Combustible de etanol

El etanol se produce mediante la fermentación microbiana del azúcar. Actualmente, la fermentación microbiana solo funciona directamente con azúcares . Dos componentes principales de las plantas, el almidón y la celulosa, están compuestos de azúcares y, en principio, pueden convertirse en azúcares para la fermentación. Sin embargo, actualmente, solo las porciones de azúcar (por ejemplo, caña de azúcar) y almidón (por ejemplo, maíz) pueden transformarse económicamente.

Existe interés en el etanol celulósico obtenido mediante la descomposición de la celulosa vegetal en azúcares y la posterior conversión de estos azúcares en etanol. ^{[ 22 ]} Sin embargo, actualmente el etanol celulósico no es económicamente viable ni se utiliza comercialmente. Según un informe de la Agencia Internacional de Energía de 2006 , el etanol celulósico podría ser importante en el futuro. ^{[ 23 ]}

Para que el etanol sea utilizable como combustible, se deben eliminar los sólidos de levadura y la mayor parte del agua. Después de la fermentación, el mosto se calienta para que el etanol se evapore. ^{[ 24 ]} Este proceso, conocido como destilación , separa el etanol, pero su pureza se limita al 95-96% debido a la formación de un azeótropo de agua-etanol de bajo punto de ebullición con un máximo de (95,6% m/m (96,5% v/v) de etanol y 4,4% m/m (3,5% v/v) de agua). Esta mezcla se llama etanol hidratado y puede usarse como combustible solo, pero a diferencia del etanol anhidro , el etanol hidratado no es miscible en todas las proporciones con la gasolina, por lo que la fracción de agua generalmente se elimina en un tratamiento posterior para quemarse en combinación con gasolina en motores de gasolina. ^{[ 25 ]}

Existen tres procesos de deshidratación para eliminar el agua de una mezcla azeotrópica de etanol y agua. El primer proceso, utilizado en muchas plantas de etanol combustible antiguas, se denomina destilación azeotrópica y consiste en añadir benceno o ciclohexano a la mezcla. Al añadir estos componentes, se forma una mezcla azeotrópica heterogénea en equilibrio vapor-líquido-líquido , que al destilarse produce etanol anhidro en el fondo de la columna y una mezcla de vapor de agua, etanol y ciclohexano/benceno.

Al condensarse, se obtiene una mezcla líquida bifásica. La fase más densa, pobre en el agente de arrastre (benceno o ciclohexano), se despoja de dicho agente y se recircula a la alimentación, mientras que la fase más ligera, con el condensado resultante de la destilación, se recircula a la segunda columna. Otro método antiguo, denominado destilación extractiva , consiste en añadir un componente ternario que aumenta la volatilidad relativa del etanol. Al destilar la mezcla ternaria, se obtiene etanol anhidro en la corriente superior de la columna.

Ante la creciente preocupación por el ahorro energético, se han propuesto numerosos métodos que evitan por completo la destilación para la deshidratación. De estos métodos, ha surgido un tercer método que ha sido adoptado por la mayoría de las plantas de etanol modernas. Este nuevo proceso utiliza tamices moleculares para eliminar el agua del etanol combustible. En este proceso, el vapor de etanol a presión pasa a través de un lecho de perlas de tamiz molecular. Los poros de las perlas tienen un tamaño que permite la adsorción de agua, excluyendo el etanol. Tras un tiempo, el lecho se regenera al vacío o en una atmósfera inerte (p. ej., N₂ ₎ para eliminar el agua adsorbida. A menudo se utilizan dos lechos, de modo que uno esté disponible para adsorber agua mientras el otro se regenera. Esta tecnología de deshidratación puede suponer un ahorro energético de 3000 btus/galón (840 kJ / L) en comparación con la destilación azeotrópica anterior. ^{[ 26 ]}

Investigaciones recientes han demostrado que la deshidratación completa antes de la mezcla con gasolina no siempre es necesaria. En cambio, la mezcla azeotrópica puede mezclarse directamente con gasolina para que el equilibrio de fases líquido-líquido facilite la eliminación del agua. Un sistema de dos etapas a contracorriente con tanques mezcladores-decantadores permite la recuperación completa del etanol en la fase de combustible, con un consumo mínimo de energía. ^{[ 27 ]}

