La historia del combustible de etanol en Brasil data de la década de 1970 y se relaciona con el programa de combustible de etanol a base de caña de azúcar de Brasil , que permitió al país convertirse en el segundo mayor productor de etanol del mundo y el mayor exportador del mundo. [1] Varios avances políticos y tecnológicos importantes llevaron a Brasil a convertirse en el líder mundial en el uso sostenible de bioetanol , [2] [3] [4] [5] y un modelo de política para otros países en desarrollo de la zona tropical de América Latina. , el Caribe y África . [6] [7] [8] Las políticas gubernamentales y los avances tecnológicos también permitieron al país alcanzar un hito en el consumo de etanol, cuando las ventas minoristas de etanol superaron el 50% de la participación de mercado de la flota de vehículos propulsados por gasolina a principios de 2008. [9] [ 10] Este nivel de consumo de combustible de etanol sólo se había alcanzado en Brasil una vez antes, en el pico del Programa Pró-Álcool a finales de los años 1980. [9] [10] [11]
La caña de azúcar se cultiva en Brasil desde 1532. Introducido en Pernambuco ese año, el azúcar fue uno de los primeros productos exportados a Europa por los colonos portugueses. [17] El alcohol etílico o etanol se obtiene como subproducto de los ingenios azucareros que producen azúcar, y puede procesarse para producir bebidas alcohólicas , etanol combustible o alcohol para usos industriales o antisépticos . El primer uso del etanol de caña como combustible en Brasil se remonta a finales de los años veinte y principios de los treinta del siglo XX, con la introducción del automóvil en el país. Después de la Primera Guerra Mundial se llevaron a cabo algunos experimentos en la región noreste de Brasil , [18] y ya en 1919, el gobernador de Pernambuco ordenó que todos los vehículos oficiales funcionaran con etanol. [19] La primera planta de producción de combustible de etanol entró en funcionamiento en 1927, la Usina Serra Grande Alagoas (USGA), ubicada en el estado nororiental de Alagoas , [18] produciendo combustible con 75% de etanol y 25% de éter etílico . A medida que otras plantas comenzaron a producir combustible de etanol, dos años después ya había 500 automóviles funcionando con ese combustible en la Región Nordeste del país. [18]
El 20 de febrero de 1931 se emitió un decreto que ordenaba la mezcla de etanol hidratado al 5% para todas las importaciones de gasolina por volumen. [19] El número de destilerías que producían etanol pasó de 1 en 1933 a 54 en 1945. [19] La producción de etanol para combustible aumentó de 100.000 litros en 1933 a 51,5 millones de litros en 1937, lo que representa el 7% del consumo de combustible del país. La producción alcanzó un máximo de 77 millones de litros durante la Segunda Guerra Mundial , lo que representa el 9,4% de toda la producción de etanol del país. Debido a los ataques de submarinos alemanes que amenazaban los suministros de petróleo, la mezcla obligatoria llegó al 50 por ciento en 1943. [19] Después del final de la guerra, el petróleo barato hizo que prevaleciera la gasolina, y las mezclas de etanol sólo se utilizaron esporádicamente, principalmente para aprovechar las ventajas de la gasolina. excedentes de azúcar, [19] hasta la década de 1970, cuando la primera crisis del petróleo provocó escasez de gasolina y conciencia sobre los peligros de la dependencia del petróleo. [18] [19]
Como respuesta a la crisis del petróleo de 1973 , el gobierno brasileño comenzó a promover el bioetanol como combustible. El Programa Nacional de Alcohol - Pró-Álcool - ( portugués : Programa Nacional do Álcool ), lanzado en 1975, fue un programa nacional financiado por el gobierno para eliminar gradualmente los combustibles para automóviles derivados de combustibles fósiles , como la gasolina , en favor del etanol producido a partir de Caña de azúcar . [22] [23] [24] La decisión de producir etanol a partir de caña de azúcar se basó en el bajo costo del azúcar en ese momento, la capacidad ociosa de destilación en los ingenios azucareros y la tradición y experiencia del país con esta materia prima. También se exploraron otras fuentes de carbohidratos fermentables, como la mandioca y otras materias primas. [12] La primera fase del programa se centró en la producción de etanol anhidro para mezclar con gasolina . [12]
