Análisis estadístico de la proyección de la producción de azúcar y el etanol como biocombustible en México
por Israel Hernández Ceballos
Sociólogo
Abstract
Éste trata proyecciones y análisis de la producción de azúcar y el etanol como biocombustible en México a mediano y largo plazo, determinando los beneficios económicos, sociales y medioambientales que tiene el etanol como biocombustible en México. Para ello se utilizarán datos reales de la zafra durante el periodo 2005-2006 obtenidos del Sistema de Información Energética en el sitio web http://sie.energia.gob.mx consultada en el mes de diciembre de 2007.
This is an analysis and projection about sugar & etanol as biofuel in Mexico, in the medium and long term, determ the economical, social and enviromnent profits. Data used is about 2005-2006 sugar harvesting from Sistema de Información Energética in website http://sie.energia.gob.mx in december 2007.
Antecedentes de la producción azucarera y el etanol como biocombustible
La caña de azúcar
La agroindustria de la caña de azúcar es una de las más antiguas e importantes del país. México ocupó el séptimo lugar como productor mundial después de Brasil, La India, Unión Europea, China, Estados Unidos y Tailandia, con una producción de 5.8 millones de toneladas durante la zafra 2004-2005; la producción estimada para la zafra 2005-2006 fue de 5.3 millones de toneladas. Su cultivo ocupa alrededor de 656 mil hectáreas que se procesan en 58 ingenios distribuidos en 15 estados de la República, a pesar de que su valor en el Producto Interno Bruto (PIB) se ha venido reduciendo, ya que actualmente representa menos del 1% del total. De esta actividad dependen alrededor de 3 millones de personas y genera miles de empleos directos e indirectos y es el sustento de casi 6 mil familias, en promedio, por ingenio; por ello esta industria es considerada de interés público por ser un detonante para desarrollo regional.
Veracruz es la entidad que registra la mayor producción de azúcar en el país, utilizando aproximadamente 250 mil hectáreas; sus 22 ingenios generan más del 40% de la producción nacional y se estima que 1 de cada 7 habitantes del estado dependen económicamente de esta actividad y, aun cuando la superficie cultivada se ha incrementado, su rendimiento es cercano a 78 toneladas/hectárea, fenómeno similar en toda la república mexicana. Más de 2/3 partes se cultivan en llanuras a una altitud menor a los 200 metros sobre el nivel del mar; además de que es mínima la cosecha mecanizada debido a las fuertes pendientes del terreno y más del 80% es de temporal (Poy, E. 2005).
La agroindustria cañera ha sido una de las principales generadoras del desarrollo regional, en los últimos 50 años se han venido produciendo grandes rezagos tecnológicos, tanto en el campo como en los ingenios, que tienden a agravarse frente a la competitividad internacional. No obstante, en la zafra 2004-2005 se alcanzó el récord histórico de 5.8 millones de toneladas de azúcar, de las cuales el 80% fueron consumidas por el mercado interno y cerca de 1 millón de toneladas son excedentes que difícilmente pueden colocarse en el mercado mundial, a menos que sean subsidiadas para que el precio sea competitivo.
De esta manera, la agroindustria no es ajena a los fenómenos y tendencias del desarrollo socio-económico mundial, caracterizados fundamentalmente por la globalización comercial, que obligan a pasar de un modelo de economía cerrado y protegido a otro de economía abierta y de libre mercado y en donde la competencia es el eje central para crecer y permanecer en los mercados, tanto nacionales como internacionales; actualmente, agravando esta situación, se compite también con otros edulcorantes sustitutos del azúcar, particularmente con el jarabe de maíz genéticamente modificado, el cual produce alta fructosa y sus precios son más bajos; aún cuando se detuvo de manera parcial la importación de jarabe de maíz de alta fructosa con un impuesto especial del 20% al consumo, recientemente fue derogado por presión de la Organización Mundial del Comercio (OMC). El maíz amarillo (transgénico) que produce este jarabe ya se cultiva en el país, por lo que en corto plazo, se prevé, se perderá el mercado del sector de refresquero, el cual absorbe el 30% de producción nacional de azúcar, independientemente de que el acuerdo del Tratado de Libre Comercio de América del Norte (TLCAN) propinó que a inicios de éste 2008 todos los productos y derivados agrícolas se abrieran totalmente a este mercado sin aranceles.
En cambio, en los países del área latinoamericana los cañaverales tienden a crecer, cada vez más con mayor productividad por hectárea y los ingenios se reconvierten, adquiriendo nuevas tecnologías para producir otros productos. Algo similar acontece en África, Australia y en el Lejano Oriente en donde China en convenio comercial y tecnológico con Brasil pondrá a funcionar nuevos ingenios cañeros que no se dedicarán solamente a la producción de azúcar, como sucede en México, sino también a la producción de etanol y la generación de energía eléctrica.
