1. MAÍZ INTEGRADO - biorrefinería BASE: UN ESTUDIO EN PROCESO DE DESARROLLO SOSTENIBLE
8.1 INTRODUCCIÓN
8.1.1 Biocombustibles Sostenibles
A medida que la demanda mundial de energía sigue aumentando, los biocombustibles encierran la promesa de
ofrecer una alternativa renovable a los combustibles fósiles. Los altos precios del petróleo y la amenaza de los
impactos negativos del cambio climático han provocado un aumento de las actividades de investigación y
empresas.Preocupaciones de seguridad nacional y el deseo de aumentar los ingresos agrícolas han impulsado a los
gobiernos de todo el mundo aponer en marcha políticas en favor de los biocarburantes. Los países en desarrollo la
esperanza de aumentar el acceso al combustible barato en zonas aisladas. Los biocombustibles también son vistos
como una opción en la reducción de la contaminación del aire en zonas urbanas.Sin embargo, el auge actual
ha provocado la controversiatambién. Los opositores acusan a los biocombustibles que requieren demás insumos de
energía que sus contrapartes de fósiles y de provoca más emisiones de gases de efecto
invernadero. Muchaspreocupaciones se centran en la degradación del medio ambienteposible: la erosión, el
deterioro de la salud del suelo y la calidad del agua, el agotamiento de los acuíferos, y las pérdidas en la
biodiversidad.Grandes - la producción de biocombustibles a escala es a menudo considerada como una amenaza
para la producción de alimentos y los esfuerzos de conservación (Alles y Jenkins 2008).
Evaluaciones de la sostenibilidad para cuantificar los impactos económicos, ambientales y sociales pueden ayudar a
mover lafrecuencia - acalorados debates sobre los biocombustibles a un nivelmás concreto. La ciencia - los métodos
basados en como la vida - la evaluación del ciclo (LCA), un enfoque holístico para la cuantificación delos impactos
ambientales a lo largo de la cadena de valor de un producto (ISO 2006), han ganado aceptación entre la decisión
los fabricantes. Para evaluar la sostenibilidad de la (bio) combustibles,todas las etapas de la cadena de valor del
combustible tiene que ser considerado (Figura 8.1): producción de materias primas y de suministro, producción y
distribución de combustible, y la operación del vehículo. Una evaluación de la cadena de valor [es decir, bien - a - la
rueda (WTW)] permite una comparación equitativa de los diferentes combustibles. Una cuna - a - puerta
(CTG) enfoque (en este caso la producción de combustible y todos los procesos anteriores asociados) es
adecuado para comparar las diferentes tecnologíaspara hacer el mismo combustible.
8.1.2 DuPont 's compromiso con la sostenibilidad
El compromiso de DuPont 's con la sostenibilidad se remonta a las decisiones tomadas cuando la empresa fue fundada
en 1802. El producto fi rst fue la pólvora, y desde el principio, específicamente las medidas de seguridad c se pusieron
en marcha para proteger a los empleados y vecinos. Con cada transformación, desde entonces, la compañía se hizo
aún más centrado en los temas de sostenibilidad.Cuando el medio ambiente yleyes y reglamentos de seguridad se
introdujeron en la década de 1970y 1980, DuPont se dedica a satisfacer estas nuevas exigencias. A finales de los años
1980 y 1990, DuPont se dio cuenta de que el mero cumplimiento no fue suficiente. DuPont fue una de las
empresas fi rsten establecer públicamente sus objetivos específicos del medio ambiente. Hoy en día, un enfoque
holístico a la sostenibilidad está plenamente integrada en todos los modelos de negocio.La misión de DuPont es el
crecimiento sustentable: la creación de valorde los accionistas y la sociedad al tiempo que reduce la huella de
lacompañía 's en toda la cadena de valor. En 2006, DuPont ha anunciado dos nuevas series de los objetivos de
sostenibilidad con una fecha límite de 2015. La huella de los objetivos de reducción voluntaria de iniciativas para
disminuir la guía de materia prima e insumos de energíaen productos y para reducir las emisiones en los sitios de
fabricación. El mercado - frente a los objetivos de identificar las oportunidades para desarrollar nuevos productos y