Después de realizar pruebas en flotas gubernamentales con varios prototipos desarrollados por filiales locales de Fiat , Volkswagen , GM y Ford , y obligados por la segunda crisis del petróleo , las primeras 16 estaciones de gasolina comenzaron a suministrar etanol hidratado en mayo de 1979 para una flota de 2.000 etanol puro adaptado. [ 25] [26] y en julio se lanzó al mercado el Fiat 147 , convirtiéndose en el primer automóvil comercial moderno propulsado por etanol ( E100 ) vendido en el mundo. [22] [23] [25] [26] Los fabricantes de automóviles brasileños modificaron los motores de gasolina para admitir las características del etanol hidratado . Los cambios incluyeron relación de compresión , cantidad de combustible inyectado, reemplazo de materiales sujetos a corrosión por etanol, uso de bujías más frías adecuadas para disipar el calor debido a temperaturas más altas de la llama y un sistema auxiliar de arranque en frío que inyecta gasolina desde un tanque pequeño para ayudar. arranque en frío. Seis años después, aproximadamente el 75% de los turismos brasileños se fabricaban con motores de etanol. [22] [27]
El gobierno brasileño también hizo obligatoria la mezcla de etanol con gasolina, fluctuando desde 1976 hasta 1992 entre el 10% y el 22%. [12] Debido a esta mezcla mínima obligatoria de gasolina, la gasolina pura ( E0 ) ya no se vende en el país. En octubre de 1993 se aprobó una ley federal que establece una mezcla obligatoria de etanol anhidro ( E22 ) al 22% en todo el país. Esta ley también autorizó al Ejecutivo a fijar diferentes porcentajes de etanol dentro de límites preestablecidos; desde 2003 estos límites se fijaron en un máximo del 25% ( E25 ) y un mínimo del 20% ( E20 ) en volumen. [12] [28] Desde entonces, el gobierno ha fijado el porcentaje de la mezcla de etanol de acuerdo con los resultados de la cosecha de caña de azúcar y los niveles de producción de etanol a partir de la caña de azúcar, lo que resulta en variaciones en la mezcla incluso dentro del mismo año. [12]
Desde julio de 2007, la mezcla obligatoria era un 25% de etanol anhidro y un 75% de gasolina o mezcla E25 . [13] Como resultado de la escasez de suministro y los altos precios del combustible de etanol, en 2010 el gobierno ordenó una reducción temporal de la mezcla de 90 días de E25 a E20 a partir del 1 de febrero de 2010. [14] [29] Como la escasez de suministro se produjo nuevamente entre Durante las temporadas de cosecha 2010-2011, se importó algo de etanol de Estados Unidos y, en abril de 2011, el gobierno redujo la mezcla mínima obligatoria al 18 por ciento, dejando el rango de mezcla obligatoria entre E18 y E25. [15] [30]
A mediados de marzo de 2015, el gobierno aumentó la mezcla de etanol en la gasolina regular del 25% al 27%. La mezcla de gasolina premium se mantuvo al 25% a pedido de ANFAVEA, la asociación brasileña de fabricantes de automóviles, debido a las preocupaciones sobre los efectos sobre la mezcla más alta en los automóviles que se construyeron solo para E25 como mezcla máxima, a diferencia del combustible flexible. carros. [16] El gobierno aprobó la mezcla más alta como incentivo económico para los productores de etanol, debido a un exceso de existencias existente de más de mil millones de litros (264 millones de galones estadounidenses) de etanol. Se espera que la implementación del E27 permita el consumo del exceso de existencias antes de finales de 2015. [31] [ necesita actualización ]
El gobierno brasileño proporcionó tres importantes motivadores iniciales para la industria del etanol: compras garantizadas por parte de la compañía petrolera estatal Petrobras , préstamos a bajo interés para empresas agroindustriales de etanol y precios fijos de la gasolina y el etanol, donde el etanol hidratado se vendía por el 59% del precio del mercado. precio de la gasolina fijado por el gobierno en el surtidor. Estos incentivos hicieron competitiva la producción de etanol. [32]
