Mezclas comunes de combustible con etanol

En todo el mundo se utilizan varias mezclas comunes de combustible de etanol . El uso de etanol puro hidratado o anhidro en motores de combustión interna (MCI) solo es posible si los motores están diseñados o modificados para tal fin, y se utiliza únicamente en automóviles , camiones ligeros y motocicletas. El etanol anhidro se puede mezclar con gasolina para su uso en motores de gasolina, pero con un alto contenido de etanol solo después de modificar el motor para dosificar un mayor volumen de combustible, ya que el etanol puro contiene solo 2/3 de las BTU de un volumen equivalente de gasolina pura. Las mezclas con alto porcentaje de etanol se utilizan en algunas aplicaciones de motores de competición, ya que el alto índice de octano del etanol es compatible con relaciones de compresión muy altas.

Las mezclas de combustible con etanol tienen números "E" que describen el porcentaje de etanol en la mezcla por volumen; por ejemplo, E85 significa 85 % de etanol anhidro y 15 % de gasolina. Las mezclas con bajo contenido de etanol suelen ir de E5 a E25, aunque a nivel internacional el término más común se refiere a la mezcla E10.

Las mezclas de E10 o menos se utilizan en más de 20 países alrededor del mundo, encabezados por Estados Unidos, donde el etanol representó el 10% del suministro de gasolina en EE. UU. en 2011. ^{[ 1 ]} Las mezclas de E20 a E25 se han utilizado en Brasil desde finales de la década de 1970. El E85 se usa comúnmente en EE. UU. y Europa para vehículos de combustible flexible . El etanol hidratado o E100 se usa en vehículos de etanol puro y vehículos ligeros de combustible flexible en Brasil, y el E15 hidratado llamado hE15 para automóviles de gasolina modernos en los Países Bajos. ^{[ 2 ]}

El E10, una mezcla de combustible compuesta por un 10 % de etanol anhidro y un 90 % de gasolina (a veces llamada gasohol) , puede utilizarse en los motores de combustión interna de la mayoría de los automóviles modernos y vehículos ligeros sin necesidad de modificar el motor ni el sistema de combustible. Las mezclas de E10 suelen tener un índice de octano de 2 a 3 puntos superior al de la gasolina regular y están aprobadas para su uso en todos los automóviles nuevos de EE. UU., siendo obligatorias en algunas zonas por motivos de emisiones y otras razones. ^{[ 3 ]}

Otras mezclas comunes incluyen E5 y E7. Estas concentraciones son generalmente seguras para motores modernos que deben funcionar con gasolina pura. Hasta 2006, se habían promulgado normativas para la mezcla de bioetanol en combustibles para vehículos en al menos 36 estados/provincias y 17 países a nivel nacional, y la mayoría de estas normativas exigían una mezcla de entre 10 y 15 % de etanol con gasolina. ^{[ 4 ]}

Una medida de los combustibles alternativos en EE. UU. es el " galón equivalente a gasolina " (GEG). En 2002, EE. UU. utilizó como combustible para motores etanol equivalente a 137 000 terajulios (3,8 × 10¹⁰ ^kWh ) , el equivalente energético de 1130 millones de galones estadounidenses (4,3 gigalitros) de gasolina. Esto representó menos del 1 % del total de combustible utilizado ese año. ^{[ 5 ]}  

El E10 y otras mezclas de etanol se consideran útiles para disminuir la dependencia de EE. UU. del petróleo extranjero y pueden reducir las emisiones de monóxido de carbono (CO) entre un 20 y un 30 % en las condiciones adecuadas. ^{[ 6 ]} Aunque el E10 reduce las emisiones de CO y gases de efecto invernadero como _el CO₂ en un 2 % estimado con respecto a la gasolina regular, puede causar aumentos en las emisiones evaporativas y algunos contaminantes dependiendo de factores como la antigüedad del vehículo y las condiciones climáticas. ^{[ 7 ]} Según el Departamento de Energía de Filipinas, el uso de hasta un 10 % de mezcla de etanol y gasolina no es perjudicial para los sistemas de combustible de los automóviles. ^{[ 8 ]} En general, no se recomienda el uso de gasolina para automóviles que contenga alcohol (etanol o metanol) en aeronaves. ^{[ 9 ]}

Disponibilidad

• El E10 se convirtió en el combustible estándar en las gasolineras del Reino Unido a partir de septiembre de 2021. ^{[ 10 ]}
• El E10 se introdujo en todo el país en Tailandia en 2007 y reemplazó a la gasolina pura de 91 octanos en ese país en 2013. ^{[ 11 ]}
• El E10 está comúnmente disponible en el Medio Oeste de los Estados Unidos . También se hizo obligatorio su uso en todos los combustibles estándar para automóviles en el estado de Florida a finales de 2010. ^{[ 12 ]} Debido a la eliminación gradual del MTBE como aditivo para la gasolina y principalmente debido a los mandatos establecidos en la Ley de Política Energética de 2005 y la Ley de Independencia y Seguridad Energética de 2007 , las mezclas de etanol han aumentado en todo Estados Unidos, y para 2009, la cuota de mercado del etanol en el suministro de gasolina de EE. UU. alcanzó casi el 8 % en volumen. ^{[ 13 ] [ 14 ]}
• En Mozambique se aprobó la mezcla obligatoria de etanol, pero no se ha especificado el porcentaje en la mezcla. ^{[ 15 ]}
• Sudáfrica aprobó una estrategia de biocombustibles en 2007 y estableció una mezcla obligatoria de etanol al 8% para 2013. ^{[ 15 ]}
• Una ley uruguaya de 2007 exige un mínimo de 5 % de etanol mezclado con gasolina a partir de enero de 2015. ^{[ 16 ]} El productor estatal monopolístico de combustible ANCAP comenzó a mezclar gasolina premium con un 10 % de bioetanol en diciembre de 2009, la cual estará disponible en todo el país a principios de enero de 2010. ^{[ 17 ]}
• La República Dominicana tiene un mandato para mezclar un 15% de etanol para 2015. ^{[ 4 ]}
• Chile está considerando la introducción de E5, y Panamá, Bolivia y Venezuela de E10. ^{[ 18 ]}
• India alcanzó el objetivo de mezcla de etanol del 10 por ciento, 5 meses antes de lo previsto, en junio de 2022. ^{[ 19 ]}
• Desde enero de 2018, en Vietnam es obligatorio que todo el combustible de 92 octanos contenga un 5 % de etanol (E5). No se requiere la mezcla de etanol para el combustible de 95 octanos. ^{[ 20 ]}
• Desde junio de 2021, Argentina aprobó un mínimo de E12 (Ley 27640), y después de octubre de 2022 una exención para un máximo de E15. ^{[ 21 ] [ 22 ]}

