้การวิเคราะห์ของกระบวนการทั่วโลกพร้อมกับการออกแบบและการพัฒนาของหนึ่งของการดำเนินงานที่เกี่ยวข้องกับแต่ละ ท่ามกลางแนวโน้มการวิจัยใหม่ในสาขานี้บูรณาการที่มีกระบวนการที่สำคัญในการลดค่าใช้จ่ายในอุตสาหกรรมเอทานอลและเพิ่มความสามารถในการแข่งขันเอทานอลที่เกี่ยวข้องกับน้ำมันปัญหานี้เป็นหัวข้อหลักวิเคราะห์ในกระดาษก่อนหน้านี้ (Cardona และSánchez 2007) ความคิดเห็นจากหลายได้รับการตีพิมพ์ในรูปแบบของการผลิตเอทานอลโดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำมันเชื้อเพลิงจากชีวมวลลิกโนเซลลูโลส (Chandrakant และ bisaria, 1998, lee, 1997, lin และทานากะ, ปี 2006 และ Lynd, 1996)จำนวนของผู้ที่ครอบคลุมรูปแบบการผลิตเอทานอลชนิดอื่น ๆ ของวัตถุดิบเช่นน้ำตาลซูโครสวัสดุที่ใช้หรือแป้งจะลดลงมากขึ้น (เช่น kosaric และ velikonja, 1995 และ bothast และ Schlicher, 2005) แต่การวิเคราะห์ของกระบวนการนี้จากมุมมองของทั้งสามประเภทหลักของวัตถุดิบที่ยังไม่ได้รับวัตถุประสงค์หลักของงานเหล่านั้น นอกจากนี้บางประเด็นที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติวัตถุดิบเปรียบเทียบบนพื้นฐานยังไม่ได้รับเสมอเพียงพอเน้น บทความนี้พยายามที่จะบรรลุจุดมุ่งหมายพิจารณาทบทวนวรรณกรรมในช่วงหนึ่งทศวรรษที่ผ่านมานี้ ดังนั้นวัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการวิเคราะห์แนวโน้มที่แตกต่างกันในการผลิตเชื้อเพลิงเอทานอคำนึงถึงเทคโนโลยีผู้ใหญ่และการพัฒนาทั้งสองและทำให้ความสำคัญกับชนิดของวัตถุดิบซึ่งเชื้อเพลิงเอทานอได้และเป็นไปได้สำหรับการใช้วัตถุดิบทางเลือกที่นำไปสู่ การปรับปรุงกระบวนการทั่วโลก.
การแปล กรุณารอสักครู่..