Después de alcanzar más de cuatro millones de automóviles y camionetas ligeras que funcionan con etanol puro a finales de los años 1980, [20] representando el 33% de la flota de vehículos de motor del país, [33] la producción de etanol y las ventas de automóviles de etanol puro cayeron debido a varios factores. En primer lugar, los precios de la gasolina cayeron bruscamente como resultado del exceso de petróleo de los años 80 . El valor real en dólares del petróleo ajustado a la inflación en 2004 cayó de un promedio de 78,2 dólares EE.UU. en 1981 a un promedio de 26,8 dólares EE.UU. por barril en 1986. [34] Además, a mediados de 1989, una escasez de suministro de combustible de etanol en el mercado local dejó miles de vehículos haciendo cola en las gasolineras o sin combustible en sus garajes. [24] [33] En ese momento, la producción de etanol estaba estrictamente regulada por el gobierno, así como los precios de la gasolina y el combustible de etanol, este último sujeto a precios fijos al productor. Como complemento, el gobierno proporcionó subsidios para garantizar un precio más bajo del etanol en el surtidor en comparación con la gasolina, ya que se prometió a los consumidores que los precios del etanol nunca superarían el 65% del precio de la gasolina. Como los precios del azúcar aumentaron bruscamente en el mercado internacional a finales de 1988 y el gobierno no fijó las cuotas de exportación de azúcar, la producción se desplazó fuertemente hacia la producción de azúcar, lo que provocó una escasez de suministro de etanol, ya que el costo real del etanol rondaba los 45 dólares estadounidenses por barril. [27] [33] Como la producción de etanol se estancó en 12 mil millones de litros [12] y no pudo seguir el ritmo de la creciente demanda requerida por la ahora importante flota exclusivamente de etanol, el gobierno brasileño comenzó a importar etanol de Europa y África en 1991. [ 35] [36] Simultáneamente, el gobierno comenzó a reducir los subsidios al etanol, marcando así el inicio de la desregulación de la industria y la lenta extinción del Programa Pró-Álcool . [12] [36]
En 1990, la producción de vehículos puros de etanol cayó al 10,9% de la producción total de automóviles cuando los consumidores perdieron la confianza en la confiabilidad del suministro de combustible de etanol y comenzaron a vender o convertir sus automóviles nuevamente a gasolina. [20] [33] A principios de 1997, Fiat, Ford y General Motors habían dejado de producir automóviles propulsados por etanol, dejando sólo a Volkswagen (que ofrecía el Gol , el Santana , el Kombi y sus derivados). [37] Los fabricantes solicitaron el restablecimiento de un programa estable de gasohol y prometieron desarrollar productos para 1999. [37]
La confianza en los vehículos impulsados por etanol se restableció con la introducción en el mercado brasileño de vehículos de combustible flexible a partir de 2003. Una innovación clave en la tecnología flexible brasileña fue evitar la necesidad de un sensor adicional dedicado para monitorear la mezcla de etanol y gasolina, que encareció demasiado los primeros vehículos estadounidenses de combustible flexible M85 . [38] Esto se logró a través de la sonda lambda , utilizada para medir la calidad de la combustión en motores convencionales, y también es necesaria para indicarle a la unidad de control del motor (ECU) qué mezcla de gasolina y alcohol se está quemando. Esta tarea se realiza de forma automática a través de un software desarrollado por ingenieros brasileños, denominado "Software Fuel Sensor" (SFS), alimentado con datos de los sensores estándar ya integrados en el vehículo. La tecnología fue desarrollada por la filial brasileña de Bosch en 1994, pero fue mejorada e implementada comercialmente en 2003 por la filial italiana de Magneti Marelli . La filial brasileña de Delphi Automotive Systems desarrolló una tecnología de inyección de combustible similar y se llama "Multifuel". [38] Esta tecnología permite que el controlador regule la cantidad de combustible inyectado y el tiempo de encendido, ya que se debe disminuir el flujo de combustible y también se debe evitar la autocombustión cuando se usa gasolina porque los motores de etanol tienen una relación de compresión de alrededor de 12:1. demasiado alto para la gasolina.