Un estudio realizado en 2011 por el Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia no encontró prácticamente ninguna diferencia en el consumo de combustible en condiciones normales de conducción entre las gasolinas comerciales 95E10 y 98E5 vendidas en Finlandia, a pesar de la percepción pública de que el consumo de combustible es significativamente mayor con la 95E10. VTT realizó la prueba comparativa en condiciones de laboratorio controladas y sus mediciones mostraron que, en una distancia de 100 kilómetros (62 millas) , los automóviles probados utilizaron un promedio de 10,30 litros (2,27 galones imperiales ; 2,72 galones estadounidenses ) de 95E10, en comparación con 10,23 litros (2,25 galones imperiales ; 2,70 galones estadounidenses ) de 98E5. La diferencia fue de 0,07 a favor de la 98E5 en promedio, lo que significa que el uso de gasolina 95E10, que tiene un mayor contenido de etanol, aumenta el consumo en un 0,7 %. Cuando las mediciones se normalizan, la diferencia se convierte en 1,0%, un resultado que es muy consistente con una estimación de los valores caloríficos basada en la composición aproximada del combustible, que resultó ser 1,1% a favor de E5. ^{[ 59 ]}         

Suecia

En Suecia, toda la gasolina de 95 octanos es E10 (6 a 10 por ciento de etanol) desde el 1 de agosto de 2021, cuando se aumentó la proporción de etanol desde E5. A principios y mediados de la década de 1990, algunas cadenas de gasolineras también vendían E10. Todos los coches de gasolina nuevos y muchos antiguos comprados en Suecia deberían poder manejarla, ^{[ 63 ]} ya que desde enero de 2011, la Directiva sobre la calidad de los combustibles (Directiva 2009/30/CE) se aplicó mediante su transposición a la legislación sueca como miembro de los 27 Estados miembros de la UE. ^{[ 64 ]}

El E15 contiene un 15 % de etanol y un 85 % de gasolina. Esta es generalmente la proporción más alta de etanol a gasolina que se puede usar en vehículos que algunos fabricantes de automóviles recomiendan usar con E10 en los EE. UU. ^{[ 65 ] [ 66 ]} Esto se debe a la hidrofilia y el poder disolvente del etanol.

Como resultado de la Ley de Independencia y Seguridad Energética de 2007 , que exige un aumento en los combustibles renovables para el sector del transporte, el Departamento de Energía de EE. UU. comenzó evaluaciones para la viabilidad de usar mezclas intermedias de etanol en la flota de vehículos existente como una forma de permitir un mayor consumo de combustible de etanol. ^{[ 67 ]} El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) realizó pruebas para evaluar los impactos potenciales de las mezclas intermedias de etanol en vehículos antiguos y otros motores. ^{[ 67 ] [ 68 ]} En un informe preliminar publicado en octubre de 2008, el NREL presentó los resultados de las primeras evaluaciones de los efectos de las mezclas de gasolina E10, E15 y E20 en las emisiones de escape y evaporativas, la durabilidad del catalizador y del motor, la manejabilidad del vehículo, la operatividad del motor y los materiales del vehículo y del motor. ^{[ 67 ] [ 68 ]} Este informe preliminar encontró que ninguno de los vehículos mostró una luz indicadora de mal funcionamiento como resultado de la mezcla de etanol utilizada; no se observaron síntomas de obstrucción del filtro de combustible; No se observaron problemas de arranque en frío en condiciones de laboratorio de 24 °C (75 °F) y 10 °C (50 °F) ; y, como era de esperar, la tecnología informática disponible en los vehículos de modelos más nuevos se adapta al octanaje más alto, lo que produce menores emisiones con mayor potencia y, en algunos casos, mayor ahorro de combustible. ^{[ 67 ]}    

Otras fuentes afirman lo contrario sobre el ahorro de combustible. Según Consumer Reports , "el etanol no tiene la misma densidad energética que la gasolina regular, por lo que se observa un menor ahorro de combustible con la gasolina E15". ^{[ 69 ]}

En marzo de 2009, un grupo de presión de la industria del etanol, Growth Energy, solicitó formalmente a la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) que permitiera aumentar el contenido de etanol en la gasolina del 10 % al 15 %. Entre las organizaciones que realizaron estudios similares se encontraban el Departamento de Energía, el Estado de Minnesota, la Asociación de Combustibles Renovables , el Instituto Tecnológico de Rochester , el Centro de Investigación Automotriz de Minnesota y la Universidad de Estocolmo en Suecia. ^{[ 70 ]}