Producción y uso del etanol
La principal fuente de energía durante el siglo XX fue el petróleo; hoy cada día más caro y más escaso, ya que aún sin aumentar su consumo diario el horizonte previsto para su agotamiento, en México, no rebasa los 10 años. Las nuevas fuentes de energía serán indudablemente la biomasa y otras renovables, dado que las otras fuentes alternas tradicionales son caras e insuficientes para proveer el consumo creciente en el mundo y una de las fuentes de biomasa más barata y renovable es la caña de azúcar, además de ser la plantación que por su efecto fotosintético produce una mayor cantidad de oxígeno y fija el carbono proveniente de la atmósfera; no es solamente generadora de azúcar y excelente forraje para el consumo animal, sino el insumo más redituable para obtener de esta agroindustria otros productos a través de síntesis químicas y/o procesos biotecnológicos para darles una mayor valor agregado, especialmente en las áreas de bioenergéticos, alimentos y fármacos, entre los cuales podemos destacar por su demanda y valor en el mercado al etanol.
De los 57 países productores de etanol, los programas más exitosos son los desarrollados en Brasil con el 36.4% y en los Estados Unidos de Norteamérica con el 35.5% de la producción mundial (45.3 millones de m3 en 2005). México se encuentra rezagado en esta dirección con una producción de 59.3 mil m3 en el mismo periodo, para atender una demanda nacional de aproximadamente 220 mil m3, cifra que nos muestra la necesidad de aumentar nuestra producción para evitar las importaciones y revalorar los subproductos: bagazos, mieles y melazas, a partir de los cuales se pueden obtener diversos derivados (Poy, E. 2005).
La producción de etanol se realiza por vía microbiana a partir de las melazas o del jugo de caña para uso industrial en general (21%), en la industria de licores (13%) y como combustible (66%) es ampliamente utilizada; pero nuestros ingenios lo producen solamente a partir de las melazas con poca eficiencia tanto en rendimiento como en productividad y calidad, debido al inadecuado control del proceso fermentativo (pH, temperatura y aireación), mismos que provocan problemas de contaminación, producción insuficiente y elevando el costo del producto, que nos impide competir con el precio de otros países, tales casos como Brasil y Guatemala.
Recientemente la Cámara de Senadores emitió el decreto que expide la Ley de Promoción y Desarrollo de los bioenergéticos, la cual será considerada en el próximo periodo de sesiones de la Cámara de Diputados, misma que estimula la producción, distribución y comercialización del etanol usando cultivos energéticos o subproductos de actividades agropecuarias como lo es la caña de azúcar, ya sea como oxigenante de las gasolinas mezclado en diferentes proporciones (etanol anhidro) o puro como combustible (etanol 96°) para reducir el impacto ambiental producido por los gases efecto invernadero en la atmósfera y para sustituir al éter-metil-terbutílico (EMTB) que se usa en nuestro país como oxigenante de las gasolinas el cual está prohibido en varios estados de la Unión Americana por su efecto contaminante de los mantos freáticos. Esta reforma plantea la necesidad de fomentar la creación de cadenas productivas relacionadas con los biocombustibles y proveerse de los apoyos técnicos y presupuestales que se requieren para estos efectos, impulsando así la producción agrícola y el empleo productivo de la bioenergía.
El uso del etanol como combustible mezclado con las gasolinas tiene entre otras las siguientes ventajas: 1) Reduce la contaminación atmosférica producida por la emisión de los gases efecto invernadero (GEI), 2) Sustituye al éter-metil-terbutílico que actualmente se usa en las gasolinas como oxigenante y aumenta el octanaje de las mismas, conservando mejor los motores, 3) Su empleo reducirá la importación de las gasolinas que alcanzan el 30% del consumo nacional (alrededor de 220 mil barriles diarios), 4) Con la sustitución del 10% de las importaciones de gasolina por etanol, ahorraríamos divisas por cerca de 2 mil millones de dólares al año, 5) Con el uso del etanol impulsaríamos la producción agrícola sembrando nuevas hectáreas de caña de azúcar y por ende, el empleo en campo e industria con la instalación de nuevas destilerías, 6) De acuerdo al protocolo de Kyoto, la reducción del CO2 nos permitiría incursionar en el mercado de los bonos de carbono que hoy fuertemente se impulsa en todo el mundo (aprox. 10 dólares por toneladas de CO2) y obtener financiamientos para su impulso (Banco Mundial, Banco Interamericano de Desarrollo, Unión Europea, entre otros). Además, ayudaríamos al sector agroindustrial de la caña de azúcar a salir de la crisis por la que atraviesa y que tiene visos de empeorar con la próxima apertura del Tratado de Libre Comercio de Norteamérica (TLCAN) que conlleva al ingreso de otros edulcorantes baratos y a la producción de bioenergéticos de otras fuentes (Poy, E. 2005).
