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Exergy assessment and techno-economic optimization of bioethanol production routes

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Bioéthanol

Le bioéthanol ou agroéthanol est un biocarburant utilisable dans certains moteurs à essence. Le terme bioéthanol est un amalgame entre le préfixe bio du grec bios, vie, vivant et du terme éthanol. Le préfixe bio indique que l'éthanol est produit à partir de matière organique (biomasse) et n'a pas de lien avec le terme généralement utilisé pour désigner l'agriculture biologique. Le préfixe « bio » est donc contesté dans certains pays francophones.

Ethanol fuel in Brazil

Brazil is the world's second largest producer of ethanol fuel. Brazil and the United States have led the industrial production of ethanol fuel for several years, together accounting for 85 percent of the world's production in 2017. Brazil produced 26.72 billion liters (7.06 billion U.S. liquid gallons), representing 26.1 percent of the world's total ethanol used as fuel in 2017. Between 2006 and 2008, Brazil was considered to have the world's first "sustainable" biofuels economy and the biofuel industry leader, a policy model for other countries; and its sugarcane ethanol "the most successful alternative fuel to date.

Bioraffinerie

Les bioraffineries ou agroraffineries sont des installations industrielles qui transforment (bioraffinage) les productions agricoles végétales et la biomasse en biocarburant, agrocarburant destinés à produire de la chaleur et de la puissance (agroénergie), ainsi qu'en produits chimiques à valeur ajoutée, biomatériaux voire en produits destinés à l'alimentation humaine, animale, etc.. Le concept de bioraffinerie est basé sur une recherche de valorisation optimisée de toutes les composantes des agro-ressources transformées (les coproduits pouvant parfois avoir plus de valeur que le produit principal).

Second-generation biofuels

Second-generation biofuels, also known as advanced biofuels, are fuels that can be manufactured from various types of non-food biomass. Biomass in this context means plant materials and animal waste used especially as a source of fuel. First-generation biofuels are made from sugar-starch feedstocks (e.g., sugarcane and corn) and edible oil feedstocks (e.g., rapeseed and soybean oil), which are generally converted into bioethanol and biodiesel, respectively.

Bioenergy

Bioenergy is energy made or generated from biomass, which consists of recently living (but now dead) organisms, mainly plants. Types of biomass commonly used for bioenergy include wood, food crops such as corn, energy crops and waste from forests, yards, or farms. The IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) defines bioenergy as a renewable form of energy. Bioenergy can either mitigate (i.e. reduce) or increase greenhouse gas emissions. There is also agreement that local environmental impacts can be problematic.

Exergie

En thermodynamique, l’exergie est une grandeur physique permettant de mesurer la qualité d'une énergie. C'est la partie utilisable d'un joule. Le travail maximal récupérable est ainsi égal à l’opposé de la variation d’exergie au cours de la transformation. Un système à l'équilibre thermomécanique ou chimique n'a plus aucune valeur. Plus un système est loin de l'équilibre ambiant, plus il est apte à opérer un changement, aptitude sur laquelle repose l'utilité d'une énergie.

Éthanol cellulosique

L'éthanol cellulosique (ou ceetol) est un biocarburant de transport fabriqué à partir de déchets agricoles et ligneux, ainsi que d'arbres à croissance rapide. La paille de blé, la canne à sucre, le maïs, les déchets ligneux, le panic érigé et le peuplier constituent autant de sources potentielles. Les sous-produits végétaux servent à produire l'énergie requise pour la fabrication de l'éthanol cellulosique. Son potentiel de réduction des émissions de gaz à effet de serre est supérieur à celui de l'éthanol traditionnel fabriqué à partir de céréales.

Ethanol fuel by country

The world's top ethanol fuel producers in 2011 were the United States with 13.9 billion U.S. liquid gallons (bg) (52.6 billion liters) and Brazil with 5.6 bg (21.1 billion liters), accounting together for 87.1% of world production of 22.36 billion US gallons (84.6 billion liters). Strong incentives, coupled with other industry development initiatives, are giving rise to fledgling ethanol industries in countries such as Germany, Spain, France, Sweden, India, China, Thailand, Canada, Colombia, Australia, and some Central American countries.

Biocarburant

Un biocarburant est un carburant (combustible liquide ou gazeux) produit à partir de matériaux organiques non fossiles, provenant de la biomasse (c'est le sens du préfixe « bio » dans biocarburant) et qui vient en complément ou en substitution du combustible fossile. Ceux qui sont produits par la filière agricole sont désignés sous le vocable d'agrocarburant.

Ethanol fuel in the United States

The United States became the world's largest producer of ethanol fuel in 2005. The U.S. produced 15.8 billion U.S. liquid gallons of ethanol fuel in 2019, and 13.9 billion U.S. liquid gallons (52.6 billion liters) in 2011, an increase from 13.2 billion U.S. liquid gallons (49.2 billion liters) in 2010, and up from 1.63 billion gallons in 2000. Brazil and U.S. production accounted for 87.1% of global production in 2011. In the U.