Bahan bakar etanol di Brasi

Bahan bakar etanol di Brasil

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

6 contoh mobil di Brasil yang berbahan bakar fleksibel dari beberapa pabrikan mobil. Mobil ini dapat menggunakan campuran etanol dan bensin.

Brasil adalah negara dengan produksi bahan bakar etanol kedua terbesar di dunia, sekaligus pengekspor terbesar bahan bakar etanol. Brasil dan Amerika Serikat memimpin dalam jumlah produksi bahan bakar etanol. Kedua negara ini memproduksi 87.8% produksi etanol industri dunia pada tahun 2010.^[1][2] Pada tahun 2010, Brasil memproduksi 26,2 miliar liter (6,92 miliar galon AS) bahan bakar etanol, 30,1% dari jumlah etanol dunia yang digunakan untuk bahan bakar.^[1]
Brasil dianggap sebagai negara yang pertama kali memberlakukan ekonomi bahan bakar bio secara berkelanjutan serta dianggap juga sebagai pemimpin industri bahan bakar bio.^[3][4][5][6] Negara ini dijadikan model bagi beberapa negara lain, dan etanol dari gula yang dihasilkan negara ini merupakan model bahan bakar alternatif paling sukses sampai saat ini.^[7] Hanya, beberapa penulis menganggap bahwa suksesnya etanol di Brasil itu disebabkan karena teknologi pertaniannya yang maju, disertai dengan luas lahan yang besar, sehingga program yang ada di Brasil ini hanya cocok dipraktekkan di beberapa negara tropis di Amerika Latin, Karibia, dan Afrika^[8][9][10]

Brasil memiliki bahan bakar etanol yang tersebar di seluruh negara ini. Di gambar ini terlihat sebuah pom bensin milik Petrobras di São Paulo yang menyediakan 2 tipe bahan bakar, ditandai dengan A untuk etanol dan G untuk bensin.

Program bahan bakar etanol di Brasil yang sudah berjalan selama 30 tahun berasal dari teknologi pertanian gula paling efisien di dunia.,^[11] Mereka menggunakan peralatan yang modern dan tebu yang murah sebagai bahan mentah, selain itu ampas tebu juga digunakan untuk menghasilkan panas dan tenaga, yang akhirnya menghasilkan harga yang sangat kompetitif, dengan hasil yang sepadan.^[5][12] Pada tahun 2010, Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat menetapkan etanol gula tebu di Brasil sebagai bahan bakar bio paling maju karena mereka dapat mereduksi 61% dari total siklus hidup emisi gas rumah kaca.^[13][14]
Saat ini, tidak ada lagi kendaraan kecil di Brasil yang hanya menggunakan bahan bakar bensin saja. Sejak tahun 1976, pemerintah mewajibkan semua mobil di Brasil harus bisa menggunakan bahan bakar campuran etanol dengan bensin, yang besarannya beragam, mulai dari 10% sampai 22%.^[15] Mobil-mobil dengan mesin bensin biasa harus dikonfigurasi kembali, tapi hanya minor saja. Tahun 1993, pemerintah mewajibkan campuran etanol dalam bahan bakar dinaikkan menjadi 22% (E22). Pada tahun 2003, batasan ini ditetapkan menjadi minimum 20% dan maksimumm 25%. ^[16] Sejak tanggal 1 Juli 2007, peraturannya diubah lagi menjadi 25% etanol dan 75% bensin.^[17] Kemudian, pada bulan April 2011, batasan bawahnya diubah menjadi 18%, disebabkan karena jumlah persediaan etanol berkurang dan harganya tinggi.^[18]
Industri mobil di Brasil mengembangkan kendaraan bahan bakar fleksibel yang dapat menggunakan campuran etanol beragam, antara 20-25% (E20-25) sampai yang memakai bahan bakar etanol saja (E100).^[19] Mulai diperkenalkan pada tahun 2003, kendaraan berbahan bakar fleksibel ini laris di pasaran.^[20] Pada tahun 2009, mobil berbahan bakar fleksibel mencatatkan pangsa pasar 92.3% dari seluruh penjualan mobil dan truk kecil baru.^[21]

Daftar isi

• 1 Sejarah
• 2 Produksi
  • 2.1 Indikator ekonomi dan produksi
  • 2.2 Teknologi pertanian
  • 2.3 Proses produksi
    • 2.3.1 Penggilingan dan penyulingan
    • 2.3.2 Fermentasi, distilasi, dan dehidrasi
  • 2.4 Ekspor
• 3 Harga dan efeknya pada konsumsi minyak bumi
• 4 Perbandingan dengan Amerika Serikat
• 5 Referensi
• 6 Pranala luar

Sejarah

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Sejarah bahan bakar etanol di Brasil, Kendaraan bahan bakar fleksibel di Brasil, dan Campuran bahan bakar etanol umum

Sejarah evolusi campuran bahan bakar etanol yang digunakan di Brasil (1976–2010)
Tahun	Campuran etanol	Tahun	Campuran etanol	Tahun	Campuran etanol
1931	E5	1989	E18-22-13	2004	E20
1976	E11	1992	E13	2005	E22
1977	E10	1993-98	E22	2006	E20
1978	E18-20-23	1999	E24	2007[15][17]	E23-25
1981	E20-12-20	2000	E20	2008[17]	E25
1982	E15	2001	E22	2009	E25
1984-86	E20	2002	E24-25	2010	E20-25[22]
1987-88	E22	2003	E20-25	2011	E18-25[18]
Sumber: J.A. Puerto Rica (2007), Table 3.8, pp. 81–82[15] Catatan: Pengurangan dari E25 menjadi E20 di tahun 2010 hanya berlangsung sementara saja antara bulan Februari dan April.[22] Di bulan April 2011, batas campuran bawah diturunkan menjadi E18.[18]