En marzo de 2003, Volkswagen lanzó en el mercado brasileño el Gol 1.6 Total Flex, el primer vehículo comercial de combustible flexible capaz de funcionar con cualquier mezcla de gasolina y etanol. [39] [40] [41] Chevrolet siguió tres meses después con el Corsa 1.8 Flexpower, utilizando un motor desarrollado por una empresa conjunta con Fiat llamado PowerTrain. [42] Ese año la producción de combustible flexible alcanzó 39.853 automóviles y 9.411 vehículos comerciales ligeros. En 2008, los fabricantes populares que fabricaban vehículos de combustible flexible eran Chevrolet , Fiat , Ford , Peugeot , Renault , Volkswagen , Honda , Mitsubishi , Toyota y Citroën . [43] Nissan lanzó su primer combustible flexible en el mercado brasileño en 2009 [44] y Kia Motors en 2010. [45] Los vehículos de combustible flexible representaron el 22% de las ventas de automóviles en 2004, el 73% en 2005, [46] 87,6 % en julio de 2008, [47] y alcanzó un récord del 94% en agosto de 2009. [48] La producción de automóviles y vehículos comerciales ligeros con combustible flexible alcanzó la marca de 10 millones de vehículos en marzo de 2010, [49] [50] y 15,3 millones de unidades en marzo de 2012. [51] En diciembre de 2011, el parque de automóviles flexibles y vehículos comerciales ligeros había alcanzado los 14,8 millones de vehículos, [20] [21] representando el 21% del parque automotor de Brasil y el 31,8% de todos los matriculados. vehículos ligeros. [52]
Esta rápida adopción de la tecnología flexible fue facilitada por la infraestructura de distribución de combustible ya existente, ya que en 1997 alrededor de 27.000 estaciones de servicio en todo el país estaban disponibles con al menos una bomba de etanol, herencia del programa Pró-Álcool , [53] y en octubre En 2008 se han alcanzado las 35.000 estaciones de servicio. [54]
La flexibilidad de los FFV brasileños permitió a los consumidores elegir el combustible en función de los precios actuales del mercado. La rápida adopción y el éxito comercial de los vehículos "flex", como se les conoce popularmente, junto con la obligatoria mezcla de alcohol con gasolina como combustible E25 , han incrementado el consumo de etanol hasta el punto que durante los dos primeros meses de 2008 el consumo de etanol aumentó. un 56% en comparación con el mismo período de 2007, y alcanzando un hito en el consumo de etanol en febrero de 2008, cuando las ventas minoristas de etanol superaron la participación de mercado del 50% de la flota propulsada por gasolina. [9] [10] Este nivel de consumo de combustible de etanol no se alcanzaba desde finales de los años 80, en el apogeo del Programa Pró-Álcool . [9] [10] [11] Según dos estudios de investigación separados realizados en 2009, a nivel nacional el 65% de los vehículos matriculados con combustible flexible utilizan combustible de etanol con regularidad, y durante todo el año el 93% de los propietarios de automóviles flexibles en São Paulo , el principal estado productor de etanol, donde los impuestos locales son más bajos y los precios en el surtidor son más competitivos que los de la gasolina. [56]
Entre 1979 y 2011, Brasil sustituyó alrededor de 22 millones de vehículos propulsados por gasolina pura por 5,7 millones de vehículos de etanol puro, 14,8 millones de vehículos de combustible flexible y casi 1,5 millones de motocicletas flexibles. [20] [21] [57] [58] El número de vehículos de etanol puro todavía en uso en 2003 se estimó entre 2 y 3 millones de vehículos, [35] y 1,22 millones en diciembre de 2011. [59] Había 80 vehículos flexibles modelos de automóviles y camionetas livianas disponibles en el mercado fabricados por 12 principales fabricantes de automóviles en diciembre de 2011, [60] y cuatro modelos de motocicletas de combustible flexible disponibles. [61]