El etanol es higroscópico , lo que significa que absorbe vapor de agua directamente de la atmósfera. Debido a que el agua absorbida diluye el poder calorífico del etanol y puede provocar la separación de fases en las mezclas de etanol y gasolina (lo que causa que el motor se cale), los recipientes de combustible de etanol deben mantenerse herméticamente cerrados. Esta alta miscibilidad con el agua implica que el etanol no puede transportarse de manera eficiente a través de oleoductos modernos , como los hidrocarburos líquidos, a largas distancias. ^{[ 28 ]}

La fracción de agua que puede contener un combustible de etanol-gasolina sin separación de fases aumenta con el porcentaje de etanol. ^{[ 29 ]} Por ejemplo, el E30 puede tener hasta aproximadamente un 2 % de agua. Si hay más de aproximadamente un 71 % de etanol, el resto puede ser cualquier proporción de agua o gasolina y no se produce separación de fases. El rendimiento del combustible disminuye con el aumento del contenido de agua. La mayor solubilidad del agua con un mayor contenido de etanol permite que el E30 y el etanol hidratado se coloquen en el mismo tanque, ya que cualquier combinación de ellos siempre resulta en una sola fase. Se tolera algo menos agua a temperaturas más bajas. Para el E10 es de aproximadamente un 0,5 % v/v a 21  °C y disminuye a aproximadamente un 0,23 % v/v a −34  °C. ^{[ 30 ]}

Si bien los sistemas de producción de biodiésel se han comercializado para usuarios domésticos y comerciales durante muchos años, los sistemas de producción de etanol diseñados para el consumidor final se han quedado rezagados en el mercado. En 2008, dos empresas diferentes anunciaron sistemas de producción de etanol a escala doméstica. El AFS125 Advanced Fuel System ^{[ 31 ]} de Allard Research and Development es capaz de producir tanto etanol como biodiésel en una sola máquina, mientras que el E-100 MicroFueler ^{[ 32 ]} de E-Fuel Corporation está dedicado exclusivamente al etanol.

En Estados Unidos, el etanol tiene un valor de " equivalencia de galón de gasolina " (GGE) de aproximadamente 1,5; es decir, para reemplazar la energía de 1 volumen de gasolina, se necesita 1,5 veces el volumen de etanol. ^{[ 33 ]} Aunque el etanol suele ser menos costoso que la gasolina, en términos de GGE rara vez es más barato que la gasolina, ya que el precio del etanol se multiplica por 1,5. ^{[ 34 ]}

El etanol contiene aproximadamente un 34 % menos de energía por unidad de volumen que la gasolina y, por lo tanto, en teoría, quemar etanol puro en un vehículo reduce la autonomía por unidad de medida en un 34 %, con el mismo consumo de combustible , en comparación con quemar gasolina pura. Sin embargo, dado que el etanol tiene un índice de octano más alto , se puede aumentar la eficiencia del motor elevando su relación de compresión. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

Para E10 (10% etanol y 90% gasolina), el aumento en el consumo de combustible en vehículos no modificados es pequeño (hasta 2,8%) en comparación con la gasolina convencional, ^{[ 37 ]} e incluso menor (1–2%) en comparación con mezclas oxigenadas y reformuladas. ^{[ 38 ]} Para E85 (85% etanol), el efecto se vuelve significativo. E85 produce un menor kilometraje que la gasolina y requiere repostajes más frecuentes. El rendimiento real puede variar según el vehículo. Según las pruebas de la EPA para todos los modelos E85 de 2006, el ahorro de combustible promedio para vehículos E85 fue un 25,56% menor que la gasolina sin plomo. ^{[ 39 ]} El kilometraje clasificado por la EPA de los vehículos de combustible flexible actuales de Estados Unidos ^{[ 40 ]} debe tenerse en cuenta al hacer comparaciones de precios, pero E85 es un combustible de alto rendimiento, con un índice de octano de aproximadamente 94–96, y debe compararse con la gasolina premium. ^{[ 41 ]} El etanol no es adecuado para la mayoría de las aeronaves, según el RACQ , así como para algunas motocicletas y motores pequeños, ^{[ 42 ]} aunque el Embraer EMB 202 Ipanema es un ejemplo de una aeronave que ha sido diseñada específicamente para su uso con combustible de etanol en algunas variantes.