2. ofertas que le ayudarán a satisfacer las necesidades de clientes de s 'DuPont y expectativas de productos más
sostenibles. Los biocombustibles de varios de los objetivos de DuPont's 2015 el mercado electrónico (DuPont 2008):
• Ambientalmente inteligente las oportunidades de mercado de I + D:"Para 2015, DuPont duplicará la inversión en I
+ D con programas directos y cuantificables del medio ambiente beneficios para nuestros clientes y consumidores a lo
largo de nuestras cadenas de valor. "
• Los productos que reducen las emisiones de gases de efecto invernadero: "En 2015, DuPont aumentará nuestros
ingresos anuales de por lo menos $ 2 mil millones de productos que generen eficiencia energética a y / o
significativas de gases de efecto las reducciones de gases para nuestros clientes. Estimamos que estos productos
contribuirán al menos 40 millones de toneladas adicionales de reducción de CO 2 equivalente por nuestros clientes y
consumidores. "
• Los ingresos por recursos no renovables no: "En 2015, DuPont casi sedoble los ingresos de los no - los recursos no
renovables de por lo menos $ 8 mil millones. "
El trabajo en alianzas y asociaciones con otros, DuPont asumió elreto de crear biocombustibles novela que puede
ser producido a partir de cultivos locales. Estos biocombustibles se ofrecen alternativas a los
combustibles fósiles, mientras que proporciona oportunidades económicas a los agricultores locales. DuPont promueve
la agricultura sostenible para asegurar que el desarrollo de biocombustibles no pone en peligro crítico cadenas
de suministro de alimentos (DuPont 2009a).
8.2 DESARROLLO DE TECNOLOGIA PARA UNA INTEGRADAMAÍZ - biorrefinería BASE
8.2.1 Maíz integrado - Programa de biorrefinería basada
A través de una asociación $ 38 millones con el Departamento de Energía de EE.UU. (DOE), DuPont inició
el maíz integrado - base biorrefinería (ICBR) del programa en 2003 para desarrollar un costo - paquete de tecnología
eficaz para el etanol celulósico a partir de plantas de maíz entero y, en el futuro , cualquier tipo de biomasa. Esta
investigación dará lugar a una biorefineria innovadores capaces de producir combustible de etanol, productos químicos
de rendimiento, y los materiales de fuentes renovables.
En 2008, DuPont Danisco etanol celulósico (DDCE) se formó para acelerar el desarrollo de comerciales -
biorefinerías escala. En octubre de 2008, DDCE y la Universidad de Tennessee comenzó la construcción de una
planta piloto espera que la producción de etanol de caña de maíz a finales de 2009, la aplicación de la tecnología
desarrollada en el programa ICBR (DuPont 2009b). A diferencia del etanol de grano de maíz tradicional, la
tecnología ICBR utilizará la planta de maíz entero (es decir, tallos, mazorcas y hojas dejan en el campo después de la
cosecha), frente a sólo el grano de maíz. DuPont y sus socios están desarrollando procesos para convertir la celulosa
de la mazorca y el tallo en azúcares que puede ser fermentada en etanol. La conversión de residuos agrícolas en
combustible hace un mejor uso de los recursos limitados de tierra y ayuda a reducir el consumo de combustibles
fósiles. En la actualidad, la producción de etanol en los Estados Unidos se basa principalmente en la fermentación de
los azúcares del grano de maíz. Para ampliar la producción de etanol,
alternativas lignocelulósicos como materia prima, como residuos agrícolas y residuos forestales, tienen que ser
considerados.Considerando que es relativamente fácil de hidrolizar el almidón en el grano de
maíz, significativamente los esfuerzos de investigación no puedo aún se requieren para desarrollar procesos
eficaces para extraerlos azúcares de los materiales lignocelulósicos. Rastrojo de maíz es lamateria prima preferida en
el programa ICBR debido a las ventajaslogísticas de la actual cosecha, el transporte y la producción de etanolen
América del Norte. En última instancia, el uso de rastrojo de maíz ysimilares residuos agrícolas permitirá reducir
los costos de producción y ampliar el potencial de bio-refinerías nuevas.