En octubre de 2010, la EPA otorgó una exención para permitir la venta de hasta un 15 % de etanol mezclado con gasolina únicamente para automóviles y camionetas ligeras con año de modelo 2007 o posterior, lo que representa aproximadamente el 15 % de los vehículos en las carreteras de EE. UU. ^{[ 71 ] [ 72 ] [ 73 ]} En enero de 2011, la exención se amplió para autorizar el uso de E15 para incluir vehículos de pasajeros de los años modelo 2001 a 2006. La EPA también decidió no otorgar ninguna exención para el uso de E15 en motocicletas, vehículos pesados ​​o motores no de carretera porque los datos de prueba actuales no respaldan dicha exención. Según la Asociación de Combustibles Renovables, las exenciones para el E15 ahora cubren el 62 % de los vehículos en circulación en los EE. UU., y el grupo del etanol estima que si todos los automóviles y camionetas fabricados a partir de 2001 utilizaran E15, el límite teórico de la mezcla de etanol sería de aproximadamente 17.500 millones de galones (66.200 millones de litros) por año. La EPA aún estaba estudiando si los automóviles más antiguos pueden soportar una mezcla de etanol al 15 %. ^{[ 74 ] [ 75 ]}

La exención de la EPA autoriza la venta de E15 solo del 15 de septiembre al 31 de mayo a través de una manguera negra y una manguera amarilla para vehículos de combustible flexible solo del 1 de junio al 14 de septiembre. Los minoristas han evitado construir infraestructura debido a los costosos requisitos regulatorios que han creado una barrera práctica para la comercialización de la mezcla más rica. La mayoría de las estaciones de servicio no tienen suficientes surtidores para ofrecer la nueva mezcla, pocos surtidores existentes están certificados para dispensar E15 y no hay tanques dedicados disponibles para almacenar E15. Además, algunas regulaciones estatales y federales tendrían que cambiar antes de que el E15 pueda venderse legalmente. ^{[ 71 ] [ 72 ]} La Asociación Nacional de Tiendas de Conveniencia, que representa a la mayoría de los minoristas de gasolina, considera que el potencial de demanda real de E15 es pequeño, "porque la industria automotriz no está adoptando el combustible y no está ajustando sus garantías o recomendaciones para el tipo de combustible". Una posible solución a las barreras de infraestructura es la introducción de surtidores mezcladores que permiten a los consumidores girar un dial para seleccionar el nivel de etanol, lo que también permitiría a los propietarios de automóviles de combustible flexible comprar combustible E85. ^{[ 75 ]}

En junio de 2011, la EPA, en cooperación con la Comisión Federal de Comercio , emitió su dictamen final sobre la etiqueta de advertencia E15 que debe exhibirse en todos los dispensadores de combustible E15 en los EE. UU. para informar a los consumidores sobre qué vehículos pueden, y qué vehículos y equipos no pueden, usar la mezcla E15. Tanto la Alianza de Fabricantes de Automóviles como la Asociación Nacional de Petroquímicos y Refinadores se quejaron de que confiar únicamente en esta etiqueta de advertencia no es suficiente para proteger a los consumidores de un repostaje incorrecto. ^{[ 76 ] [ 77 ]} En julio de 2012, una estación de servicio en Lawrence, Kansas, se convirtió en la primera en los EE. UU. en vender la mezcla E15. El combustible se vende a través de una bomba mezcladora que permite a los clientes elegir entre E10, E15, E30 o E85, vendiéndose estas últimas mezclas solo a vehículos de combustible flexible . ^{[ 78 ]} A partir de junio de 2013 , hay alrededor de 24 estaciones de servicio que venden E15 de un total de 180.000 estaciones en todo Estados Unidos ^{[ 79 ].}

En diciembre de 2010, varios grupos, entre ellos la Alianza de Fabricantes de Automóviles, el Instituto Americano del Petróleo , la Asociación de Fabricantes Internacionales de Automóviles , la Asociación Nacional de Fabricantes Marinos, el Instituto de Equipos Eléctricos para Exteriores y la Asociación de Fabricantes de Alimentos , presentaron una demanda contra la EPA ante el Tribunal de Apelaciones de los Estados Unidos para el Circuito del Distrito de Columbia . Los demandantes argumentaron que la EPA no tiene autoridad para emitir una "exención parcial" que cubra algunos automóviles y no otros. Entre otros argumentos, los grupos sostuvieron que la mezcla con mayor contenido de etanol no solo es un problema para los automóviles, sino también para las bombas de combustible y los tanques subterráneos no diseñados para la mezcla E15. También se argumentó que el aumento del etanol ha contribuido al gran incremento de los precios del maíz en los últimos años. ^{[ 80 ] [ 81 ]} En agosto de 2012, el tribunal federal de apelaciones rechazó la demanda contra la EPA. El caso fue desestimado por una razón técnica, ya que el tribunal dictaminó que los grupos no tenían legitimación procesal para impugnar la decisión de la EPA de emitir la exención para el E15. ^{[ 81 ] [ 82 ]} En junio de 2013, la Corte Suprema de los Estados Unidos rechazó escuchar una apelación de grupos industriales que se oponían al fallo de la EPA sobre el E15, y dejó vigente el fallo del tribunal federal de apelaciones de 2012. ^{[ 79 ]}

A fecha de noviembre de 2012 Las ventas de E15 no están autorizadas en California y, según la Junta de Recursos del Aire de California (CARB), la mezcla aún está pendiente de aprobación. En un comunicado público, la agencia afirmó que " se necesitarían varios años para completar las pruebas de vehículos y el desarrollo de las normas necesarias para introducir un nuevo combustible de transporte en el mercado de California ". ^{[ 83 ]}