Tebu sudah ditanam di Brasil sejak tahun 1532, semenjak gula adalah saah satu komoditas pertama yang diekspor ke Eropa oleh orang-orang Portugis.^[23] Tebu digunakan pertama kali sebagai bahan bakar etanol di akhir 1920-an dan awal 1930-an, dengan masuknya mobil pertama kali ke negara itu.^[24] Produksi bahan bakar etanol mencapai puncak selama Perang Dunia II, dan karena kapal selam Jerman menghancurkan pasokan minyak, maka campuran etanol sebagai bahan bakar meningkat sampai 50% di tahun 1943.^[25] Setelah perang usai, harga minyak yang murah menyebabkan campuran etanol pada bahan bakar hanya digunakan secara sporadis, kebanyakan hanya dipakai untuk mengambil keuntungan dari surplus stok gula di negara itu.^[25] Di tahun 1970-an, tepatnya saat Krisis minyak 1973, pasokan minyak berkurang dan kesadaran publik akan pemenuhan energi sendiri kembali meningkat.^[24][25] Sebagai hasilnya, pemerintah Brasil mulai mempromosikan bioetanol sebagai bahan bakar. Program Alkohol Nasional -Pró-Álcool- (bahasa Portugis: 'Programa Nacional do Álcool'), diluncurkan pada tahun 1975, merupakan program nasional yang dibiayai oleh pemerintah untuk mengatasi masalah ini. Etanol ini diproduksi dari tebu.^[26][27][28]

Fiat 147 Brasil 1979 merupakan mobil modern pertama yang diluncurkan dengan memakai bahan bakar etanol murni saja (E100).

Fase pertama dari program ini adalah bagaimana berkonsentrasi untuk memproduksi etanol untuk dicampurkan dengan bensin.^[15] Pemerintah Brasil mewajibkan bensin dicampur dengan etanol sebagai bahan bakar, yang persentasenya bervariasi dari tahun 1976 dan 1992, antara 10% dan 22%.^[15] Karena adanya aturan pencampuran bahan bakar ini, maka bensin murni (E0) tidak lagi dijual di negara ini. Sebuah hukum pemerintahan federal yang disetujui pada bulan Oktober 1993 meningkatkan campuran etanol pada bensin menjadi 22% (E22) yang berlaku di seluruh negara ini. Hukum ini juga membuat pihak eksekutif yang berwenang untuk menetapkan persentase etanol yang berbeda; dan akhirnya di tahun 2003, batas ini dipasang pada maksimal 25% (E25) dan minimal 20% (E20) dari volume.^[15][16] Sejak saat itu, pemerintah memasang besaran persentase campuran etanol berdasarkan hasil panen tebu pada tahun itu, sehingga batas campuran etanol ini bisa berbeda-beda tiap tahunnya.^[15]

Grafik sejarah dari produksi kendaraan ringan, produksi etanol murni, kendaraan bahan bakar fleksibel, dan kendaraan berbahan bakar bensin dari tahun 1979 sampai 2010.^[29][30]

Sejak bulan Juli 2007, campuran wajib dalam bahan bakar adalah 25% etanol dan 75% bensin atau disebut E25.^[17] Tapi, di tahun 2010, pemerintah mengurangi batas campuran wajib etanol ini dari E25 menjadi E20 selama 90 hari (mulai 1 Februari 2010) karena pasokan etanol berkurang sehingga harganya naik.^[22][31]
Setelah melalui berbagai rangkaian uji coba dengan berbagai rangkaian prototipe yang dikembangkan oleh perusahaan otomotif lokal, ditambah lagi dengan adanya Krisis energi 1989, akhirnya Fiat 147 diluncurkan ke pasar pada bulan Juli 1979. Fiat 147 merupakan mobil yang sepenuhnya menggunakan bahan bakar etanol (E100).^[27] Pemerintah Brasil sendiri menjanjikan 3 kemudahan pada industri etanol: pemerintah menjamin akan membeli etanol yang dihasilkan melalui perusahaan minyak negara Petrobras, pinjaman dengan bunga rendah untuk perusahaan-perusahaan yang bekerja di bidang industri etanol, serta menentukan harga bensin dan etanol yang dijual. Etanol dijual hanya seharga 59% dari harga bensin yang dijual di pom bensin. Produksi etanol yang disubsidi, ditambah dengan harganya yang murah menjadikan etanol muncul sebagai bahan bakar alternatif di negeri itu. ^[32]
Setelah menembus penjualan lebih dari 4 juta unit mobil dan truk ringan (sama dengan sepertiga dari total kendaraan di negara itu) yang hanya menggunakan bahan bakar etanol saja di akhir 1980-an,^[33] tiba-tiba produksi etanol dan penjualan mobil berbahan bakar etanol murni ini jatuh drastis karena beberapa hal. Pertama, harga minyak dunia turun tajam sehingga harga bensin di negeri itu pun turun, tapi yang utama adalah karena pasokan bahan bakar etanol yang berkurang di negara itu, sehingga memaksa orang-orang mengantri di pom bensin selama berjam-jam atau meletakkan saja mobil-mobil etanol mereka di dalam garasi dengan tangki kosong, di pertengahan tahun 1989.^[28][33] Karena pasokan etanol tidak dapat mencukupi kebutuhan dalam negeri, maka pemerintah Brasil mulai mengimpor etanol tahun 1991.^[11][19]

VW Gol 1.6 Total Flex 2003 merupakan mobil pertama yang berbahan bakar fleksibel yang bisa berjalan dengan campuran bensin dengan etanol.