3. 8.2.2 ICBR concepto de tecnología
El concepto se basa en ICBR biotecnología para convertir el rastrojo de maíz en etanol. Los pasos que se muestran en
la Figura 8.2 forman el núcleo de la tecnología ICBR. Seca el rastrojo de maíz es molido en trozos más pequeños para
generar una materia prima a granel más consistente. A continuación, los tallos se pretratados para separar la lignina de
la columna vertebral de celulosa de la planta s para que la celulosa sea más accesible para su posterior
procesamiento. Las enzimas pueden ahora romper el material celulósico en azúcares fermentables, en un proceso
llamado sacarificacion. Las nuevas tecnologías de fermentación permite la conversión de la glucosa y laxilosa de la
celulosa y la hemicelulosa, convirtiendo efectivamente casi todos los azúcares en etanol útil. En una serie de etapas de
separación, el etanol está aislado del caldo de fermentación y refinado a un combustible - producto de calidad. En las
condiciones anteriores, el tratamiento previo duras y las altas temperaturas fueron utilizadas en un intento de romper
la matriz de celulosa a sus componentes individuales del azúcar. La tecnología ICBR está diseñada para descomponer
la biomasa vegetal en azúcares fermentables a través de las enzimas naturales - los procesos de base - la sustitución
de los procesos petroquímicos menos eficiente.
8.2.3 ICBR Vida - Análisis del Ciclo de
La vida - la evaluación del ciclo muestra las implicaciones ambientales delas diferentes opciones ICBR tecnología. El
modelo de LCA incluye todos los recursos naturales extraídos del medio ambiente y todas las versiones de
material para el medio ambiente que se cruzan los límites del sistema, representado por la línea punteada en la
figura8.3. Muchos de estos flujos se agregan en las evaluaciones de impacto, como el consumo de energía fósil, que
incluye petróleo, gas natural, carbón, lignito y el uso, o emisiones de gases invernadero (GEI), donde los gases como
el CO2 antropogénico, CH 4 y N 2 O son ponderados por su potencial de calentamiento global.
Un modelo de proceso de producción de etanol de caña de maíz en un centro de ICBR forma el núcleo del modelo
de LCA. El impacto ambiental de materiales y energía a biorrefineria se realiza un seguimiento de regreso a tierra
con bases de datos de ACV y la información a disposición del público para describir los procesos anteriores.
Universidad Estatal de Michigan (MSU) proporcionó un riguroso modelo de LCA de la agricultura de maíz, incluyendo la
fabricación de productos agroquímicos y la producción de los combustibles utilizados en el cultivo de maíz
(Kim et al. 2009). La mayoría de los diseños ICBR suponer quela biomasa no fermentable proporciona el
combustible para un control sobre - planta de cogeneración de sitio, con la opción de vender la electricidad sobrante a
la red local. El crédito de ACV para las ventas de electricidad cubre la carga ambiental de la generación de

4. electricidad a todos el camino de regreso a las fuentes de energía primaria (Kim y Dale, 2005).
A medida que el proceso de desarrollo ICBR progresa, el modelo de LCA se actualiza continuamente. Escenario
de múltiples y los análisis de sensibilidad ayuda a identificar las opciones favorables diseño y la configuración
de optimización de parámetros del proceso.
8.2.4 Integración de la LCA con el desarrollo del proceso
De selección de alternativas de proceso es una tarea fundamental en el desarrollo de nuevos procesos (ver figura
8.4). Un proceso es a la vez atractiva económicamente exitosa y favorable al medio ambiente. Desde el principio del
programa ICBR, evaluación económica y LCA se han utilizado de lado a lado para guiar a los investigadores a la
alternativa ICBR proceso más sostenible. El ACV es la herramienta más apropiada para evaluar el impacto ambiental
de la cadena de valor ICBR, permitiendo que el equipo de desarrollo para definir las métricas del medio
ambiente, establecer metas cuantificables del medio ambiente, y monitorear el progreso hacia estos objetivos de
investigación competitivos.