Según una encuesta realizada por la Asociación Automovilística Estadounidense (AAA) en 2012, solo alrededor de 12 millones de los más de 240 millones de vehículos ligeros en las carreteras de EE. UU. en 2012 fueron aprobados por los fabricantes para cumplir completamente con la gasolina E15. Según la asociación, BMW , Chrysler , Nissan , Toyota y Volkswagen advirtieron que sus garantías no cubrirán los daños relacionados con E15. ^{[ 84 ]} A pesar de la controversia, para ajustarse a las regulaciones de la EPA, los vehículos de los años modelo 2012 y 2013 fabricados por General Motors pueden usar combustible que contenga hasta un 15 por ciento de etanol, como se indica en los manuales del propietario del vehículo. Sin embargo, el fabricante de automóviles advirtió que para los vehículos del año modelo 2011 o anteriores, "recomiendan encarecidamente que los clientes de GM consulten sus manuales del propietario para la designación de combustible adecuada para sus vehículos". Ford Motor Company también está fabricando todos sus vehículos de 2013 compatibles con E15, incluidos los eléctricos híbridos y los vehículos con motores Ecoboost . ^{[ 85 ]} Además, los Porsche fabricados desde 2001 están aprobados por su fabricante para usar E15. ^{[ 84 ]} Volkswagen anunció que para el año modelo 2014, toda su gama será compatible con E15. ^{[ 86 ]} Fiat Chrysler Automobiles anunció en agosto de 2015 que todos los vehículos Chrysler / Fiat , Jeep , Dodge y Ram del año modelo 2016 serán compatibles con E15. ^{[ 87 ]}

En noviembre de 2013, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) abrió a consulta pública su propuesta para reducir la cantidad de etanol requerida en el suministro de gasolina de EE. UU., según lo estipulado por la Ley de Independencia y Seguridad Energética de 2007. La agencia citó problemas relacionados con el aumento de la mezcla de etanol por encima del 10 %. Este límite, conocido como el "muro de mezcla", se refiere a la dificultad práctica de incorporar cantidades crecientes de etanol al suministro de combustible para el transporte en volúmenes que superan los alcanzados con la venta de casi toda la gasolina como E10. ^{[ 88 ] [ 89 ]}

En los Países Bajos, desde 2008, se ha introducido en las gasolineras públicas una mezcla de etanol hidratado al 15 % y gasolina al 85 %, denominada hE15. Las especificaciones de combustible de etanol a nivel mundial tradicionalmente dictan el uso de etanol anhidro (con menos del 1 % de agua) para la mezcla con gasolina. Esto genera costos adicionales, mayor consumo de energía e impactos ambientales asociados con el paso de procesamiento adicional necesario para deshidratar el etanol hidratado producido por destilación (3,5-4,9 % en volumen de agua) y cumplir con las especificaciones actuales de etanol anhidro. Un descubrimiento patentado revela que el etanol hidratado puede utilizarse eficazmente en la mayoría de las aplicaciones de mezcla de etanol y gasolina. ^{[ 90 ] [ 91 ]}

Según la especificación de la Agencia Nacional del Petróleo (ANP) de Brasil, el etanol hidratado contiene hasta un 4,9 % en volumen de agua. En hE15, esto equivaldría a hasta un 0,74 % en volumen de agua en la mezcla total. Evidencia científica japonesa y alemana reveló que el agua es un inhibidor de la corrosión causada por el etanol. ^{[ 92 ]}

Los experimentos demuestran que el agua en el etanol combustible inhibe la corrosión seca. A 10 000 ppm de agua en los experimentos con E50 de JARI y a 3500 ppm de agua en los experimentos con E20 de TU Darmstadt, la corrosión por alcoholato/alcóxido se detuvo. En el etanol combustible, esto se asemeja a 20 000 ppm o 2 % en volumen en el caso de JARI y 5 x 3500 = 17 500 ppm o 1,75 % en volumen en el caso de TU Darmstadt. Las observaciones concuerdan con el hecho de que el etanol hidratado es conocido por ser menos corrosivo que el etanol anhidro. El mecanismo de reacción será el mismo en mezclas bajas-medias. Cuando hay suficiente agua en el combustible, el aluminio reacciona preferentemente con el agua para producir óxido de aluminio, reparando la capa protectora de óxido de aluminio, razón por la cual la corrosión se detiene. El alcoholato/alcóxido de aluminio no forma una capa de óxido compacta, razón por la cual la corrosión continúa. En otras palabras, el agua es esencial para reparar los poros en la capa de óxido. Según los resultados obtenidos en Japón y Alemania, actualmente se propone un mínimo de 2 % en volumen o 2,52 % m/m de agua en la revisión de la especificación de etanol hidratado para la mezcla con gasolina a niveles E10+. La inyección de agua tiene efectos positivos adicionales en el rendimiento del motor (eficiencia termodinámica) y reduce las emisiones totales de _CO₂ .

En general, se espera que la transición del etanol anhidro al hidratado para la mezcla con gasolina contribuya significativamente a la competitividad de costos del etanol, el balance energético neto del ciclo del combustible, la calidad del aire y las emisiones de gases de efecto invernadero. ^{[ 93 ]}

El nivel de mezcla superior al 10 % (V/V) se elige tanto desde una perspectiva técnica (de seguridad) como para diferenciar el producto en Europa de la gasolina sin plomo convencional por motivos fiscales y de claridad para el cliente. Pruebas a pequeña escala han demostrado que muchos vehículos con motores modernos pueden funcionar sin problemas con esta mezcla de etanol hidratado. Los escenarios de repostaje con mezclas de etanol anhidro al 5 % o al 10 % no provocan separación de fases. Dado que no se recomienda evitar la mezcla con E0, en particular a temperaturas extremadamente bajas, en sistemas logísticos y motores, se presenta una especificación independiente para su uso controlado en el Acuerdo Técnico Neerlandés NTA 8115. El NTA 8115 está redactado para su aplicación mundial en el comercio y la mezcla de combustibles. ^{[ 94 ]}