A partir de estas propuestas y en la elaboración de planes de desarrollo y en la toma de decisiones, nos centraremos en el escenario de la producción del etanol como combustible que permite reducir la importación de las gasolinas y ahorrar divisas al país; por lo que el objetivo del presente trabajo fue presentar la aplicación de software que proyecta la producción de la caña de azúcar y de etanol como combustible.
Marco de referencia
El etanol (derivado de caña de azúcar, maíz, u otros cultivos) tiene un largo historial como suplemento o sustituto de biocombustibles. El etanol derivado de la caña tiene la mejor relación de costo y eficacia (mucho mejor que el de maíz) y pocos lugares del mundo gozan de una combinación de suelo, clima, tierra disponible y bajos costos laborales para el cultivo de la caña comparable a la de América Latina y el Caribe. (Constante, 2004)
El biocombustible más importante es el alcohol carburante, mejor conocido como etanol, el cual puede ser utilizado como oxigenante de la gasolina, elevando su contenido en O2, lo que permite una mayor combustión de la misma disminuyendo las emisiones contaminantes de hidrocarburos no oxidados completamente. (Cardona Alzate, 2005)
Plata (2006), menciona que en México, a pesar de ser uno de los principales productores de petróleo en el mundo, importa siete mil 350 millones de dólares al año en gasolinas, alrededor del 30 por ciento del consumo nacional; esto debido a que Petróleos Mexicanos (PEMEX) no ha incrementado su capacidad de refinación en los últimos 25 años; la industria cañera se encuentra ante la grave amenaza de que para el 2008 no se pueda frenar la importación de alta fructosa, producto que compite directamente con el azúcar en el mercado de edulcorantes.
Cárdenas Jiménez (2004), asegura que ante el desabasto de maíz en México, al menos en el corto plazo, no será viable la fabricación de etanol de maíz como en Estados Unidos, por lo que, el gobierno federal anunciará un programa nacional en el sector azucarero para que se contemple la viabilidad de fabricar etanol con caña. En este aspecto, Quintana Roo, Veracruz, Morelos y Jalisco tiene proyectos importantes para construir plantas de fabricación de etanol con base en caña.
Por tanto, ¿cuál es la proyección de la producción de azúcar y el etanol como biocombustible en México?
Diseño del Análisis
Para llevar a cabo la Proyección de la producción de azúcar y el etanol como biocombustible en México se consultó información acerca de la producción de la caña de azúcar (zafra 2005-2006), también sobre sus conversiones del dólar frente al peso mexicano, así mismo de la tonelada de azúcar para producir alcohol a través del etanol.
Se realizó la proyección del consumo y producción de azúcar, gasolina y el etanol como biocombustible en México, todo esto mediante varios escenarios con la validación de un programa computacional llamado “Generador de escenarios”, el cual elaboró la Universidad Veracruzana a través del Centro Virtual de Investigación Multidisciplinaria.
También se aplicaron métodos estadísticos como lo son el análisis de regresión múltiple, los cuales se llevarán a cabo en el paquete STATISTICA versión 7.0, dichos técnicas explicaron la relación y el comportamiento año con año de la producción de azúcar, del consumo de gasolina, de la producción de etanol como biocombustible y el ahorro de divisas para disminuir las importaciones de la gasolina de Estados Unidos.
El Generador de Escenarios: Proyección de la producción de azúcar y el etanol como biocombustible
Este programa permite hacer Proyecciones acerca del etanol (alcohol) y muestra el comportamiento que presenta la Producción de etanol, así como el Ahorro anual por importaciones de gasolina y la superficie que se requerirá sembrar con caña de azúcar, todo esto a nivel nacional.