Masyarakat kembali percaya dengan kendaraan berbahan bakar etanol ketika munculnya kendaraan bahan bakar fleksibel di Brasil. Pada bulan Maret 2003, Volkswagen meluncurkan Gol 1.6 Total Flex di pasar Brasil, mobil ini merupakan kendaraan bahan bakar fleksibel pertama yang dapat beroperasi menggunakan campuran antara bensin dan etanol.^[34][35][36] Pad tahun 2010, pabrikan mobil yang sudah membuat kendaraan bahan bakar fleksibel diantaranya Chevrolet, Fiat, Ford, Peugeot, Renault, Volkswagen, Honda, Mitsubishi, Toyota, Citröen, Nissan, dan Kia Motors.^[37][38][39]

Persentase penjualan mobil berbahan bakar fleksibel di Brasil adalah 22% dari total penjualan pada tahun 2004, 73% pada tahun 2005,^[40] 87.6% pada bulan Juli 2008,^[41] dan mencapai puncaknya saat menyentuh angka 94% di bulan Agustus 2009.^[42] Produksi kumulatif dari seluruh mobil dan truk ringan berbahan bakar fleksibel mencapai angka 10 juta unit pada bulan Maret 2010.^[43][44] Pengadopsian yang luar biasa cepat dan sukses secara komersial membuat kendaraan berbahan bakar fleksibel menjadi terkenal di negara ini. Ditambah lagi, karena pemerintah mewajibkan adanya pencampuran etanol dengan bensin sebesar 25% etanol darn 75% bensin, maka konsumsi etanol pun meningkat.^[45][46] Level konsumsi etanol tidak pernah setinggi ini semenjak akhir 1980-an, saat puncak dari program Pró-Álcool.^[45][46][47] Dari tahun 1979 sampai Desember 2010, Brasil telah mensubstitusi lebih dari 18 juta unit mobil berbahan bakar bensin murni dengan 5,7 juta unit kendaraan berbahan bakar etanol murni, hampir 12 juta kendaraan bahan bakar fleksibel, dan 515,7 ribu unit motor berbahan bakar fleksibel.^{[29][30][48][49]} Jumlah mobil berbahan bakar etanol murni yang masih digunakan diestimasikan sekitar 2 sampai 3 juta unit.^[19]

Honda CG 150 Titan Mix 2009 diluncurkan ke pasar Brasil dan menjadi motor berbahan bakar fleksibel yang pertama dijual di dunia.

Dengan bantuan proyek BEST, bus berbahan bakar etanol (ED95) pertama beroperasi di kota São Paulo pada bulan Desember 2007 sebagai proyek percobaan satu tahun.^[50][51][52] Bus percobaan ED95 kedua beroperasi di kota São Paulo pada bulan November 2009.^[53] Karena didasarkan pada tingkat kepuasan yang cukup baik terhadap kedua bus etanol selama 3 tahun, maka pada bulan November 2010 pemerintahan kotapraja São Paulo menandatangani kontrak dengan UNICA, Cosan, Scania dan Viação Metropolitana", operator bus lokal, untuk memperkenalkan 50 armada bus ED95 baru pada bulan Mei 2011. Tujuan dari pemerintah lokal ini adalah untuk mengganti semua 15.000 armada bus diesel yang ada sekarang ini dengan bus yang menggunakan bahan bakar terbaharui pada tahun 2018.^[54][55] Bus berbahan bakar etanol pertama dikirimkan pada bulan Mei 2011, dan ke-50 bus berbahan bakar ED95 ini dijadwalkan untuk mulai beroperasi di kota São Paulo pada bulan Juni 2011.^[56][57]
Inovasi lain dari teknologi bahan bakar fleksibel di Brasil adalah pengembangan sepeda motor berbahan bakar fleksibel.^[58][59] Motor berbahan bakar fleksibel ini diperkenalkan pertama kali oleh Honda pada bulan Maret 2009. Diproduksi oleh divisi Honda di Brasil yaitu Moto Honda da Amazônia, motor CG 150 Titan Mix dijual dengan harga kira-kira 2.700 dolar AS. Untuk menghindari masalah pengontakan mesin di musim dingin, tangki bensin motor ini minimal harus diisi 20% bensin ketika suhu turun di bawah 15 °C (59 °F).^[60][61][62] Pada bulan September 2009, Honda mengembangkan sepeda motor berbahan bakar fleksibel keduanya yaitu Honda NXR 150 Bros Mix.^[63] Sanpai bulan Desember 2010, penjualan kedua motor berbahan bakar fleksibel Honda ini telah mencapai 515.726 unit, dengan pangsa pasar sebesar 18.1% di tahun 2010.^[48][49]

Produksi

Indikator ekonomi dan produksi

Produksi etanol Brasil(a)(b) (2004–2010)[1][64][65] (Dalam juta galon AS)
2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010
3.989	4.227	4.491	5.019	6.472	6.578	6.922
Catatan: (a) 2004-06 untuk semua campuran. (b) 2007-10 hanya bahan bakar etanol.[65]

Produksi etanol di Brasil menggunakan tebu sebagai bahan baku utamanya, serta mengandalkan teknologi generasi pertama dari pengolahan etanol yaitu memanfaatkan kandungan sukrosa pada tebu. Produksi etanol telah bertumbuh 3,77% setahun sejak tahun 1975 dan perbaikan sana-sini telah dilakukan, terutama di proses produksi pada fase agrikultural dan industrial. Pengembangan yang lebih jauh akan meningkatkan produksi etanol sampai 9.000 liter per hektarnya..^[66]
Ada 378 pabrik etanol di seluruh dunia yang beroperasi di Brasil pada bulan Juli 2008, 126 diantaranya memproduksi etanol saja dan 252 memproduksi gula sekaligus etanol. Ada 15 pabrik tambahan lagi yang hanya memproduksi gula.^[67] Semua pabrik ini mempunyai kapasitas terpasang sebesar 538 juta metrik ton tebu per tahunnya, dan ada 25 pabrik lagi yang sedang dibangun yang akan beroperasi tahun 2009 yang akan menambah kapasitas produksi 50 juta ton per tahun.^[67] Satu pabrik kira-kira menghabiskan biaya 150 juta dolar AS dan membutuhkan luas lahan tebu sebesar 30.000 hektar untuk memenuhi kapasitas pabrik.^[66]

Produksi etanol per tahunnya, dari tahun 1990/91 sampai 2007/08.^[68] Hijau adalah etanol hidrat (E100) dan kuning adalah etanol anhidrat yang digunakan sebagai campuran bensin.