El E20 contiene un 20 % de etanol y un 80 % de gasolina, mientras que el E25 contiene un 25 % de etanol. Estas mezclas se han utilizado ampliamente en Brasil desde finales de la década de 1970. ^{[ 98 ]} Como respuesta a la crisis del petróleo de 1973 , el gobierno brasileño hizo obligatoria la mezcla de etanol con gasolina, fluctuando entre el 10 % y el 22 % desde 1976 hasta 1992. ^{[ 98 ]} Debido a esta mezcla mínima obligatoria de gasolina, la gasolina pura (E0) ya no se vende en Brasil. En octubre de 1993 se aprobó una ley federal que establecía una mezcla obligatoria de 22 % de etanol anhidro (E22) en todo el país. Esta ley también autorizó al Ejecutivo a establecer diferentes porcentajes de etanol dentro de límites preestablecidos, y desde 2003, estos límites se fijaron en un máximo del 25 % (E25) y un mínimo del 20 % (E20) en volumen. ^{[ 30 ] [ 98 ]} Desde entonces, el gobierno ha establecido el porcentaje de la mezcla de etanol según los resultados de la cosecha de caña de azúcar y la producción de etanol a partir de la caña de azúcar, lo que da lugar a variaciones en la mezcla incluso dentro del mismo año. ^{[ 98 ]}

Desde el 1 de julio de 2007, la mezcla obligatoria se estableció en un 25 % de etanol anhidro (E25) por decreto ejecutivo, ^{[ 95 ]} y esta ha sido la mezcla estándar de gasolina vendida en todo Brasil la mayor parte del tiempo hasta 2011. ^{[ 100 ]} Sin embargo, como resultado de una escasez de suministro y los consiguientes 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. ^{[ 96 ] [ 101 ]} A medida que los precios aumentaron abruptamente de nuevo debido a la escasez de suministro que se produjo nuevamente entre las temporadas de cosecha de 2010 y 2011, se tuvo que importar parte del etanol de los Estados Unidos, y en abril de 2011, el gobierno redujo la mezcla mínima obligatoria al 18 %, dejando el rango de mezcla obligatoria entre E18 y E25. ^{[ 97 ] [ 99 ]}

Todos los fabricantes de automóviles brasileños han adaptado sus motores de gasolina para funcionar sin problemas con este rango de mezclas, por lo que todos los vehículos de gasolina están construidos para funcionar con mezclas de E20 a E25, definidas por la ley local como "gasolina común tipo C". ^{[ 102 ] [ 103 ]} Algunos vehículos podrían funcionar correctamente con concentraciones más bajas de etanol, pero con algunas excepciones, no pueden funcionar sin problemas con gasolina pura, lo que provoca golpeteo del motor , como lo han demostrado los vehículos que viajan a los países vecinos de Sudamérica. ^{[ 104 ]} Los vehículos de combustible flexible , que pueden funcionar con cualquier tipo de gasolina E20-E25 hasta proporciones de etanol hidratado al 100% (E100 o etanol hidratado), ^{[ 105 ]} estuvieron disponibles por primera vez a mediados de 2003. En julio de 2008, el 86% de todos los vehículos ligeros nuevos vendidos en Brasil eran de combustible flexible, y solo dos fabricantes de automóviles construyen modelos con un motor de combustible flexible optimizado para funcionar con gasolina pura (E0): Renault con los modelos Clio , ^{[ 104 ] [ 106 ]} Symbol , Logan , Sandero y Mégane , y Fiat con el Siena Tetrafuel . ^{[ 107 ] [ 108 ]}

Tailandia introdujo el E20 en 2008, ^{[ 109 ]} pero la escasez de suministros de etanol a mediados de 2008 provocó un retraso en la expansión de la red de estaciones de servicio de E20 en el país. ^{[ 110 ]} A mediados de 2010, 161 estaciones de servicio vendían E20, y las ventas habían aumentado un 80 % desde abril de 2009. ^{[ 111 ]} El rápido crecimiento de la demanda de E20 se debe a que la mayoría de los modelos de vehículos lanzados desde 2009 eran compatibles con E20, y se espera que las ventas de E20 crezcan más rápido una vez que más fabricantes de automóviles locales comiencen a producir automóviles pequeños, compatibles con E20 y de bajo consumo de combustible. El gobierno tailandés está promoviendo el uso de etanol a través de subsidios, ya que el etanol cuesta cuatro baht (aproximadamente 12 centavos de dólar estadounidense) más por litro que la gasolina. ^{[ 111 ]}

Una ley estatal aprobada en Minnesota en 2005 dispuso que el etanol debía constituir el 20 % de toda la gasolina vendida en este estado estadounidense a partir de 2013. Se realizaron pruebas exitosas para determinar el rendimiento con E20 en vehículos actuales y equipos de dispensación de combustible diseñados para E10. ^{[ 112 ]} Sin embargo, esta normativa se retrasó posteriormente hasta 2015 y nunca entró en vigor porque la EPA federal aún no ha autorizado el uso de E20 como sustituto de la gasolina.

Un estudio encargado por BP y publicado en septiembre de 2013 concluyó que el uso de biocombustibles avanzados en el Reino Unido, y en particular el etanol celulósico E20 , es una forma más rentable de reducir las emisiones que el uso de vehículos eléctricos enchufables (VEP) en el plazo hasta 2030. El estudio también constató que el uso de mezclas con mayor proporción de biocombustibles es complementario a los vehículos eléctricos híbridos (VEH) y a los híbridos enchufables (VHE). Los vehículos eléctricos de batería (VEB) pueden ofrecer importantes ahorros de CO₂ _con una red eléctrica descarbonizada, pero se prevé que tengan costes significativamente más elevados que los vehículos con motor de combustión interna y los coches híbridos hasta 2030, ya que se espera que estos últimos sean los modelos más populares para ese año. Según el estudio, en 2030 una mezcla de E20 en un VHE puede lograr un ahorro de emisiones del 10 % en comparación con un VHE que funcione con E5, con un coste anual adicional de combustible de 13 £ frente a un coste anual de 195 £ para un coche totalmente eléctrico. ^{[ 113 ] [ 114 ]}

