Los cultivos energéticos son cultivos agrícolas que se cultivan para satisfacer las necesidades energéticas.
Los cultivos energéticos tradicionales son el maíz y la caña de azúcar , que se cultivan para la producción de etanol a escala industrial , como en países como Brasil y Estados Unidos . Se utilizan para la producción de bioetanol .
Se está investigando el cultivo de hierbas energéticas. Se supone que se utilizan varios pastos para la producción de biomasa: carrizo canario , miscanthus (hierba plateada, pasto elefante), pasto varilla ( del lat. Panicum virgatum , pasto varilla inglés ) y otros.
El rendimiento del junco canario es de 5-7 toneladas de biomasa por hectárea , el rendimiento del miscanthus es de hasta 10-12 toneladas por hectárea (equivale aproximadamente a 36 barriles de aceite). Se han criado híbridos de Miscanthus con un rendimiento de hasta 60 toneladas por hectárea.
En Rusia, puede usar bodyak y gordolobo , que no tienen pretensiones para los hábitats y contienen 7.6% - 9.6% de aceites pirolíticos en su composición.
El bagazo de caña de azúcar se utiliza en Brasil como combustible en centrales eléctricas . En 2000, se produjeron en Brasil cerca de 50 millones de toneladas de bagazo. En 2001, en Brasil, Bagasse operaba centrales eléctricas con una capacidad total de 1.350 MW. La electricidad producida a partir del bagazo se vendía a $0,036 por kWh . Alrededor del 97% de la electricidad de Brasil proviene de centrales hidroeléctricas . Durante las estaciones secas, el nivel del agua desciende, lo que reduce la generación de electricidad. El uso de bagazo le permite suavizar las fluctuaciones estacionales en la producción de electricidad.
En los EE. UU., los tallos de maíz se utilizan para fabricar gránulos de combustible .
Además, los residuos agrícolas se utilizan como combustible en las centrales eléctricas: paja de trigo y arroz, cascarilla de arroz , etc.
Cada año se cultivan alrededor de 80 millones de toneladas de bambú en la India . El Gobierno de India ha establecido la Misión Nacional de Aplicación de Bambú (NMBA). De 1996 a 2006, se construyeron 101 centrales eléctricas de biomasa en la India, con una capacidad total de 750 MW. En total, más de 540 millones de toneladas de varias plantas se cultivan anualmente en la India, la mayoría de las cuales no se utilizan actualmente.
Se pueden utilizar varios cultivos para producir biogás. Por ejemplo, el biogás producido a partir de la caña de azúcar contiene más energía que el etanol producido a partir de la misma cantidad de caña de azúcar. Pero el combustible en forma líquida es más conveniente para el almacenamiento, transporte y distribución.
Las plantas con un alto contenido de lípidos se utilizan para producir biodiesel . La materia prima para la producción de biodiesel puede ser una variedad de cultivos, incluidos cultivos no alimentarios, como la jatrofa .
| Materias primas | kg aceite/ha | litros de aceite/ha |
|---|---|---|
| maíz | 145 | 172 |
| anacardos | 148 | 176 |
| avena | 183 | 217 |
| lupino | 195 | 232 |
| caléndula | 256 | 305 |
| algodón | 273 | 325 |
| cáñamo | 305 | 363 |
| soja | 375 | 446 |
| café | 386 | 459 |
| lino | 402 | 478 |
| avellana | 405 | 482 |
| semillas de calabaza | 449 | 534 |
| cilantro | 450 | 536 |
| semillas de mostaza | 481 | 572 |
| Jengibre (planta) | 490 | 583 |
| sésamo | 585 | 696 |
| tinte de cártamo | 655 | 779 |
| arroz | 696 | 828 |
| girasol | 800 | 952 |
| cacao | 863 | 1026 |
| maní | 890 | 1059 |
| amapola | 978 | 1163 |
| violación | 1000 | 1190 |
| aceituna | 1019 | 1212 |
| castor | 1188 | 1413 |
| pacana | 1505 | 1791 |
| jojoba | 1528 | 1818 |
| jatrofa | 1590 | 1892 |
| nuez de macadamia) | 1887 | 2246 |
| nuez de brasil | 2010 | 2392 |
| palta | 2217 | 2638 |
| Coco | 2260 | 2689 |
| aceite de palma | 5000 | 5950 |
| árbol de sebo | 5500 [1] |
Datos de The Global Petroleum Club
Tabla: Producción de aceite a partir de diversas materias primas de una hectárea de tierra
El 9 de enero de 2008, se lanzó un programa llamado "Proyecto forestal de biocombustible de 1 millón de mu" en la provincia china de Guangxi . 1 millón de mu es igual a aproximadamente 165.000 acres . Jatropha se plantará en esta área . En total, China tiene 212 millones de hectáreas de tierras marginales en las que se pueden cultivar cultivos bioenergéticos.
Actualmente, la mayor parte del bioetanol se produce a partir de maíz (EE. UU.) y caña de azúcar (Brasil). La materia prima para la producción de bioetanol también pueden ser diversos cultivos agrícolas con un alto contenido en almidón o azúcar : mandioca , patata , remolacha azucarera , boniato , sorgo , cebada , etc.
La mandioca tiene un gran potencial . La yuca se produce en grandes cantidades en China , Nigeria y Tailandia . El costo de producir bioetanol a partir de yuca en Tailandia es de aproximadamente $35 por barril de petróleo equivalente .
El mejor clima para la producción de caña de azúcar lo tiene Perú , países del Caribe . En grandes cantidades, la caña de azúcar también puede ser producida por Indonesia , algunos países africanos, como Mozambique .
El etanol se puede producir en grandes cantidades a partir de la celulosa . La materia prima puede ser diversos residuos agrícolas y forestales: paja de trigo, paja de arroz, bagazo de caña de azúcar, aserrín, etc.
La producción de etanol a partir de celulosa aún no es económicamente viable.
Según el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), el rendimiento promedio de switchgrass en los Estados Unidos es de 5 toneladas por hectárea en peso seco. El costo promedio de producción de biomasa es de $65.86 por tonelada (en peso seco). Con el precio de la biomasa de switchgrass de $50 por tonelada, el costo de producción de etanol será de $0,13 por litro. Datos obtenidos de estudios de 10 granjas dedicadas al cultivo comercial de pasto varilla [1] .
Butanol - C 4 H 10 O - alcohol butílico. Líquido incoloro de olor característico. Ampliamente utilizado en la industria.
El butanol comenzó a producirse a principios del siglo XX a partir de la bacteria Clostridia acetobutylicum . En la década de 1950 , debido a la caída de los precios del petróleo , se empezó a producir a partir de derivados del petróleo.
La materia prima para la producción de biobutanol puede ser caña de azúcar , remolacha , maíz , trigo , yuca y, en un futuro, celulosa .
Las plantaciones energéticas de biomasa previenen la erosión del suelo y mejoran el medio ambiente. Cuando se quema biomasa en una planta de energía , sólo se emite a la atmósfera el CO2 que fue absorbido por la planta durante el crecimiento .