En el programa de ICBR, participación de los interesados es esencial para establecer las
metas relevantes de sostenibilidad. Intereses de los participantes están representados por un
panel asesor externo del sujeto - expertos en la materia a partir de una variedad de orígenes y
filiaciones: por ejemplo, agencias de gobierno, academia, industria y organizaciones no
gubernamentales. Los miembros del grupo hacer comentarios sobre cuestiones críticas relacionadas
con la sostenibilidad ambiental de la ICBR y examinar el estudio de ACV con respecto a los métodos
utilizados, los datos utilizados, y las interpretaciones que se aplica a los resultados ICBR LCA. El
panel 's de revisión independiente, crítico de la metodología LCA y los resultados son muy valiosos
para el programa ICBR.
8.2.5 Definición de Indicadores Ambientales
Al comienzo del programa ICBR, una amplia gama de posiblesindicadores ambientales se discutió con los interesados

5. internos y externos. Agotamiento de los recursos, el calentamiento global, y los posibles impactos en los
ecosistemas agrícolas han surgido como los problemas ambientales más relevantes. A efectos prácticos, las métricas
utilizadas para guiar un esfuerzo de desarrollo de la tecnología deben cumplir los siguientes criterios:
• Los indicadores deben abordar las cuestiones clave.
• La métrica debe ser capaz de cuantificación.
• La métrica debe ser derivados del proceso (modelado) de datos.
• La métrica debe relacionarse con otros indicadores de uso común en la toma de investigación y empresas - los
procesos de toma.
Para ilustrar la integración de LCA con el desarrollo del proceso de ICBR, la cuna métrica del medio ambiente - a -
consumo de energía fósil puerta que aquí se describe con más detalle. Cuna - a - consumo de energía fósil puerta es
el consumo agregado de los combustibles fósiles en la propia bio-refinería y también en operaciones de exploración,
como la producción de materias primas y la generación de energía. La ampliación de la vista más allá del
proceso ICBR central facilita la comprensión del impacto ambiental aguas arriba de los insumos materiales y de
combustible a la ICBR. Los beneficios de la eficiencia de los procesos son magnifican en la cuna - a - ver puerta.
Por otra parte, la cuna - a - puerta destaca el enfoque beneficios de evitar las entradas de material con una huella
medioambiental de gran tamaño.
Cuna - a - consumo de energía fósil puerta está estrechamente relacionado con diversos aspectos de la huella
ambiental. Se trata de una medida directa de la disminución de los recursos fósiles. Las emisiones de CO2
antropogénico, considerado uno de los principales del cambio climático, también están vinculados directamente con el
consumo de energía fósil. La extracción, refinación, transporte, y en última instancia, la combustión de combustibles
fósiles son las principales causas de las emisiones al aire, agua y tierra. Por lo tanto, el consumo de energía fósil se
puede considerar un indicador adelantado de muchos otros impactos ambientales, tales como las emisiones de gases
de efecto invernadero, el consumo de agua, la formación de smog, lluvia ácida, o las emisiones de metales pesados.
En el cálculo de la base - a - consumo de energía fósil de la puerta ICBR, cualquier fósil - la entrada de combustible a
lo largo de la cadena de valor (ICBR y aguas arriba) se hace un seguimiento posterior a la extracción de materia
prima fósil (carbón, lignito gas natural o petróleo ) desde el suelo. Esta información se recoge por separado para cada
tipo de combustible en una vida - inventario del ciclo (LCI). La cantidad de materias primas extraídas como se mide
en unidades de masa se convierte en unidades de energía en la vida - la evaluación del ciclo de impacto (LCIA),
utilizando genéricos valores más bajos de calor. Los datos de energía primaria se añaden en todos los fósiles - tipos de
combustible para dar el soporte total - a - la puerta del consumo de energía fósil.
Del mismo modo, la cuna - a - puerta de las emisiones de gases de efecto invernadero de captura de gases
antropogénicos de efecto invernadero (GEI) dio a conocer en el ICBR y sus procesos anteriores. En la recopilación de
la huella de gases de efecto invernadero globales, las emisiones de diversos ponderado con sus potenciales de
calentamiento global directo tal como se define por el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC
2001) antes de que se suman.