Las mezclas con alto contenido de etanol presentan un problema para lograr suficiente presión de vapor para que el combustible se evapore y genere la chispa de encendido durante el clima frío (ya que el etanol tiende a aumentar la entalpía de vaporización del combustible ^{[ 43 ]} ). Cuando la presión de vapor es inferior a 45 kPa , arrancar un motor frío se vuelve difícil. ^{[ 44 ]} Para evitar este problema a temperaturas inferiores a 11 °C (52 °F ) y para reducir las mayores emisiones de etanol durante el clima frío, tanto el mercado estadounidense como el europeo adoptaron E85 como la mezcla máxima que se utilizará en sus vehículos de combustible flexible, y están optimizados para funcionar con dicha mezcla. En lugares con clima frío extremo, la mezcla de etanol en los EE. UU. tiene una reducción estacional a E70 para estas regiones muy frías, aunque todavía se vende como E85. ^{[ 45 ] [ 46 ]} En lugares donde las temperaturas caen por debajo de −12 °C (10 °F ) durante el invierno, se recomienda instalar un sistema de calefacción del motor, tanto para vehículos de gasolina como de E85. Suecia tiene una reducción estacional similar, pero el contenido de etanol en la mezcla se reduce a E75 durante los meses de invierno. ^{[ 46 ] [ 47 ]}    

Los vehículos brasileños de combustible flexible pueden funcionar con mezclas de etanol de hasta E100 , que es etanol hidratado (con hasta un 4 % de agua), lo que provoca que la presión de vapor caiga más rápido en comparación con los vehículos E85. Como resultado, los vehículos brasileños de combustible flexible se construyen con un pequeño depósito secundario de gasolina ubicado cerca del motor. Durante un arranque en frío se inyecta gasolina pura para evitar problemas de arranque a bajas temperaturas. Esta disposición es particularmente necesaria para los usuarios de las regiones sur y central de Brasil, donde las temperaturas normalmente descienden por debajo de los 15 °C (59 °F ) durante el invierno. En 2009 se lanzó una generación mejorada de motores flexibles que elimina la necesidad del depósito secundario de gas. ^{[ 48 ] [ 49 ]} En marzo de 2009, Volkswagen do Brasil lanzó el Polo E-Flex , el primer modelo brasileño de combustible flexible sin depósito auxiliar para arranque en frío. ^{[ 50 ] [ 51 ]}  

En muchos países, los automóviles deben funcionar con mezclas de etanol. Todos los vehículos ligeros brasileños están diseñados para funcionar con una mezcla de etanol de hasta el 25 % ( E25 ), y desde 1993 una ley federal exige mezclas entre el 22 % y el 25 % de etanol, siendo el 25 % obligatorio a partir de mediados de julio de 2011. ^{[ 52 ]} En Estados Unidos, todos los vehículos ligeros están diseñados para funcionar normalmente con una mezcla de etanol del 10 % ( E10 ). A finales de 2010, más del 90 % de toda la gasolina vendida en EE. UU. estaba mezclada con etanol. ^{[ 53 ]} En enero de 2011, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) emitió una exención para autorizar la venta de hasta un 15 % de etanol mezclado con gasolina ( E15 ) solo para automóviles y camionetas ligeras con un año de modelo de 2001 o posterior. ^{[ 54 ] [ 55 ]}