Produksi etanol di Brasil terkonsentrasi di wilayah Tengah dan Tenggara dari negara ini, dipimpin oleh negara bagian São Paulo, dengan 60% dari seluruh produksi etanol negara, diikuti oleh Paraná (8%), Minas Gerais (8%) dan Goiás (5%).^[68] 2 kawasan ini adalah penghasil 90% etanol Brasil sejak tahun 2005^[12][68] dan musim panen berlangsung pada bulan April sampai November. Kawasan Timur Laut negara ini merupakan penghasil 10% etanol negara, dengan dipimpin oleh Alagoas dengan kontribusi sebanyak 2% dari total produksi.^[68] Musim panen di kawasan utara-timur laut berlangsung pada bulan September sampai Maret, dan rata-rata produktivitasnya lebih rendah daripada kawasan selatan-tengah.^[69] Karena adanya perbedaan produksi ini, maka statistik produksi gula dan etanol di Brasil biasanya dilaporkan 2 tahun sekali, tidak tiap tahun.
Untuk musim panen 2008/09, 44% dari hasil panen tebu diolah menjadi gula, 1% menjadi minuman beralkohol, dan 55% untuk produksi etanol.^[70] Etanol yang dihasilkan pada tahun 2008/2009 kira-kira sebanyak 24,9 miliar liter (6,58 miliar galon AS)^[67] sampai 27,1 miliar liter (7,16 miliar galon AS),^[69] dengan kebanyakan dari produksi mereka ini ditujukan untuk kebutuhan dalam negeri, dan hanya 4,2 miliar liter saja yang diekspor. Dari jumlah yang diekspor itu, 2,5 miliar liter diantaranya dikirim ke Amerika Serikat.^[70] Pertumbuhan lahan tebu meningkat dari 7 juta menjadi 7,8 juta hektar dari tahun 2007 ke 2008, kebanyakan menggunakan padang rumput yang tidak terurus.^[70] Pada tahun 2008 Brasil memiliki 276 juta hektar lahan subur, 72% diantaranya digunakan untuk padang rumput, 16,9% untuk tanaman, dan 2,8% diantaranya untuk tebu, berarti lahan untuk etanol ini baru 1,5% dari luas total lahan subur yang ada di negara itu.^[70]
Karena gula dan etanol berasal dari tanaman yang sama dan proses industrinya pun terintegrasi, maka statistik pekerjaan di negara itu biasanya juga ditampilkan bersamaan. Pada tahun 2000 ada 642.848 pekerja yang bekerja di sektor industri ini, dan karena produksi etanol terus bertambah, pada tahun 2005 sudah ada 982.604 pekerja di ladang tebu, diantaranya 439.573 orang bekerja di ladang tebu, 439.573 pekerja di pengolahan gula, dan 128.363 pekerja di pabrik etanol.^[71] Lapangan pekerjaan di bagian etanol meningkat 88,4% dari tahun 2000 sampai 2005, sedangkan lapangan pekerjaan di ladang tebu hanya meningkat 16,2% saja karena ekspansi penggunaan alat-alat mekanikal untuk meningkatkan produktivitas. Negara bagian dengan pekerja terbanyak pada tahun 2005 adalah São Paulo (39.2%), Pernambuco (15%), Alagoas (14.1%), Paraná (7%), and Minas Gerais (5.6%).^[71]

Teknologi pertanian

Tebu (Saccharum officinarum) yang sudah siap dipanen, Ituverava, negara bagian São Paulo.

Evolusi dari produktivitas tanaman tebu yang ditanam di Brasil antara tahun 1975 dan 2004. Sumber: Goldemberg (2008).^[66]

Fasilitas distilasi dan dehidrasi etanol, Piracicaba, negara bagian São Paulo.

Variasi dari harga etanol ke produser yang merefleksikan stok etanol yang diproduksi tahun 2007^[72] Kuning adalah harga etanol anhidrat sedangkan hijau adalah harga etanol hidrat, mata uang dalam (R$ per liter).

Etanol yang siap untuk didistribusikan, Piracicaba, negara bagian São Paulo.