8.2.6 Configuración de puntos de referencia externos
La tecnología ICBR tiene que ser competitiva frente a otras tecnologías para producir etanol de maíz. En los Estados
Unidos, los molinos secos se están construyendo para ampliar la producción de combustible etanol a partir de grano de
maíz. En paralelo, las nuevas tecnologías se están desarrollando para la producción de etanol combustible a partir de
biomasa lignocelulósica como la paja de trigo o caña de maíz. El ICBR podría competir con el etanol de grano de
maíz o de etanol a partir de caña de maíz. Por lo tanto, un escenario de beneficio seco y un rastrojo -a - escenario
de etanol son puntos de referencia pertinentes.
Datos de referencia a disposición del público fueron revisados cuidadosamente cuando los objetivos ambientales
de la ICBR se definió.
Con los años, la mayoría de los autores han llegado a acuerdo en que el balance energético del etanol de maíz es
positivo: que la cantidad decombustible fósil necesario para la fabricación de etanol de maíz no exceda el valor del
combustible de etanol (Wang 2005; Farrell et al 2006).. Como molinos de agua ampliados o nuevos molinos fueron
construidos en seco, la producción de etanol a partir de grano llegó a ser más eficiente. En el mismo período, la
producción agrícola mantuvo en constante crecimiento. Las nuevas tecnologías de aprovechamiento de la
biomasa lignocelulósica para producir etanol, mientras que la generación de vapor y la electricidad tienen el potencial
de reducir el uso de energía no renovable aún más.Las desviaciones entre los datos de la literatura de ACV para la
cuna - a- consumo de energía fósil puerta se puede atribuir a los siguientes factores:
• Rendimiento del cultivo de maíz
• Entradas a la agricultura de maíz, en el uso de fertilizantes en particular
• El etanol de maíz en el rendimiento
• Las necesidades de energía en la biorrefinería, que varían con la tecnología de la planta y la edad
• Los créditos asignados a la cooperación energética de etanol -productos

6. Un proceso de evaluación comparativa significativa se basa en laconstante de datos fundamentales y la aplicación
de la misma metodología en todos los casos estudiados. A los efectos de la orientación de
investigación ICBR, comparación debería centrarse enlas diferencias en la tecnología de etanol de
conversión y eliminar las diferencias en los procesos aguas arriba y de apoyo. En consecuencia,los datos de la
literatura tuvo que ser modificado para adaptar la agricultura y fuera - el sitio los datos de producción de energía a una
base común.Información publicada en la conversión de etanol actual fue complementada con datos MSU para
la agricultura de granos de maíz ymódulos genéricos base de datos para la generación de energía (Kim y
Dale 2005; Ecobilan 1999) (Kim et al 2009)..Sólo un número limitado de los estudios publicados de etanol de
maízproporcionan la transparencia suficiente para permitir que las manipulaciones descritas anteriormente. Cuando los
objetivos de la investigación ICBR se definió, el informe de Michael Graboski 'sproporcionan un análisis riguroso y
detallado con las actuales, por pares- los datos revisados sobre la producción de etanol en los Estados
Unidos (Graboski 2002, preparado para la Nacional Corn GrowersAssociation). Datos Graboski 's set "2000 -
2004 Industria incremental" fue seleccionado como la base para el "grano de maíz EtOH" caso de referencia. Estudio
de John Sheehan 's siempre un excelente estudiosobre el etanol de caña de maíz (Sheehan et al. 2004). Un modelo de
proceso que describe el rastrojo - a - rendimiento de las instalaciones de conversión de etanol 's como se demostró
en escala de laboratorio o superior aportaron datos para el "punto de referencia de celulosa EtOH,2002" de casos.
Dado que tanto el grano de maíz - y rastrojos de maíz - base de etanolse supone que displacepetroleum -
gasolina derivados, que tienen queser medidas en contra de este combustible titular. Alexander Farrell informóasí - a -
las emisiones de gases de efecto invernadero de la rueda deconventionalgasolina en su informe de 2006 sobre el
etanol combustible (Farrell et al 2006).. Hisstudy cubre la producción, distribución ycombustión de la gasolina en los
Estados Unidos.