La tecnología inicial en motores de combustible flexible tenía una economía de combustible con etanol hidratado (E100) que era entre un 25 y un 35% menor que la gasolina, pero ahora los motores flexibles se están diseñando con relaciones de compresión más altas , aprovechando las mezclas de etanol más altas y maximizando los beneficios. del mayor contenido de oxígeno del etanol, lo que resulta en menores emisiones y mejora la eficiencia del combustible, permitiendo que los motores flexibles en los modelos 2008 reduzcan la brecha de economía de combustible entre un 20 y un 25% con respecto a la gasolina. [62]
Bajo los auspicios del proyecto BioEtanol para Transporte Sostenible (BEST) , el primer autobús propulsado por etanol ( E95 o ED95 ) comenzó a operar en la ciudad de São Paulo en diciembre de 2007 como un proyecto de prueba de un año. [63] El autobús es un modelo Scania con un motor diésel modificado capaz de funcionar con un 95% de etanol hidratado mezclado con un 5% de mejorador de encendido, con carrocería Marcopolo . [64] Scania ajustó la relación de compresión de 18:1 a 28:1, agregó boquillas de inyección de combustible más grandes y alteró la sincronización de la inyección. [sesenta y cinco]
Durante el período de prueba, el rendimiento y las emisiones fueron monitoreados por el Centro Nacional de Referencia en Biomasa (CENBIO - portugués : Centro Nacional de Referência em Biomassa ) de la Universidad de São Paulo , y se compararon con modelos diésel similares, con especial atención al monóxido de carbono y las partículas. emisiones de materia . [64] El rendimiento también es importante ya que pruebas anteriores han demostrado una reducción en la economía de combustible de alrededor del 60% cuando se compara el E95 con el diésel normal. [63]
En noviembre de 2009, entró en funcionamiento un segundo autobús ED95 en la ciudad de São Paulo . El autobús era un Scania sueco con carrocería CAIO brasileña. El segundo autobús debía operar entre Lapa y Vila Mariana , pasando por la Avenida Paulista , uno de los principales centros de negocios de la ciudad de São Paulo . [66] Los dos autobuses de prueba funcionaron regularmente durante 3 años. [67]
En noviembre de 2010, el gobierno municipal de la ciudad de São Paulo firmó un acuerdo con UNICA , Cosan , Scania y Viação Metropolitana ", el operador local de autobuses, para introducir una flota de 50 autobuses ED95 propulsados por etanol hasta mayo de 2011. El objetivo del gobierno de la ciudad es reducir la huella de carbono de la flota de autobuses de la ciudad, compuesta por 15.000 unidades propulsadas por diésel, con el objetivo final de que toda la flota utilice únicamente combustibles renovables para 2018. Scania fabricará los autobuses en su planta ubicada en São Bernardo do Campo , São Paulo. Estos autobuses utilizan la misma tecnología y combustible que los 700 autobuses fabricados por Scania y que ya operan en Estocolmo [68] [69] [70] .
Los primeros autobuses propulsados por etanol se entregaron en mayo de 2011 y los 50 autobuses iniciarán el servicio regular en junio de 2011. [67] La flota de 50 autobuses ED95 propulsados por etanol tuvo un costo de R$ 20 millones ( USD 12,3 millones ) y Debido al mayor coste del combustible ED95, una de las empresas participantes en el acuerdo de cooperación, Raísen (una empresa conjunta entre Royal Dutch Shell y Cosan ), suministrará el combustible al municipio al 70% del precio de mercado del diésel normal. [67] [71]
La última innovación dentro de la tecnología brasileña de combustible flexible es el desarrollo de motocicletas de combustible flexible . En 2007 Magneti Marelli presentó la primera motocicleta con tecnología flex. Delphi Automotive Systems también presentó en 2007 su propia tecnología de inyección para motocicletas. [73] Además de la flexibilidad en la elección de combustibles, un objetivo principal de las motocicletas con combustible flexible es reducir las emisiones de CO 2 en un 20 por ciento, y se esperan ahorros en el consumo de combustible del orden del 5 al 10 por ciento. [73] [74]