Sebuah aspek penting dalam pengembangan industri etanol di Brasil adalah investasi penelitian dan pengembangan di pertanian oleh pihak pemerintah maupun pihak swasta.^[11] EMBRAPA, perusahaan negara yang menangani penelitian di bidang pertanian, bersamaan dengan penelitian yang dikembangkan oleh institut dan universitas setempat menjadikan Brasil adalah salah satu negara inovator bidang bioteknologi dan agronomi.^[73] Teknologi agrikultural untuk tanaman tebu mereka adalah yang paling efisien di dunia.^[11] Berbagai macam usaha telah dilakukan untuk berkonsetrasi meningkatkan efisiensi pada input dan proses sehingga bisa mengoptimalkan hasil yang diperoleh. Hasilnya adalah hasil etanol yang didapat semakin meningkat dalam 29 tahun, dari sebelumnya 2,024 liter per hektar di tahun 1975 menjadi 5,917 liter per hektar di tahun 2004, sehingga ada peningkatan produktivitas kira-kira 3.77% per tahunnya.^[66] Pengembangan bioteknologi di Brasil termasuk dengan pengembangan varietas lain dari tebu yang bisa menghasilkan lebih banyak energi. Peningkatan juga terjadi pada hasil tebu yang diperoleh, dari 95 kg/hektar menjadi 140 kg/hektar dalam kurun waktu 1977 sampai 2004.^[66] Inovasi di proses industri meningkatkan hasil ekstraksi tebu dalam jangka waktu 1977 sampai 2003. Peningkatan rata-ratanya adalah 0.3%; beberapa tempat pengolahan telah mencapai efisiensi ekstraksi sebesar 98%.^[66]
Penelitian bioteknologi dan pengembangan genetik telah membawa pengembangan strain baru yang lebih tahan terhadap penyakit, bakteri, atau hama, juga lebih tahan terhadap gangguan perubahan lingkungan. Nantinya, hal ini bisa membawa kemajuan bagi perluasan lahan tanaman tebu di negara ini.^[73][74][75] Pada tahun 2008, ada lebih dari 500 jenis varietas tebu yang ditanam di Brasil. Diantara semua varietas itu, sekitar 51 diantaranya ditemukan dalam 10 tahun terakhir ini. 4 program penelitian, 2 privat dan 2 publik, didedikasikan untuk pengembangan genetik yang lebih jauh.^[74][75] Sejak pertengahan 1990-an, laboratorium bioteknologi Brasil telah mengembangkan varietas transgenik, tapi belum untuk tujuan komersial. Identifikasi dari 40.000 gen gula diselesaikan tahun 2003 dan ada beberapa grup penelitian yang memperdalam genom, masih pada tahap eksperimen, tapi hasil komersialnya diperkirakan akan selesai dalam waktu 5 tahun.^[76]

Proses produksi

Sukrosa yang diesktrak dari tebu hanya mengandung 30% energi kimia yang dipunyai oleh sebuah tanaman dewasa; 35% lagi ada di daun-daun dan batangnya, yang dibuang selama panen, dan 35%nya lagi ada di material (bagasse) yang dibuang setelah proses penekanan. Kebanyakan proses pengolahan tebu di Brasil berlangsung secara terintegrasi, sehingga produksi gula, proses pengolahan etanol, dan listrik yang didapat dari produk sampingan.^[66][77] Tahap-tahap produksi gula dan etanol pada skala besar diantaranya adalah penggilingan, produksi listrik, fermentasi, distilasi etanol, dan dehidrasi.

Penggilingan dan penyulingan

Lihat pula: Tebu

Setelah dipanen, biasanya tebu akan diangkut dengan truk semi trailer. Setelah melalui kontrol kualitas maka tebu akan dicuci, dipotong, kemudian diparut dengan pisau. Setelah itu kemudian bahan baku ini akan diekstrak untuk memperoleh semacam jus (disebut garapa di Brasil) mengandung 10-15% sukrosa, dan bagasse, residu serat. Target utama dari proses penggilingan adalah untuk mengekstrak sukrosa dari tebu sebanyak mungkin, dan juga memproduksi bagasse dengan uap sesedikit mungkin, karena nantinya bagasse ini akan dibakar, sehingga pabrik ini nantinya akan memenuhi kebutuhan energi sendiri dan mengaliri listriknya secara mandiri.^[77] Jus tebu atau garapa ini kemudian disaring dan diberi tambahan bahan kimia dan kemudian dipasteurisasi. Sebelum evaporasi, jus ini disaring lagi, dan menghasilkan vinasse, cairan yang kaya akan bahan organik. Hasil semacam sirup dari evaporasi kemudian dipresipitasi oleh kristalisasi yang nantinya akan menghasilkan campuran kristal bening dan molasses. Pemusing digunakan untuk memisahkan gula dari molasses, dan kristal akan dicuci dengan penambahan uap dan dikeringkan dengan semburan udara. Ketika pendinginan, kristal gula terpisah dari sirup.^[77] Dari tahap ini, proses penyulingan gula dilanjutkan untuk memproduksi kelas gula yang berbeda-beda, molasses sendiri akan diproses untuk menghasilkan etanol.

Fermentasi, distilasi, dan dehidrasi

Lihat pula: Fermentasi etanol dan Distilasi azeotropik

Molasses akan diproses sehingga menjadi molasses steril yang bebas kotoran, siap untuk difermentasi. Dalam proses fermentasi gula akan berubah menjadi etanol dengan penambahan khamir. Waktu fermentasi sangatlah beragam, dari 4 sampai 12 jam dan akan menghasilkan cairan yang mengandung alkohol 5-7% dari total volume (°GL), disebut sebagai wine fermentasi. Khamir kemudian dipisahkan dari wine menggunakan pemusing. Setelah dilakukan pemanasan, nanti hasilnya berupa etanol hidrat dengan konsentrasi etanol sekitar 96%. Konsentrasi ini merupakan konsentrasi tertinggi yang bisa diperolej melalui distilasi azeotropik,^[77] kandungan airnya sendiri bisa mencapai angka 4,9% dari volume.^[78] Etanol hidrat ini hanya boleh digunakan pada kendaraan berbahan bakar etanol saja atau yang fleksibel. Proses ini biasanya akan diteruskan yaitu proses dehidrasi. Proses ini biasanya dilakukan dengan penambahan zat kimia, sehingga konsentrasi etanol bisa naik sampai 99% dan disebut etanol anhidrat.^[77] Etanol anhidrat ini baru bisa digunakan sebagai bahan bakar campuran bensin.^[17]