8.3 LCA RESULTADOS: ICBR VERSUS LOS PUNTOS DE REFERENCIA
8.3.1 consumo de energía fósil
Los biocombustibles son en esencia una forma de convertir la energía solar mediante la fotosíntesis en un transporte
de combustible líquido. Una de las mayores preocupaciones planteadas acerca de ellos, sin embargo, es su balance
neto de energía: si su producción requiere más insumos de energía desde la granja hasta la puerta de biorrefinería que
es en última instancia, contenida en los propios biocombustibles (WorldwatchInstitute 2006). Para evaluar la
sostenibilidad energética delos biocombustibles, su cuna - a - puerta de la huella fósil de energía se compara
con su valor calórico intrínseco. La figura 8.5 muestra cómo los resultados preliminares ICBR en comparación
con el grano de maíz y el maíz los puntos de referencia etanol rastrojo.
En los tres escenarios, la cuna - a - puerta consumo energético fósil para producir un litro de bioetanol es muy inferior
al valor calorífico inferior delcombustible (es decir, en última instancia, la energía entregada a un vehículo). Tanto el
rastrojo - a - los casos de etanol tiene un soporte más pequeño - a - puerta de fósiles huella energética de los
cereales - a -caso del etanol. Varios factores contribuyen a este resultado. En comparación con el grano de maíz, caña
de maíz llega a la biorrefinería con una huella más pequeña de energía fósil, principalmente debido a la producción de
grano y rastrojo en el mismo campo no requiere un gran esfuerzo adicional en comparación con la producción de
cereales sólo(Kim et al. 2009). Por lo tanto, las cantidades de productos agroquímicos y combustibles adicionales para
apoyar las operaciones agrícolas relacionados con el rastrojo de la cosecha solo son más bien pequeños. Los
fertilizantes nitrogenados, con

7. su consumo energético grande, es de particular interés (Sheehan et al.2004). Sin embargo, sólo pequeñas
adiciones de fertilizante de nitrógeno es necesario para compensar las pérdidas de nutrientes asociados con la
eliminación rastrojo.
Maíz convencional las plantas de etanol de grano recibir su calor y energía de combustibles fósiles como el gas natural
y carbón. Plantas de etanol celulósico son generalmente diseñados para ser autosuficientes - suficiente calor y
la fuente de alimentación, con los residuos no fermentable que sirve como combustible renovable para su- las
instalaciones de cogeneración sitio. Esto pone de celulosa biorefinerias una ventaja, incluso cuando el co alimentos -
productos de plantas de etanol de grano son recompensados con créditos de energía para el desplazamiento de otros
tipos de alimentos para animales .Además, las instalaciones de etanol celulósico es probable que la producción de
electricidad excedente. La planta de etanol sería un exportador de electricidad, lo que potencialmente desplaza a la red
eléctrica. Cerca del 80% de los combustibles fósiles asociados con la producción de electricidad de los EE.UU. puede
ser mezcladoevitar con el uso de la bioelectricidad (Wu et al. 2006).
Todos estos factores se combinaron para poner la cuna - a - puerta de fósiles huella energética de etanol
celulósico muy por debajo de la de etanol de grano. El diseño ICBR aprovecha el beneficio que proporcionan materias
primas celulósicas y lleva el rendimiento de biorefinería al siguiente nivel, con el pretratamiento avanzado y tecnologías
de fermentación y la integración de procesos optimizados. Condiciones suaves de pretratamiento y la
utilización específica de las enzimas minimizar el consumo de calor de proceso y productos químicos. Las altas tasas
de conversión en el pretratamiento, la sacarificación y fermentación alta en general permiten rastrojo - a - los
rendimientos de etanol, lo que mantiene la huella de materia prima a un nivel bajo. Medidas eficaz de separación en
el procesamiento posterior de los productos de etanol significa un alto rendimiento y bajo consumo de
energía proceso. Todos estos logros son recompensados con un ahorro en la cuna - a - consumo de energía
fósil puerta.La aplicación rigurosa de la eficiencia energética y las técnicas de minimización de residuos en todas las
etapas del proceso de desarrollo ICBR aporta los materiales y el consumo de energía a niveles aún más bajos. El
ahorro en materia prima, combustible, insumos o procesos químicos a los biorefineria se magnifican en la cuna - a -
puerta de la huella de energía fósil, lo que explica no sólo por la energía fósil incrustado en las entradas
de biorefineria sí mismos, sino también para la carga de energía fósil de la producción de estos insumos y los
procesos asociados a la corriente.