India adoptó la gasolina E20 como parte del Programa de Gasolina Mezclada con Etanol (EBP, por sus siglas en inglés), que comenzó con un 8,1 % de etanol y se expandió con el tiempo a través de etapas de mezcla anteriores hasta alcanzar la proporción deseada en 2025-26. El programa estaba estrechamente vinculado a la disponibilidad de etanol y a la política de materias primas agrícolas, por lo que su implementación siguió la preparación del suministro en lugar de la elección de los consumidores a nivel nacional. ^{[ 115 ]}

El Gobierno de la India argumentó que el sistema de venta minorista de gasolina del país depende de una amplia red integrada de refinerías, terminales y oleoductos, por lo que operar con combustibles base separados a nivel nacional (gasolina pura, E10 y E20) habría aumentado los costos y complicado el control de calidad en cada estación de servicio. Además, sostuvo que abandonar rápidamente el E20 podría haber dejado en suspenso las inversiones en infraestructura de etanol y perjudicado a los agricultores y empresarios que la habían construido. ^{[ 115 ]}

Sin embargo, este rápido cambio a la gasolina E20 ha provocado enojo y confusión entre los propietarios de vehículos. Muchos conductores afirman que sus autos responden peor y consumen más combustible después de cambiar a E20, con informes de una disminución del kilometraje de aproximadamente un 10 % o más. Además, algunos mecánicos argumentan que el menor contenido energético del etanol puede reducir el kilometraje y que el desgaste a largo plazo podría afectar los componentes de caucho y del sistema de combustible en vehículos que no fueron diseñados originalmente para mezclas más altas, mientras que el gobierno, citando investigaciones que incluyen trabajos de ARAI y el Instituto Indio del Petróleo, afirma que las afirmaciones de daño carecen en gran medida de fundamento y que cualquier reducción de eficiencia para vehículos compatibles es marginal. ^{[ 116 ]}

El E70 contiene un 70 % de etanol y un 30 % de gasolina, mientras que el E75 contiene un 75 % de etanol. Estas mezclas de invierno se utilizan en Estados Unidos y Suecia para vehículos de combustible flexible E85 durante el clima frío, pero aún se venden en las gasolineras con la etiqueta E85 . ^{[ 118 ]} La reducción estacional del contenido de etanol a una mezcla de invierno E85 es obligatoria para evitar problemas de arranque en frío a bajas temperaturas. ^{[ 118 ] [ 119 ]}

En EE. UU., esta reducción estacional del contenido de etanol a E70 se aplica solo en regiones frías, donde las temperaturas descienden por debajo de 32 °F (0 °C) durante el invierno. ^{[ 120 ] [ 121 ]} En Wyoming , por ejemplo, el E70 se vende como E85 de octubre a mayo. ^{[ 118 ] [ 122 ]} En Suecia, todos los vehículos de combustible flexible E85 utilizan una mezcla de invierno E75. ^{[ 119 ]} Esta mezcla se introdujo desde el invierno de 2006-07 y el E75 se utiliza de noviembre a marzo. ^{[ 123 ]}  

Para temperaturas inferiores a −15 °C (5 °F ) , todos los vehículos E85 flex requieren un calentador de bloque motor para evitar problemas de arranque en frío. ^{[ 123 ]} También se recomienda el uso de este dispositivo para vehículos de gasolina cuando las temperaturas descienden por debajo de −23 °C (−9 °F ) . ^{[ 124 ]} Otra opción cuando se prevén temperaturas extremadamente bajas es añadir gasolina más pura al depósito, reduciendo así el contenido de etanol por debajo de la mezcla de invierno E70, o simplemente no utilizar E85 durante periodos de temperaturas extremadamente bajas. ^{[ 123 ] [ 124 ]}    

El E85, una mezcla de 85 % de etanol y aproximadamente 15 % de gasolina, es generalmente la mezcla de combustible con mayor contenido de etanol que se encuentra en los Estados Unidos y varios países europeos, particularmente en Suecia, ya que esta mezcla es el combustible estándar para vehículos de combustible flexible . Esta mezcla tiene un índice de octano de 108; sin embargo, la molécula de etanol también contiene un átomo de oxígeno , mientras que la gasolina no, lo que efectivamente requiere que el motor de combustión interna aspire menos aire por unidad de volumen por sí mismo, lo que reduce las pérdidas por bombeo y aumenta aún más la reacción química exotérmica . _El combustible de etanol se considera, aunque no es ampliamente conocido como tal, una forma de "sobrealimentación química", similar a la del óxido nitroso (N₂O ₎ y el nitrometano ( _CH₃NO₂ ).

El límite del 85 % en el contenido de etanol se estableció para reducir las emisiones de etanol a bajas temperaturas y evitar problemas de arranque en frío durante el clima frío, a temperaturas inferiores a 11 °C (52 °F) . ^{[ 120 ]} Se utiliza una reducción adicional en el contenido de etanol durante el invierno en regiones donde las temperaturas caen por debajo de 0 °C (32 °F) ^{[ 121 ]} y esta mezcla se llama Winter E85, ya que el combustible todavía se vende bajo la etiqueta E85. Una mezcla de invierno de E70 es obligatoria en algunas regiones de EE. UU., ^{[ 118 ] [ 122 ]} mientras que Suecia exige E75. ^{[ 119 ] [ 123 ]} Algunas regiones de los Estados Unidos ahora permiten que E51 (51 % etanol, 49 % gasolina) se venda como E85 en los meses de invierno.    