A partir del año modelo 1999, un número creciente de vehículos en el mundo se fabrican con motores que pueden funcionar con cualquier combustible, desde 0% hasta 100% de etanol, sin necesidad de modificaciones. Muchos automóviles y camionetas ligeras (una categoría que incluye minivans , SUV y camionetas pickup ) están diseñados para ser vehículos de combustible flexible, utilizando mezclas de etanol de hasta el 85% ( E85 ) en Norteamérica y Europa, y hasta el 100% (E100) en Brasil. En los modelos más antiguos, sus sistemas de motor contenían sensores de alcohol en el combustible y/o sensores de oxígeno en el escape que proporcionaban información a la computadora de control del motor para ajustar la inyección de combustible y lograr una relación aire-combustible estequiométrica (sin combustible residual ni oxígeno libre en el escape) para cualquier mezcla de combustible. En los modelos más recientes, se han eliminado los sensores de alcohol, y la computadora utiliza únicamente la información de los sensores de oxígeno y flujo de aire para estimar el contenido de alcohol. La computadora de control del motor también puede ajustar (adelantar) el momento del encendido para lograr una mayor potencia sin preignición cuando predice que el combustible que se está quemando contiene un mayor porcentaje de alcohol. Este método se complementa con sensores de detonación avanzados, utilizados en la mayoría de los motores de gasolina de alto rendimiento, independientemente de si están diseñados para usar etanol o no, que detectan la preignición y la detonación.

En junio de 2021, India adelantó a 2025 su objetivo de implementar un combustible para automóviles mezclado con un 20 % de etanol. La tasa de mezcla de etanol en el combustible de India (en el momento de esta revisión del objetivo) es del 8 %, que se prevé que aumente al 10 % para 2022 según la «Hoja de ruta para la mezcla de etanol en India 2020-25» publicada el 5 de junio ( Día Mundial del Medio Ambiente ) por el Primer Ministro Narendra Modi . El gobierno espera que las compañías de comercialización de petróleo como Indian Oil Corp (IOC) y Hindustan Petroleum Corp Ltd (HPCL) proporcionen combustible mezclado con un 20 % de etanol a partir de abril de 2023. Se espera que estados como Maharashtra y Uttar Pradesh, donde hay excedente de etanol, sean los primeros en adoptar la tasa de mezcla de combustible de etanol más alta. ^{[ 56 ] [ 57 ]} India también está priorizando el lanzamiento de vehículos compatibles con combustible mezclado con etanol. A partir de marzo de 2021, los fabricantes de automóviles deben indicar la compatibilidad con etanol de los vehículos nuevos y los motores deben diseñarse de forma óptima para usar combustible con una mezcla de etanol del 20 %. El gobierno espera que los fabricantes de automóviles comiencen la producción de vehículos compatibles con combustible con mezcla de etanol antes de abril de 2022. ^{[ 56 ]} Sin embargo, los ambientalistas temen que el aumento del objetivo de la India para la mezcla de etanol pueda incentivar cultivos que requieren mucha agua, como la caña de azúcar y el arroz, y sugieren que el gobierno debería centrarse en cultivos con menor consumo de agua, como el mijo, dado que la India ya enfrenta una grave escasez de agua. ^{[ 57 ]}

Motores ED95

Desde 1989, también se utilizan en Suecia motores de etanol basados ​​en el principio diésel. ^{[ 58 ]} Se emplean principalmente en autobuses urbanos, pero también en camiones de distribución y recolectores de residuos. Los motores, fabricados por Scania , tienen una relación de compresión modificada, y el combustible (conocido como ED95) utilizado es una mezcla de 93,6 % de etanol, 3,6 % de mejorador de ignición y 2,8 % de desnaturalizantes . ^{[ 59 ]} El mejorador de ignición permite que el combustible se encienda en el ciclo de combustión diésel. De este modo, también es posible aprovechar la eficiencia energética del principio diésel con etanol. Estos motores se han utilizado en el Reino Unido por Reading Buses, pero el uso de bioetanol como combustible se está eliminando progresivamente.