Ekspor

Ekspor etanol Brasil berdasarkan negara dan kawasan (2005–2007)[79][80][81][82] (Juta liter)
Negara/kawasan(1)	2007	%	2006	%	2005	%
Amerika Serikat(2)	932.75	26.4	1,777.43	51.9	270.97	10.5
Negara-negara CBI(3)	910.29	25.8	530.55	15.5	554.15	21.4
Jamaika	308.97		131.54		133.39
El Salvador	224.40		181.14		157.85
Kosta Rika	170.37		91.26		126.69
Trinidad dan Tobago	158.87		71.58		36.12
Meksiko	42.21		50.24		100.10
Uni Eropa	1,004.17	28.4	587.31	17.1	530.73	20.5
Belanda	808.56		346.61		259.40
Swedia	116.47		204.61		245.89
Jepang	364.00	10.3	225.40	6.6	315.39	12.2
Nigeria	122.88		42.68		118.44
Republik Korea	66.69		92.27		216.36
India	0		10.07		410.76	15.8
Total ekspor	3,532.67	100	3,426.86	100	2,592.29	100
Catatan: (1)Hanya negara dengan impor lebih dari 100.000 liter saja yang ditampilkan disini. (2)Termasuk dengan ekspor ke Puerto Riko dan Kepulauan Virgin Amerika Serikat. (3) Termasuk Meksiko yang berdagang dengan A.S. dengan Perjanjian Perdagangan Bebas Amerika Utara (NAFTA).

Brasil adalah negara pengekspor etanol terbesar di dunia. Pada tahun 2007, Brasil mengekspor 933,4 juta galon AS (3.532,7 juta liter) etanol, sebanding dengan^[79][80] 20% jumlah produksi mereka, dan hampir 50% dari jumlah ekspor etanol global.^[51] Sejak tahun 2004, eksportir Brasil memiliki pelanggan utama di Amerika Serikat, Belanda, Jepang, Swedia, Jamaika, El Salvador, Kosta Rika, Trinidad & Tobago, Nigeria, Meksiko, India, dan Korea Selatan.^[51]
Negara-negara di kawasan Cekungan Karibia banyak mengimpor etanol dari Brasil, tapi tidak banyak yang ditujukan untuk dipakai sendiri. Negara-negara ini memproses ulang produk tersebut, biasanya dengan mengubah etanol hidrat dari Brasil menjadi etanol anhidrat, lalu kemudian mengekspornya kembali ke Amerika Serikat. Hal ini akan meningkatkan nilai barang tersebut, juga menghindari pajak 2,5% dan tarif tambahan 0,54 dolar AS per galon, karena sudah ada perjanjian perdagangan antara Amerika Serikat dengan Karibia yaitu Caribbean Basin Initiative (CBI). Tapi, proses ini juga dibatasi oleh kuota, yaitu hanya 7% dari konsumsi etanol A.S.^[83] Meskipun akhirnya ekspor langsung ke A.S. jatuh drastis di tahun 2007, tapi impor dari 4 negara CBI justru semakin melonjak, pertumbuhannya naik dari 15,5% di tahun 2006 menjadi 25,8% di tahun 2007, merepresentasikan bagaimana naiknya proses re-ekspor ke A.S. ini, yang akhirnya juga bisa mengkompensasi sebagian kehilangan ekspor ke A.S. Situasi semacam ini menimbulkan perhatian di A.S., karena mereka sedang berusaha untuk membangun kerjasama untuk meningkatkan produksi etanol di kawasan Amerika Latin dan Karibia.^[84]
Amerika Serikat, yang merupakan tujuan pemasaran etanol paling besar buat Brasil, sekarang ini mengenakan tarif impor dari Brasil sebesar 0,54 dolar AS per galonnya, yang bertujuan untuk meningkatkan produksi etanol dan melindungi industri etanol di negara mereka.^[85] Pada sejarahnya, sebenarnya tarif 0,54 dolar ini digunakan untuk mengimbangi kredit pajak impor federal yang sudah ada, yaitu sebesar 45 sen per galonnya tidak peduli berasal dari negara mana etanol itu diimpor.^{[5][86][87][88]} Ekspor etanol Brasil ke A.S. mencapai 1 miliar dolar AS di tahun 2006, peningkatannya sangat luar biasa mengingat di tahun 2005 nilainya hanya 98 juta dolar AS (ada peningkatan 1.020%),^[89] tapi turun drastis di tahun 2007 karena produksi etanol dari jagung di Amerika meningkat tajam.^[90][91] Seperti pada tabel, Amerika Serikat tetaplah tujuan impor terbesar bagi etanol Brasil, meskipun Uni Eropa dan negara-negara CBI juga sudah mengimpor dengan jumlah yang hampir sama.^[79][81]

Harga dan efeknya pada konsumsi minyak bumi

Harga alkohol dan bensin per liternya di Rio de Janeiro (kiri) dan São Paulo (kanan)

Variasi produksi etanol di Brasil berdasarkan kawasan dari tahun panen 1990/91 sampai 2006/07.^[68] Hijau muda adalah produksi negara bagian São Paulo.