En octubre de 2010, había casi 3000 surtidores de combustible E85 en Europa, liderados por Suecia con 1699 estaciones de servicio. ^{[ 125 ] [ 126 ]} En agosto de 2014, Estados Unidos contaba con 3354 surtidores públicos de combustible E85 ubicados en 2154 ciudades, concentrados principalmente en el Medio Oeste . ^{[ 127 ]}

Tailandia introdujo el combustible E85 a finales de 2008, y a mediados de 2010, solo había cuatro estaciones de servicio de E85 disponibles, con planes para expandirse a 15 estaciones para 2012. ^{[ 111 ]}

Una restricción importante que dificulta las ventas de vehículos flexibles E85 o el repostaje con E85 es la infraestructura limitada disponible para vender E85 al público, ya que en 2014 solo el 2 por ciento de las estaciones de servicio ofrecían E85, ^{[ 128 ]} frente a aproximadamente el 1 por ciento en 2011. ^{[ 129 ]} A noviembre de 2015 , solo había 3218 estaciones de servicio de gasolina que vendían E85 al público en todo Estados Unidos, ^{[ 130 ]} mientras que alrededor de 156 000 puntos de venta minoristas de combustible para motores no ofrecen la mezcla E85. ^{[ 128 ]} El número de E85 creció de 1229 en 2007 a 2442 en 2011, pero solo aumentó un 7 % de 2011 a 2013, cuando el total llegó a 2625. ^{[ 128 ]} Hay una gran concentración de estaciones de E85 en los estados del Cinturón del Maíz , y a partir de noviembre de 2015 , el estado líder es Minnesota con 274 estaciones, seguido de Michigan con 231, Illinois con 225, Iowa con 204, Indiana con 188, Texas con 181, Wisconsin con 152 y Ohio con 126. Solo ocho estados no tienen E85 disponible para el público, Alaska , Delaware , Hawái , Montana , Maine , Nuevo Hampshire , Rhode Island y Vermont . ^{[ 131 ]} La principal limitación para una expansión más rápida de la disponibilidad de E85 es que requiere tanques de almacenamiento dedicados en las estaciones de servicio, ^{[ 124 ]} a un costo estimado de US$60,000 por cada tanque de etanol dedicado. ^{[ 132 ]} Un estudio realizado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos concluyó que cada estación de servicio en los Estados Unidos podría convertirse para manejar E85 a un costo de $3.4 mil millones a $10.1 mil millones.

ED95 designa una mezcla de 95 % de etanol y 5 % de mejorador de ignición; se utiliza en motores diésel modificados donde se emplea alta compresión para encender el combustible, ^{[ 133 ]} a diferencia del funcionamiento de los motores de gasolina, donde se utilizan bujías . Este combustible fue desarrollado por el productor sueco de etanol SEKAB . ^{[ 133 ]} Debido a las altas temperaturas de ignición del etanol puro, la adición de mejorador de ignición es necesaria para el correcto funcionamiento del motor diésel . Un motor diésel que funciona con etanol también tiene una mayor relación de compresión y un sistema de combustible adaptado.

Este combustible se ha utilizado con éxito en muchos autobuses Scania suecos desde 1985, que han producido alrededor de 700 autobuses de etanol, más de 600 de ellos para ciudades suecas, y más recientemente también ha entregado autobuses de etanol para servicio comercial en Gran Bretaña, España, Italia, Bélgica y Noruega. ^{[ 134 ]} A junio de 2010, Estocolmo tenía la mayor flota de autobuses de etanol ED95 del mundo. ^{[ 134 ] [ 135 ]}

En 2010, el motor sueco ED95 se encontraba en su tercera generación y ya cumplía con la normativa de emisiones Euro 5 , sin ningún tipo de postratamiento de los gases de escape. El motor, que funciona con etanol, también está siendo certificado como vehículo ambientalmente mejorado (EEV) en el municipio de Estocolmo. La normativa EEV aún no tiene fecha de entrada en vigor en Europa y es más estricta que la norma Euro 5. ^{[ 136 ]}

Nottingham se convirtió en la primera ciudad de Inglaterra en operar un servicio regular de autobuses con vehículos propulsados ​​por etanol. Tres autobuses ED95 de un solo piso entraron en servicio regular en la ciudad en marzo de 2008. Poco después, Reading también introdujo autobuses ED95 de dos pisos. ^{[ 137 ]}

Bajo los auspicios del proyecto Bioetanol para el Transporte Sostenible , más de 138 autobuses ED95 de bioetanol formaron parte de una prueba de demostración en cuatro ciudades, tres en Europa y una en Brasil, entre 2006 y 2009. ^{[ 2 ] [ 138 ] [ 139 ]} Un total de 127 autobuses ED95 operaron en Estocolmo , cinco autobuses operaron en Madrid , tres en La Spezia y uno en Brasil. ^{[ 2 ]} En Brasil, el primer autobús Scania ED95 con un motor diésel modificado se introdujo como prueba en la ciudad de São Paulo en diciembre de 2007, y desde noviembre de 2009, dos autobuses ED95 estuvieron en servicio regular. ^{[ 139 ] [ 140 ] [ 141 ] [ 142 ]} El proyecto de prueba brasileño duró tres años y 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 . ^{[ 143 ]}

En noviembre de 2010, el gobierno municipal de la ciudad de São Paulo firmó un acuerdo con UNICA , Cosan , Scania y Viação Metropolitana , un operador local de autobuses, para introducir una flota de 50 autobuses ED95 propulsados ​​por etanol para mayo de 2011. Scania fabrica el motor y el chasis del autobús en su planta ubicada en São Bernardo do Campo , São Paulo, utilizando la misma tecnología y combustible que los autobuses ED95 que ya operan en Estocolmo . La carrocería del autobús es una CAIO brasileña. ^{[ 144 ] [ 145 ]} Los primeros autobuses propulsados ​​por etanol se entregaron en mayo de 2011, y los 50 autobuses comenzarán el servicio regular en junio de 2011 en la región sur de São Paulo. ^{[ 143 ]} Los 50 autobuses ED95 tuvieron un costo de R$ 20 millones ( US$12,3 millones ) y debido al mayor costo del combustible ED95 y al menor contenido energético del etanol en comparación con el diésel, una de las empresas participantes en el acuerdo de cooperación, Raísen (una empresa conjunta entre Royal Dutch Shell y Cosan ), suministra el combustible al municipio al 70% del precio de mercado del diésel regular. ^{[ 143 ] [ 146 ]}