Inyección directa de combustible dual

Un estudio del MIT de 2004 y un artículo anterior publicado por la Sociedad de Ingenieros Automotrices identificaron un método para aprovechar las características del etanol combustible de manera sustancialmente más eficiente que mezclándolo con gasolina. El método presenta la posibilidad de aprovechar el uso del alcohol para lograr una mejora definitiva en la rentabilidad de los vehículos híbridos eléctricos. La mejora consiste en utilizar la inyección directa de combustible dual de alcohol puro (o el azeótropo o E85) y gasolina, en cualquier proporción hasta el 100% de cualquiera de ellos, en un motor turboalimentado de alta relación de compresión y baja cilindrada con un rendimiento similar al de un motor con el doble de cilindrada. Cada combustible se transporta por separado, con un tanque mucho más pequeño para el alcohol. El motor de alta compresión (para una mayor eficiencia) funciona con gasolina común en condiciones de crucero de baja potencia. El alcohol se inyecta directamente en los cilindros (y la inyección de gasolina se reduce simultáneamente) solo cuando es necesario para suprimir el "detonamiento", como cuando se acelera significativamente. La inyección directa en el cilindro eleva el ya alto índice de octano del etanol hasta un efectivo 130. La reducción total calculada del consumo de gasolina y de las emisiones de CO₂ _es del 30 %. El tiempo de recuperación de la inversión para el consumidor muestra una mejora de 4:1 con respecto al turbodiésel y de 5:1 con respecto al híbrido. También se evitan los problemas de absorción de agua en la gasolina premezclada (que provoca la separación de fases), los problemas de suministro de múltiples proporciones de mezcla y el arranque en frío. ^{[ 60 ] [ 61 ]}

Mayor eficiencia térmica

En un estudio de 2008, los complejos controles del motor y el aumento de la recirculación de gases de escape permitieron una relación de compresión de 19,5 con combustibles que iban desde etanol puro hasta E50. Se logró una eficiencia térmica similar a la de un diésel. ^{[ 62 ]} Esto daría como resultado que el consumo de combustible de un vehículo que usa etanol puro fuera prácticamente el mismo que el de uno que usa gasolina.

Pilas de combustible alimentadas por un reformador de etanol

En junio de 2016, Nissan anunció planes para desarrollar vehículos de pila de combustible alimentados con etanol en lugar de hidrógeno , el combustible preferido por otros fabricantes de automóviles que han desarrollado y comercializado vehículos de pila de combustible, como el Hyundai Tucson FCEV , el Toyota Mirai y el Honda FCX Clarity . La principal ventaja de este enfoque técnico es que sería más barato y fácil desplegar la infraestructura de repostaje que instalar la necesaria para suministrar hidrógeno a altas presiones, ya que cada estación de repostaje de hidrógeno cuesta entre 1 y 2 millones de dólares estadounidenses . ^{[ 63 ]}

Nissan planea crear una tecnología que utiliza etanol líquido como combustible para generar hidrógeno dentro del propio vehículo. Esta tecnología emplea calor para transformar el etanol en hidrógeno, el cual alimenta una celda de combustible de óxido sólido (SOFC). La celda genera electricidad para alimentar el motor eléctrico que impulsa las ruedas, a través de una batería que gestiona los picos de demanda de energía y almacena la energía regenerada. El vehículo incluiría un tanque para una mezcla de agua y etanol, la cual se introduce en un reformador integrado que la separa en hidrógeno puro y dióxido de carbono. Según Nissan, el combustible líquido podría ser una mezcla de etanol y agua en una proporción de 55:45. Nissan espera comercializar su tecnología para 2020. ^{[ 63 ]}

Desde la década de 1970, Brasil cuenta con un programa de combustible de etanol que le ha permitido convertirse en el segundo mayor productor mundial de etanol (después de Estados Unidos) y el mayor exportador mundial. ^{[ 67 ]} El programa de combustible de etanol de Brasil utiliza equipos modernos y caña de azúcar barata como materia prima, y ​​el residuo de la caña ( bagazo ) se utiliza para producir calor y electricidad. ^{[ 68 ]} Ya no hay vehículos ligeros en Brasil que funcionen con gasolina pura. ^{[ 69 ]}

Toda la biomasa pasa por al menos algunos de estos pasos: debe cultivarse, recolectarse, secarse, fermentarse, destilarse y quemarse. Todos estos pasos requieren recursos e infraestructura. La cantidad total de energía aportada al proceso en comparación con la energía liberada al quemar el etanol resultante se conoce como balance energético (o " energía devuelta sobre la energía invertida "). Las cifras recopiladas en un informe de 2007 de National Geographic ^{[ 70 ]} apuntan a resultados modestos para el etanol de maíz producido en EE. UU.: se requiere una unidad de energía de combustible fósil para crear 1,3 unidades de energía a partir del etanol resultante. El balance energético para el etanol de caña de azúcar producido en Brasil es más favorable, con una unidad de energía de combustible fósil necesaria para crear 8 a partir del etanol. Las estimaciones del balance energético no son fáciles de producir, por lo que se han generado numerosos informes de este tipo que son contradictorios. Por ejemplo, un estudio independiente informa que la producción de etanol a partir de caña de azúcar, que requiere un clima tropical para crecer productivamente, produce de 8 a 9 unidades de energía por cada unidad gastada, en comparación con el maíz, que solo produce alrededor de 1,34 unidades de energía de combustible por cada unidad de energía gastada. ^{[ 71 ]} Producir etanol a partir de maíz utiliza mucho menos petróleo que producir gasolina. ^{[ 72 ]}