Kebanyakan mobil yang ada di Brasil beroperasi menggunakan bahan bakar (etanol E100) atau gasohol (E25 blend), karena campuran etanol anhidrat 25% merupakan bahan bakar standar di Brasil.^[17] Sejak tahun 2003, muncullah kendaraan bahan bakar fleksibel yang dapat beroperasi dengan menggunakan campuran bensin dan etanol berapapun. Mobil-mobil ini memiliki sensor elektronik yang dapat mendeteksi bahan bakar apa yang dipakai, dan dapat mengatur pembakaran mesin agar sesuai. Adanya mobil ini memungkinkan penggunanya memakai bahan bakar yang paling murah.^[3] Penjualan kendaraan bahan bakar fleksibel mencapai angka 9,3 juta unit pada bulan September 2009, 39% dari jumlah kendaraan bahan bakar bensin yang ada.^[21] Pada pertengahan tahun 2010 sudah ada 70 model kendaraan bahan bakar fleksibel yang ada di pasar^[92] dan produksi sampai Desember 2010 telah mencapai angka 12,5 juta unit termasuk dengan 500.000 motor bahan bakar fleksibel.^{[29][30][48][49]}
Karena bahan bakar etanol memiliki kandungan energi yang lebih rendah, maka kendaraan bahan bakar fleksibel yang memakai bahan bakar ini juga hanya dapat menempuh jarak yang lebih kecil. Tapi, hal ini diimbangi dengan harga etanol yang juga lebih rendah 25-30% per galonnya dari harga bensin.^[4] Maka, para konsumen di Brasil pun biasanya mendapatkan saran dari media untuk mengisi kendaraan mereka dengan bahan bakar etanol hanya ketika harga etanol lebih murah 30% dari harga bensin. Hal ini disebabkan karena harga etanol di negara it juga sangat berfluktuatif, tergantung dari hasil panen tanaman tebu tahun itu.^[93][94]
Sejak tahun 2005, harga etanol di Brasil menjadi sangat kompetitif karena tidak lagi diberikan subsidi oleh pemerintah,^[3] meskipun sebenarnya harga bensin juga konstan sejak pertengahan tahun 2005,^[95] di waktu ketika harga minyak dunia hanya 60 dolar AS per barrel. Bensin di Brasil sebenarnya memiliki pajak yang sangat tinggi, sekitar 54%,^[96] sedangkan pajak bahan bakar etanol jauh lebih rendah, hanya sekitar 12% sampai 30% tergantung dari negara bagiannya.^[97] Sampai bulan Oktober 2008, harga rata-rata untuk bahan bakar bensin E25 adalah 4,39 dolar AS per galon^[98] sedangkan harga rata-rata untuk etanol adalah 2,69 dolar AS per galon.^[99] Perbedaan harga yang mencolok ini menyebabkan konsumsi etanol meningkat, dan di akhir Juli 2008, ketika harga minyak mentah di pasa dunia melonjak drastis dan nilai tukar real Brasil dengan dolar AS mencapai titik terendah, rata-rata harga ritel bensin di Brasil mencapai 6 dolar AS per galonnya.^[96] Rasio harga bensin dengan etanol jauh di atas 30% pada periode ini di hampir semua negara bagian, kecuali di negara bagian yang jauh dari sentra produksi etanol dan di bulan-bulan ketika panen tebu sedikit. Menurut pada produsen Brasil, etanol akan tetap kompetitif di pasar Brasil ketika harga minyak mentah tidak sampai jatuh di bawah 30 dolar AS per barel.^[5]
Pada tahun 2008, konsumsi seluruh bahan bakar etanol di Brasil, telah melampaui konsumsi bensin di negara itu, dengan volume sekitar 27.000 meter kubik per harinya. Di bulan Februari 2008, kombinasi antara konsumsi etanol hidrat dan etanol anhidrat telah melewati 50% konsumsi bensin yang dibutuhkan untuk menjalankan armada itu sendiri. Jumlah konsumsi etanol bulanan untuk etanol anhidrat (yang dipakai untuk bahan bakar E25) dan etanol hidrat (yang dipakai untuk E100) mencapai 1.432 miliar liter, sedangkan konsumsi bensin sendiri adalah 1.411 miliar liter.^[45][46] Meskipun jika dilihat sekilas volume penjualan etanol sudah lebih besar daripada bensin, tapi jika dilihat dari energi yang dihasilkan, maka etanol hanya menyumbang 17,6% dari total konsumsi energi di negara itu, sedangkan bensin menyumbang 23,3% dan diesel menyumbangkan 49.2%.^[100]
Untuk pertama kalinya sejak tahun 2003, penjualan etanol turun 8,5% pada tahun 2010 jika dibandingkan dengan tahun 2009. Total konsumsi etanol hidrat dan anhidrat di negara itu turun 2,9% sedangkan konsumsi bensin malah meningkat 17,5%. Volume total penjualan etanol pun menjadi 22,2 miliar liter, jika dibandingkan dengan konsumsi bensin yang 22,7 miliar liter. Berkurangnya konsumsi etanol hidrat ini disebabkan karena harga gula yang mahal di pasar dunia, mencapai harga tertingginya dalam 30 tahun pada tahun 2010. Tingginya harga gula ini menyebabkan pabrik-pabrik pengolahan tebu menjadi lebih banyak memproduksi gula daripada memproduksi etanol, sehingga pasokan etanol pun berkurang dan harga E100 pun meningkat, yang ujung-ujungnya harga bahan bakar etanol ini menjadi tidak kompetitif. Faktor lainnya yang berkontribusi terhadap perubahan ini adalah impor kendaraan berbahan bakar bensin yang meningkat di tahun 2010.^{[101][102][103]}

Perbandingan dengan Amerika Serikat

Industri etanol berbasis tebu di Brasil lebih efisien daripada industri etanol berbasis jagung di Amerika Serikat. Etanol tebu memiliki nilai keseimbangan energi 7 kali lebih baik daripada etanol yang diperoleh dari jagung.^[3] Pendistilasian Brasil memiliki kemampuan untuk memproduksi etanol dengan harga 22 sen per liternya, sedangkan etanol dari jagung biayanya adalah 30 sen per liter.^[104] Biaya produksi etanol di Amerika Serikat lebih tinggi 30% karena amilum dari jagung harus diubah dahulu menjadi gula sebelum didistilasi menjadi alkohol.^[105] Meskipun ada perbedaan harga ini, tapi Amerika Serikat tidak mengimpor etanol lebih banyak etanol lagi dari Brasil karena mereka mempunyai tarif sebesar 54 sen per galon yang sudah diberlakukan sejak 1980.^{[5][86][87][88]}
Penanaman tebu membutuhkan iklim tropis atau subtropis, dengan curah hujan minimum adalah 600 mm (24 in). Tebu merupakan salah satu tanaman pefotosintesis terefisien dari semua jenis tanaman, mereka mempunyai kemampuan untuk mengubah sampai 2% energi matahari menjadi biomassa. Produksi tebu di Amerika Serikat dilakukan di Florida, Louisiana, Hawaii, dan Texas. 3 pabrik pertama yang mengolah etanol dari bahan bakar tebu di Amerika Serikat mulai beroperasi di Louisiana pertengahan tahun 2009. Pabrik pengolahan gula di Lacassine, St. James dan Bunkie akan memeproduksi etanol dari tebu dengan menggunakan teknologi dari Kolombia sehingga mereka bisa mendapatkan keuntungan dari produksi etanol. 3 pabrik ini akan memproduksi 100 juta galon AS (378,5 juta liter) etanol dalam lima tahun.^[106] Pada tahun 2009, 2 pabrik etanol tebu lainnya sedang dikembangkan di Kauai, Hawaii dan Imperial Valley, California.^[107]