E100 es combustible de etanol puro . El etanol hidratado puro como combustible automotriz se ha utilizado ampliamente en Brasil desde finales de la década de 1970 para vehículos de etanol puro ^{[ 98 ] [ 147 ]} y más recientemente para vehículos de combustible flexible. ^{[ 148 ] [ 149 ]} El combustible de etanol utilizado en Brasil se destila cerca de la mezcla azeotrópica de 95,63 % de etanol y 4,37 % de agua (en peso) que es aproximadamente 3,5 % de agua en volumen. ^{[ 150 ]} El azeótropo es la concentración más alta de etanol que se puede lograr mediante destilación fraccionada simple . La concentración máxima de agua según la especificación de la Agência Nacional do Petróleo (ANP) es 4,9 % vol. (aproximadamente 6,1 % en peso) ^{[ 151 ]} La nomenclatura E no se adopta en Brasil, pero el etanol hidratado puede etiquetarse como E100, lo que significa que no contiene gasolina, ya que el contenido de agua no es un aditivo, sino un residuo del proceso de destilación. Sin embargo, algunos autores también denominan al etanol hidratado puro E95. ^{[ 152 ] [ 153 ]}

El primer vehículo comercial capaz de funcionar con etanol puro fue el Ford Modelo T , producido entre 1908 y 1927. Estaba equipado con un carburador con surtidores ajustables, lo que permitía el uso de gasolina o etanol, o una combinación de ambos. ^{[ 124 ] [ 154 ] [ 155 ] [ 156 ]} En ese momento, otros fabricantes de automóviles también proporcionaron motores para el uso de combustible de etanol. ^{[ 124 ]} Posteriormente, y como respuesta a las crisis energéticas de 1973 y 1979 , se lanzó en el mercado brasileño el primer vehículo moderno capaz de funcionar con etanol hidratado puro (E100), el Fiat 147 , ^{[ 157 ]} después de probar varios prototipos desarrollados por las filiales brasileñas de Fiat , Volkswagen , General Motors y Ford . ^{[ 147 ]} A septiembre de 2012 En Brasil, todavía había 1,1 millones de vehículos de etanol puro en uso. ^{[ 158 ]} Desde 2003, los vehículos brasileños de combustible flexible más nuevos pueden funcionar con etanol hidratado puro (E100) o mezclado con cualquier combinación de gasolina E20 a E27,5 ^{[ 148 ] [ 149 ]} (una mezcla hecha con etanol anhidro), la mezcla obligatoria nacional. ^{[ 30 ] [ 95 ]} A septiembre de 2012 , había 17,1 millones de vehículos de combustible flexible circulando por las carreteras brasileñas. ^{[ 158 ]}

El E100 impone una limitación en el funcionamiento normal del vehículo, ya que la menor presión de evaporación del etanol (en comparación con la gasolina) causa problemas al arrancar el motor en frío a temperaturas inferiores a 15 °C (59 °F) . ^{[ 159 ]} Por esta razón, tanto los vehículos de etanol puro como los de combustible flexible E100 están construidos con un pequeño depósito de gasolina adicional dentro del compartimento del motor para ayudar a arrancar el motor en frío mediante la inyección inicial de gasolina. Una vez arrancado, el motor vuelve a funcionar con etanol. ^{[ 159 ]} Se desarrolló una generación mejorada de motores de combustible flexible para eliminar la necesidad del depósito de gasolina secundario calentando el combustible de etanol durante el arranque, ^{[ 160 ] [ 161 ]} y permitiéndoles arrancar a temperaturas tan bajas como −5 °C (23 °F ) , ^{[ 162 ]} la temperatura más baja esperada en cualquier lugar del territorio brasileño. ^{[ 163 ]} El Polo E-Flex , lanzado en marzo de 2009, fue el primer modelo de combustible flexible sin depósito auxiliar para arranque en frío. El sistema de calentamiento, denominado Flex Start, fue desarrollado por Robert Bosch GmbH . ^{[ 164 ] [ 165 ]}    

Los fabricantes de automóviles suecos han desarrollado motores capaces de funcionar exclusivamente con etanol para el nuevo Saab Aero X BioPower 100 Concept E100, con un motor V6 que se alimenta completamente con bioetanol E100, ^{[ 166 ] [ 167 ]} y la edición limitada del Koenigsegg CCXR , una versión del CCX convertida para usar E85 o E100, así como gasolina estándar de 98 octanos, y actualmente el vehículo de combustible flexible más rápido y potente con su V8 ​​de doble sobrealimentación que produce 1018 hp cuando funciona con biocombustible, en comparación con 806 hp con gasolina sin plomo de 91 octanos . ^{[ 168 ] [ 169 ]}  

La mayor eficiencia de combustible del E100 (en comparación con el metanol) en los autos de carreras de alto rendimiento hizo que las carreras de las 500 Millas de Indianápolis de 2007 y 2008 se disputaran con etanol de grado combustible al 100%. ^{[ 170 ]}

• Combustible de butanol
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• Balance energético del combustible de etanol
• Combustible de etanol en Brasil
• Biocombustibles en Suecia
• Combustible de etanol en los Estados Unidos
• Alimentos versus combustible
• Impactos indirectos del cambio de uso del suelo derivados de los biocombustibles
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• Lista de aditivos para gasolina

• Informe anual de combustibles de NACS de 2011