El dióxido de carbono , un gas de efecto invernadero , se emite durante la fermentación y la combustión. Esto se compensa con la mayor absorción de dióxido de carbono por parte de las plantas a medida que crecen para producir biomasa. ^{[ 73 ]} Cuando se produce mediante ciertos métodos, el etanol libera menos gases de efecto invernadero que la gasolina. ^{[ 74 ] [ 75 ]}

En comparación con la gasolina sin plomo convencional , el etanol es un combustible que no produce partículas y que, al quemarse con oxígeno, genera dióxido de carbono, monóxido de carbono, agua y acetaldehído . La Ley de Aire Limpio exige la adición de oxigenados para reducir las emisiones de monóxido de carbono en Estados Unidos. El aditivo MTBE se está eliminando gradualmente debido a la contaminación de las aguas subterráneas, por lo que el etanol se presenta como una alternativa atractiva. Los métodos de producción actuales incluyen la contaminación atmosférica derivada de la fabricación de fertilizantes macronutrientes como el amoníaco.

Se prevé que el combustible E85 aumente el riesgo de muertes por contaminación atmosférica en un 9 % en comparación con la gasolina en Los Ángeles, EE. UU.: una metrópolis urbana muy grande, dependiente del automóvil, que representa el peor escenario posible. ^{[ 76 ]} Los niveles de ozono aumentan significativamente, incrementando así el smog fotoquímico y agravando problemas médicos como el asma. ^{[ 77 ] [ 78 ]}

Brasil quema cantidades significativas de bioetanol como combustible. Se realizaron estudios de cromatografía de gases del aire ambiente en São Paulo, Brasil, y se compararon con Osaka, Japón, donde no se quema etanol. El formaldehído atmosférico fue un 160 % mayor en Brasil, y el acetaldehído un 260 % ​​mayor. ^{[ 79 ]}

El cálculo de la cantidad exacta de dióxido de carbono que se produce en la fabricación de bioetanol es un proceso complejo e inexacto, y depende en gran medida del método de producción del etanol y de las suposiciones realizadas en el cálculo. Un cálculo debe incluir:

• El costo de cultivar la materia prima
• El costo del transporte de la materia prima a la fábrica.
• El costo de procesar la materia prima para convertirla en bioetanol

Dicho cálculo puede o no tener en cuenta los siguientes efectos:

• El coste del cambio en el uso del suelo de la zona donde se cultiva la materia prima para el combustible.
• El costo del transporte del bioetanol desde la fábrica hasta su punto de uso.
• La eficiencia del bioetanol en comparación con la gasolina estándar.
• La cantidad de dióxido de carbono producida en el tubo de escape.
• Los beneficios derivados de la producción de subproductos útiles, como alimento para el ganado o electricidad.

El gráfico de la derecha muestra las cifras calculadas por el gobierno del Reino Unido a efectos de la obligación de utilizar combustibles renovables para el transporte . ^{[ 80 ]}

Se estima que la reducción de GEI del etanol de maíz es del 7,4 %. Un artículo de National Geographic (2007) ^{[ 70 ]} indica que las emisiones de CO₂ en la producción y el uso de etanol de maíz son un 22 % menores _que las de gasolina, y una reducción del 56 % para el etanol de caña. El fabricante de automóviles Ford informa de una reducción del 70 % en las emisiones de CO₂ _con bioetanol en comparación con la gasolina para uno de sus vehículos de combustible flexible. ^{[ 81 ]}