Perbandingan karakteristik antara industri etanol di Amerika Serikat dan di Brasil
Karakteristik	Brasil	U.S.	Unit/keterangan
Sumber tanaman	Tebu	Jagung	Tanaman ini merupakan tanaman utama untuk produksi etanol, di A.S. sendiri hanya 2% yang berasal dari tanaman lain selain jagung.
Total produksi bahan bakar etanol (2010)[1]	6.922	13.230	Satuan dalam juta galon A.S.
Total lahan subur[108]	355	270(1)	Juta hektar.
Total area yang digunakan untuk tanaman penghasil etanol (2006)[105]	3.6 (1%)	10 (3.7%)	Juta hektar (dari % total lahan subur).[108]
Produktivitas per hektar[3][105][108][109]	6,800-8,000	3,800-4,000	Liter ethanol per hektar. Brazil 727 sampai 870 gal/acre (2006), AS 321 sampai 424 gal/acre (2003).
Keseimbangan energi (produktivitas energi input)[5][12][105]	8.3 - 10.2	1.3 - 1.6	Rasio dari energi yang didapat dengan energi yang digunakan dalam memproduksi etanol.
Estimasi pengurangan emisi gas rumah kaca[2][105][110]	86-90%(2)	10-30%(2)	% emisi gas rumah kaca yang berhasil dikurangi dengan menggunakan etanol.
Estimasi pengurangan gas rumah kaca pada 2022 oleh EPA untuk RFS2.[111]	61%(3)	21%	% Rata-rata perubahan gas rumah kaca apabila menggunakan etanol jika dibandingkan dengan menggunakan bensin.
Analisis siklus hidup intensitas karbon oleh CARB[112][113]	73.40	105.10(4)	Gram ekuivalensi CO2 yang dilepas per MJ energi yang diproduksi, termasuk indirect land use changes.[110]
Estimasi waktu yang dibutuhkan untuk mengembalikan emisi gas rumah kaca[114]	17 tahun(5)	93 tahun(5)	cerrado Brasil untuk tebu dan padang rumput AS untuk jagung. Skenario perubahan penggunaan lahan oleh Fargione.[115]
Jumlah kendaraan bahan bakar fleksibeldiproduksi[29][30][116]	12 million	9.3 million	Mobil dan truk ringan saja. Brazil per Desember 2010 (Kendaraan etanol E100 FFVs). A.S. per Desember 2009 (Kendaraan etanol E85 FFVs).
Jumlah pom bensin yang tersedia	35,017 (100%)	2,326 (1%)	% dari total gas di negara tersebut. Brasil per Desember 2007.[117] U.S. by July 2010.[118] (170,000 total)[4]
Pangsa etanol di pasar bensin[45][47][119]	50%(6)	8%	% total konsumsi dalam basis volume. Brasil per April 2008. A.S. per Desember 2009.
Ongkos produksi (USD/galon)[3]	0.83	1.14	2006/2007 untuk Brasil (22¢/liter), 2004 untuk A.S. (35¢/liter).
Subsidi pemerintah (dalam USD)[87][88]	0 (7)	0.45/gallon	A.S. sejak 1 Januari 2009 sebagai campuran kredit pajak. Produksi etanol Brasil tidak lagi disubsidi.(7)
Tarif impor (dalam USD)[86]	0(8)	0.54/gallon	Brazil tidak mengimpor bahan bakar etanol sejak 2002 sampai 2010. Pada tahun 2011 mengimpor dari AS.[120] A.S. melakukannya tapi jumlah impor telah menurun drastis sejak 2008.
Catatan: (1) Hanya daratan A.S., diluar Alaska. (2) Mengasumsikan tidak ada perubahan penggunaan lahan.[110] (3) Estimasi untuk konsumsi A.S. dan etanol tebu yang diimpor dari Brasil. Emisi dari transportasi laut juga termasuk. Kedua estimasi termasuk dengan transportasi darat di A.S.[111] (4) Estimasi CARB untuk etanol jagung Midwestern Amerika Serikat. Intensitas karbon bensin California adalah 95.86 dicampur dengan 10% etanol.[112][113] (5) Mengasumsikan perubahan penggunaan lahan secara langsung saja.[115] (6) Karena kandungan energi per volume etanol rendah, maka bioetanol mewakili 17,6% konsumsi energi pada sektor transportasi, sedangkan bensin mewakili 23,3%.[100] (7) Produksi etanol di Brasil memang tidak lagi disubsidi, tapi bensin disana diberi pajak sangat besar dibandingkan etanol (pajak ~54%). Sampai akhir Juli 2008, ketika harga minyak mencapai titik tertinggi dan kurs Real Brasil terhadap dolar AS mencapai titik terendah, harga ritel bensin di Brasil adalah 6,00 dolar AS per galon, padahal harga bensin di AS sendiri 3,98 dolar AS per galon.[96] Kenaikan harga bensin di Brasil sebelumnya dilakukan pada akhir tahun 2005, ketika harga minyak menyentuh angka 60 dolar AS per barrel.[121] (8) Pajak impor Brasil adalah 20%[122] tapi pada tahun 2010 dipotong sementara menjadi 0% sampai tahun 2011.[123]