Honda lanzó la primera motocicleta de combustible flexible al mercado brasileño en marzo de 2009. Producida por su filial local Moto Honda da Amazônia, la CG 150 Titan Mix se vende por alrededor de 2.700 dólares estadounidenses. Debido a que la motocicleta no tiene un tanque de gasolina secundario para arranque en frío como lo tienen los autos flex brasileños, el tanque de combustible debe tener al menos un 20% de gasolina para evitar problemas de arranque a temperaturas inferiores a 15 °C. El panel de la motocicleta incluye un indicador para advertir al conductor sobre la mezcla real de etanol y gasolina en el tanque de almacenamiento. [75] [76] [77] Durante los primeros ocho meses después de su lanzamiento al mercado, la CG 150 Titan Mix vendió 139.059 motocicletas, capturando una participación de mercado del 10,6% y ocupando el segundo lugar en ventas de motocicletas nuevas en el mercado brasileño en 2009. [78]
En septiembre de 2009, Honda lanzó una segunda motocicleta de combustible flexible, la todoterreno NXR 150 Bros Mix. [79] En diciembre de 2010, ambas motocicletas Honda de combustible flexible habían alcanzado una producción acumulada de 515.726 unidades, lo que representa una participación de mercado del 18,1 por ciento de las ventas de motocicletas nuevas en Brasil ese año. [57] [72] En enero de 2011 había cuatro modelos de motocicletas de combustible flexible disponibles en el mercado. [61] Durante 2011 se produjeron un total de 956.117 motocicletas de combustible flexible, lo que elevó su cuota de mercado al 56,7 por ciento. [58] Desde su inicio en 2009, se habían producido casi 1,5 millones de motocicletas de combustible flexible en el país hasta diciembre de 2011, [57] [58] [72] y la marca de los dos millones se alcanzó en agosto de 2012. [80]
Las filiales brasileñas de Magneti Marelli, Delphi y Bosch han desarrollado y anunciado la introducción en 2009 de una nueva generación de motores flexibles que elimina la necesidad del tanque de gasolina secundario calentando el combustible de etanol durante el arranque, [81] y permitiendo que los vehículos flexibles hagan un arranque en frío normal a temperaturas tan bajas como -5 °C (23 °F), [82] la temperatura más baja esperada en cualquier lugar del territorio brasileño. [83] Otra mejora es la reducción del consumo de combustible y de las emisiones del tubo de escape, entre un 10% y un 15% en comparación con los motores flexibles vendidos en 2008. [84] En marzo de 2009, Volkswagen do Brasil lanzó el Polo E-Flex , el primer motor flexible de combustible. Modelo sin depósito auxiliar para arranque en frío. El sistema Flex Start utilizado por el Polo fue desarrollado por Bosch. [85] [86]
Desde 2009, la industria brasileña del etanol ha experimentado estrés financiero debido a la crisis crediticia provocada por la crisis económica de 2008 ; malas cosechas de caña de azúcar debido al clima desfavorable; los altos precios del azúcar en el mercado mundial que hacían más atractivo producir azúcar que etanol; y otros factores internos que resultaron en una disminución de su producción anual a pesar de una creciente demanda en el mercado local. [87] [88] [89] La producción brasileña de combustible de etanol en 2011 fue de 21,1 millones de litros (5,6 mil millones de galones líquidos estadounidenses), frente a 26,2 millones de litros (6,9 mil millones de galones) en 2010. [90] Se produjo una escasez de suministro durante varios meses durante 2010 y 2011, y los precios subieron hasta el punto de que el combustible de etanol ya no era atractivo para los propietarios de vehículos de combustible flexible; el gobierno redujo la mezcla mínima de etanol en la gasolina para reducir la demanda y evitar que los precios del combustible de etanol sigan aumentando; y por primera vez desde la década de 1990, se importó combustible de etanol de Estados Unidos. [87] [88] [89]
Como resultado de los precios más altos del etanol causados por la crisis de la industria brasileña del etanol , combinados con los subsidios gubernamentales destinados a mantener el precio de la gasolina por debajo del valor del mercado internacional, en noviembre de 2013 sólo el 23% de los propietarios de automóviles con combustible flexible utilizaban etanol con regularidad, en comparación con el 66%. % en 2009. [91]
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