Análisis de los resultados y conclusiones
Datos Históricos de la Zafra 2005-2006 y sus productos | |||||
Ha de caña | Ha de caña industrializada | Toneladas de Caña | Toneladas de Azúcar producidas | Toneladas de | Alcohol |
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| Procesadas | Producción |
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671,959.00 | 664,244.00 | 47,287,530.36 | 5,282,017.14 | 1,798,344.78 | Consumo Nacional |
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| 220,000,000.00 |
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| Consumo Nacional | Exportadas |
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| 5,000,000.00 | 1,300,000.00 |
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| Excedentes | Mercado Nacional |
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| 282,017.14 | 498,344.78 |
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| Importadas | Para Alcohol |
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| 500,000.00 | 210,725.00 | 50,068,260.00 |
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| 782,017.14 |
| Producción |
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| 500,000.00 | 287,619.78 |
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| Exportadas | Alim Animal y | Deficit Nacional |
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| 282,017.14 | 169,931,740.00 | |
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| Excedente Final |
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La tabla muestra los Datos históricos que corresponden a la cosecha del 2005-2006 en México y sus productos, como se puede observar en ella se presentan las hectáreas de caña sembradas en ese año equivalentes a 671,959.00 toneladas y las hectáreas de caña industrializada que es igual a 664,244.00 toneladas de azúcar, que al multiplicarlas por el rendimiento en campo se obtiene un total de 47,282,530.36 toneladas de caña procesada; que también al multiplicarla por el rendimiento de azúcar producida (kilos) entre toneladas de caña se obtiene un total de 5,282,017.14 toneladas de azúcar producidas.
De esas mismas toneladas de caña procesada se multiplica por el rendimiento de melaza y se obtiene un total de 1,798,344.78 toneladas de melaza producidas, donde el consumo nacional de alcohol equivale a 220,000,000.00.
Proyección de la producción de caña y sus productos para la zafra 2007-2008 | |||||
Ha de caña | Ha de caña | Toneladas de | Consumo Nacional de azúcar | Etanol | Producción Nacional de Melaza |
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| Datos Actuales (Zafra 2005-2006) |
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671,959.00 | 664,244.00 | 47,287,530.36 | 5,000,000.00 |
| 1,798,344.78 |
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| Escenario de la Zafra 2007-2008 |
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| 47,287,530.36 |
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| 11,191,221.00 | 1,250,059,385.70 |
| 425,602.13 |
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| 36,096,309.36 |
| 2,887,704,748.80 |
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| Mercado Nacional |
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| (alim Animal y | 287,619.78 |
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| 137,982.35 |
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220,000,000.00 |
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| Consumo Nacional |
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| 2,667,704,748.80 |
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En la tabla presenta el escenario de la cosecha del 2007-2008 en México, en el cual, nuevamente se tienen los datos históricos de la zafra, como lo son las hectáreas de caña sembradas e industrializadas, así como también las toneladas de caña procesadas y el consumo nacional de azúcar; los nuevos datos que se observan corresponden a las toneladas de caña para el sector refresquero que equivale a 11,191,221.00, de las cuales se destina un total de 425,602.13 toneladas (equivalente al 25%), de las toneladas de caña que son 36,468,286.00 se multiplican por los litros de etanol por tonelada de caña y se obtiene un total de 2,887,704,748.80 litros .
De las 11, 191,221.00 toneladas de caña que se tienen, 1, 250, 059,385.70 son convertidas en toneladas de azúcar; también se tiene que el consumo nacional de alcohol en México para ese año es de 220, 000,000.00. Y por último se muestra que para el Mercado Nacional (alimento animal y levaduras) la producción de melazas es de 287,619.78 toneladas.
Proyección del consumo nacional e importación de gasolina 2006-2015 | |||||||
Año | Consumo de BD | Consumo de BA | Importación de BD | Importación de BA | Consumo | Importación Anual (Lts) | % de la producción |
2006 | 685,000.00 | 250,025,000.00 | 205,000.00 | 74,825,000.00 | 39,753,975,000.00 | 11,897,175,000.00 | 42.71 |
2007 | 767,200.00 | 280,028,000.00 | 287,200.00 | 104,828,000.00 | 44,524,452,000.00 | 16,667,652,000.00 | 59.83 |
2008 | 859.264.00 | 313,631,360.00 | 379,264.00 | 138,431,360.00 | 49,867,386,240.00 | 22,010,586,240.00 | 79.01 |
2009 | 962,375.68 | 351,267,123.20 | 482,375.68 | 176,067,123.20 | 55,851,472,588.80 | 27,994,672,588.80 | 100.49 |
2010 | 1,077,860.76 | 393,419,177.98 | 597,860.76 | 218,219,177.98 | 62,553,649,299.46 | 34,696,849,299.46 | 124.55 |
2011 | 1,207,204.05 | 440,629,479.34 | 727,204.05 | 265,429,479.34 | 70,060,087,215.39 | 42,203,287,215.39 | 151.50 |
2012 | 1,352,068,54 | 493,505,016.86 | 872,068.54 | 318,305,016.86 | 78,467,297,681.24 | 50,610,497,681.24 | 181.68 |
2013 | 1,514,316.76 | 552,725,618.89 | 1,034,316.76 | 377,525,618.89 | 87,883,373,402.99 | 60,026,573,402.99 | 215.48 |
2014 | 1,696,034.78 | 619,052,693.15 | 1,216,034.78 | 443,852,693.15 | 98,429,378,211.34 | 70,572,578,211.34 | 253.34 |
2015 | 1,899,558.95 | 693,339,016.33 | 1,419,558.95 | 518,139,016.33 | 110,240,903,596.71 | 82,384,103,596.71 | 295.74 |
Como se observa en la tabla se tienen las Proyecciones del consumo e importación de gasolina para los próximos 10 años en México.