Estudios de ACV de sensibilidad sobre los parámetros de proceso seleccionado ayudar a identificar las condiciones
óptimas de proceso deuna cuna - a - la perspectiva de la puerta y hacer posible el establecimiento de I + D
significativo objetivos, tanto para los ingenierosen el desarrollo de procesos bio-refinería y para los biólogos y
bioquímicos en etanol en y enzima de desarrollo. Por ejemplo, el títulode etanol en la fermentación surgió como
un factor crítico de éxito. Un aumento en el título de etanol significa que menos agua tiene que serseparado de la
corriente del producto etanol. esto se traducedirectamente en una reducción en la energía necesaria dentro de la bio-
refinería y, en consecuencia, una reducción en la base - a - la huella fósil puerta de energía. En - análisis en
profundidad de los contribuyentes a la base - a - consumo de energía fósil puerta también iluminan el comercio-
offs entre las alternativas del proceso. En particular, los lazos de recirculación tienen que ser

8. cuidadosamente evaluada en una visión holística. Reciclaje interno de un proceso químico puede reducir
significativamente el consumo neto de este producto químico y que su base - a - puerta de aporte de energía fósil. Sin
embargo, la aplicación de los lazos de recirculación puede darse a expensas de la energía y el consumo adicionales de
agua. Es común que a subestimar el consumo de energía de la separación de los pasos necesarios para devolver el
producto químico de nuevo al proceso a un nivel de pureza requerido.La integración de la LCA en el proceso de
desarrollo ICBR permite a los ingenieros a evaluar cuidadosamente los beneficios y las sanciones que vienen con los
procesos de reciclaje.
8.3.2 Emisiones de Gases de Efecto Invernadero
Gases de efecto invernadero (GEI) se han convertido en una prioridaden la formulación de
políticas métricas (EE.UU. EISA 2007; Reino UnidoRTFO 2007, la Universidad de California 2007
(LCFS), CE 2008). En la figura 8.6, las emisiones de GEI asociadas a las alternativas de bioetanol tres mencionados
anteriormente son en comparación lado a lado con gasolina en EE.UU.. Puesto que el carbono fósil contenido en el
petróleo - combustibles derivados no se libera hasta que el paso de la combustión en el motor del vehículo, el análisis
debe abarcar todo elbien - a - las ruedas (WTW) cadena de valor (ver arriba), incluyendo la distribución de
combustible y la combustión. Cada vez que los diferentes tipos de combustibles se comparan las diferencias en el
contenido energético de los combustibles tienen que ser tomadas en cuenta. En consecuencia, el bien - a - Resultados
en rueda de gases de efecto invernadero en la figura 8.6 se normalizan a una cantidad equivalente de energía de
combustible entregado al motor del vehículo, en el supuesto de que la eficiencia de conversión de energía en el
motor sigue siendo el mismo para los tipos de combustible en cuenta.Los resultados de GEI muestran una tendencia
similar a los resultados de la energía fósil discutido anteriormente.