Una complicación adicional es que la producción requiere labrar suelo nuevo ^{[ 82 ]} , lo que produce una liberación puntual de GEI que puede tardar décadas o siglos de reducciones en las emisiones de GEI de la producción en ser compensada. ^{[ 83 ]} Por ejemplo, convertir tierras de pastoreo en producción de maíz para etanol requiere aproximadamente un siglo de ahorros anuales para compensar los GEI liberados por la labranza inicial. ^{[ 82 ]}

La producción de alcohol agrícola requiere agricultura a gran escala. Según una estimación, si todo el maíz cultivado en EE. UU. se utilizara para producir etanol, se sustituiría el 12 % del consumo actual de gasolina en EE. UU. ^{[ 84 ]} Se afirma que las tierras para la producción de etanol se adquieren mediante la deforestación, mientras que otros han observado que las áreas que actualmente albergan bosques generalmente no son aptas para el cultivo. ^{[ 85 ] [ 86 ]} En cualquier caso, la agricultura puede implicar una disminución de la fertilidad del suelo debido a la reducción de materia orgánica, ^{[ 87 ]} una disminución de la disponibilidad y calidad del agua, un aumento en el uso de pesticidas y fertilizantes, y el posible desplazamiento de las comunidades locales. ^{[ 88 ]} Las nuevas tecnologías permiten a los agricultores y procesadores producir cada vez más la misma cantidad utilizando menos insumos. ^{[ 84 ]}

La producción de etanol celulósico es un nuevo enfoque que podría aliviar el uso de la tierra y las preocupaciones relacionadas. El etanol celulósico se puede producir a partir de cualquier material vegetal, lo que podría duplicar los rendimientos, con el fin de minimizar el conflicto entre las necesidades alimentarias y las de combustible. En lugar de utilizar únicamente los subproductos de almidón de la molienda de trigo y otros cultivos, la producción de etanol celulósico maximiza el uso de todos los materiales vegetales, incluido el gluten. Este enfoque tendría una menor huella de carbono, ya que la cantidad de fertilizantes y fungicidas que requieren mucha energía se mantiene igual para una mayor producción de material utilizable. La tecnología para producir etanol celulósico se encuentra actualmente en la etapa de comercialización . ^{[ 89 ] [ 23 ]}

El etanol como combustible ha desempeñado un papel cada vez más importante en el automovilismo.

• Leon Duray se clasificó tercero para la carrera de autos de las 500 Millas de Indianápolis de 1927 con un auto alimentado con etanol. ^{[ 116 ]} La Serie IndyCar adoptó una mezcla de etanol al 10% para la temporada 2006 y una mezcla al 98% en 2007.
• El campeonato de autos deportivos American Le Mans Series introdujo el E10 en la temporada 2007 para reemplazar la gasolina pura. En la temporada 2008, se permitió el E85 en la clase GT y los equipos comenzaron a cambiar a él. ^{[ 117 ]}
• En 2011, las tres series nacionales de autos de serie NASCAR impusieron el cambio de gasolina a E15, una mezcla de combustible de carreras sin plomo Sunoco GTX y 15 % de etanol. ^{[ 118 ]}

El campeonato australiano V8 Supercar utiliza Shell E85 como combustible de competición, y el Stock Car Brasil Championship funciona con etanol puro, E100. El etanol también puede utilizarse como combustible para cohetes . A partir de 2010, pequeñas cantidades de etanol se utilizan en aviones ligeros de carreras de cohetes . ^{[ 119 ]}

Project Gaia es una organización no gubernamental estadounidense sin fines de lucro dedicada a la creación de un mercado doméstico comercialmente viable para combustibles a base de alcohol en Etiopía y otros países en desarrollo . El proyecto considera que los combustibles a base de alcohol son una solución a la escasez de combustible, el daño ambiental y los problemas de salud pública causados ​​por la cocina tradicional en el mundo en desarrollo. Dirigido a comunidades pobres y marginadas que enfrentan problemas de salud por cocinar con fuegos contaminantes, Gaia trabaja actualmente en Etiopía , Nigeria , Brasil , Haití y Madagascar , y se encuentra en la etapa de planificación de proyectos en varios otros países. ^{[ 120 ]}