Esto es posible ya que el uso de energía fósil directa provoca la liberación de CO 2 antropogénico, un factor clave
en las emisiones de gases de efecto invernadero. Mientras que en muchos procesos industriales las emisiones de
GEI se correlacionan de forma lineal con el consumo de energía fósil, este no es el caso de la biomasa - los
combustibles derivados, donde las emisiones de N2O del suelo puede contribuir
significativamente significativamente a las emisiones de GEI, como el N 2 O tiene un potencial de calentamiento
global de 296equivalentes de CO 2 y por tanto es considerado un gas de efecto invernadero más potente (IPCC
2001). N 2 O las emisiones son un factor clave en la huella de gases de efecto invernadero de grano de
maíz (Adler et al. 2007). Por el contrario, cosechar los residuos tiene el potencial para reducir emisiones de N 2 O a
partir del maíz . Por lo tanto, el rastrojo de maíz llega a la biorrefinería con una carga de gases de efecto
invernadero pequeño, o en condiciones de cultivo favorables, incluso con un crédito de gases de efecto invernadero, lo
que representa para evitar emisiones de N 2 O y el secuestro de un posible aumento de carbono en el suelo. Además,
la huella de rastrojo de maíz la agricultura es notablemente menor en otros parámetros ambientales, tales como la
eutrofización y la acidificación de cationes (Kim et al. 2009). Los resultados de GEI darle aún más pruebas de la
importancia de la selección de la biomasa como materia prima en el desarrollo sostenible de biorefinerias.
8.4 Reflexiones finales
Aprendizajes fundamentales de la en - un análisis en profundidad de un amplio espectro de opciones de
tecnología ICBR se pueden sintetizar en los atributos de las biorrefinerías sostenible en
general (Alles yJenkins 2008). La cuna - a - la refinería - huella puerta de la materia prima de biomasa primaria es un
contribuyente significativo a la huella global de biocombustible. Por lo tanto, la elección de una materia prima con la
huella ambiental sea mínimo pero un alto contenido de ingrediente fermentable, es la clave del éxito. En general, la

9. biomasa lignocelulósica tiene una menor carga ambiental de los cultivos de alimentos, pero aún hay desafíos técnicos
y logísticos que superar antes de la biomasa lignocelulósica se puede convertir en económicamente en los
combustibles de transporte de líquidos a gran escala. Un gran avance en el rastrojo - a - la tecnología del etanol podría
allanar el camino para el etanol a partir de otras materias primas lignocelulósicas, como las hierbas perennes y de
residuos agrícolas o forestales.
Utilización de los residuos no fermentable como un combustible renovable de manera eficiente en - planta de
cogeneración de sitio es otra estrategia de éxito. Medidas para reducir el consumo de energía dentro de los límites de
la batería biorefinerias (por ejemplo, mediante la integración de calor o el diseño del equipo) siempre tienen un impacto
positivo en el balance global de biocombustibles de energía neta, ya que reducen la necesidad de llevar combustible
adicional a la bio-refinería o de permitir que la energía adicional las exportaciones. Como regla general, el costo -
medidas eficaces para mejorar la eficiencia de los procesos tendrá un impacto positivo tanto en el desempeño
económico y ambiental de biorefinerias. El objetivo común de ingeniería para maximizar el rendimiento del producto por
lo general se traduce en la reducción de la huella de materia prima, la generación de residuos y el consumo de
energía. El aumento de la concentración efectiva de los sólidos, productos intermedios y productos en los flujos
de proceso acuoso no sólo reduce la cantidad de agua extraída de la cuenca, sino que también reduce la carga sobre
las medidas de separación.
Por lo general, los biocombustibles no es el único material de salida de una biorrefinería. Si hay más salidas encontrar
sus formas en los usos benéficos, las cargas económicas y ambientales de la operación biorefineria pueden ser
asignados entre una amplia gama de co - productos. Esto podría reducir tanto el costo de producción y la cuna - a -
puerta de la huella de los biocombustibles. Por ejemplo, los componentes no fermentable lignina y otros de materias
primas de biomasa no tienen que ser eliminados como residuos, pero se pueden utilizar como combustibles para
generar energía térmica o eléctrica en - o fuera - del sitio. Otros co potencial - los productos incluyen alimentos para
animales, fertilizantes y productos intermedios para productos químicos especiales. La colocación de
los biorefinerias con otras instalaciones de procesamiento de materias primas agrícolas y forestales, corrales de
engorda de ganado, o plantas de energía en los parques industriales facilitará el
intercambio beneficiarios sociales de los flujos materiales y energéticos en gran
medida. El TS sostenibilidad beneficiarios posibles de tal eco – parques industriales son en gran parte inexplorado y
que merecen mayor investigación.