Se muestra que en el 2006 el consumo de barriles diarios de gasolina fue de 685,000.00 y el consumo anual de 250, 025, 000.00; la importación de barriles diarios de gasolina es de 205,000.00 y el equivalente de la importación de barriles anuales fue de 74,825,000.00; donde el consumo anual de litros de gasolina en México fue de 39,753,975,000.00 y en ese año la importación de gasolina fue de 11,897,175,000.00 miles de litros, todo esto es el equivalió a un 42.71 % de lo que produjo PEMEX.
Se observa que la proyección para el año 2008 el consumo de barriles diarios de gasolina es de 859.264.00, con una importación de barriles diarios de 379,264.00; donde el consumo anual es igual a 49,867,386,240.00 miles de litros de gasolina, para ese año PEMEX tiene que producir un 79.01%, lo que equivale a producir más de lo que se consume. Como se puede observar el incremento para la producción de barriles de gasolina por parte de PEMEX es de un 12% cada año.
Estrategia para ampliar el campo cañero para la producción de etanol | |||||||
Año |
Consumo anual de gasolina |
% del consumo anual de gasolina sustituible por etanol |
Importaciones anuales de gasolina | Ahorro de importaciones por la mezcla de etanol (Dólares) | Siembra de has de caña para producción de etanol + 116230 has |
Hectáreas adicionales de caña | |
Miles de barriles |
Miles de litros | ||||||
2006 | 39,753,975,000.00 | 1,987,698,750.00 | 74,825,000.00 | 11,897,175,000.00 | 1,222,629,240.45 | 232,782.98 | .00 |
2007 | 44,524,452,000.00 | 2,226,222,600.00 | 104,828,000.00 | 16,667,652,000.00 | 1,369,344,749.30 | 274,664.54 | 41,881.56 |
2008 | 49,867,386,240.00 | 2,493,369,312.00 | 138,431,360.00 | 22,010,586,240.00 | 1,533,666,119.22 | 321,571.89 | 46,907.35 |
2009 | 55,851,472,588.80 | 2,792,573,629.44 | 176,067,123.20 | 27,994,672,588.80 | 1,717,706,053.52 | 374,108.11 | 52,536.23 |
2010 | 62,553,649,299.46 | 3,127,682,464.97 | 218,219,177.98 | 34,696,849,299.46 | 1,923,830,779.95 | 432,948.69 | 58,840.57 |
2011 | 70,060,087,215.39 | 3,503,004,360.77 | 265,429,479.34 | 42,203,287,215.39 | 2,154,690,473.54 | 498,850.13 | 65,901.44 |
2012 | 78,467,297,681.24 | 3,923,364,884.06 | 318,305,016.86 | 50,610,497,681.24 | 2,413,253,330.36 | 572,659.75 | 73,809.62 |
2013 | 87,883,373,402.99 | 4,394,168,670.15 | 377,525,618.89 | 60,026,573,402.99 | 2,702,843,730.01 | 655,326.52 | 82,666.77 |
2014 | 98,429,378,211.34 | 4,921,468,910.57 | 443,852,693.15 | 70,572,578,211.34 | 3,027,184,977.61 | 747,913.30 | 92,586.78 |
2015 | 110,240,903,596.71 | 5,512,045,179.84 | 518,139,016.33 | 82,384,103,596.71 | 3,390,447,174.92 | 851,610.49 | 103,697.20 |
En la tabla se tiene la Estrategia para ampliar el campo cañero a un 5% del consumo anual de gasolina, esto es, que para el año 2008 el consumo de gasolina de ese año es de 49,867,386,240.00, donde el consumo anual de gasolina que es sustituible por etanol es del 5%, es decir, 2,493,369,312.00 lo que se sustituiría; dentro de las importaciones que se tienen para ese año de gasolina de 138,431,360.00 miles de barriles, lo que equivale a 22,010,586,240.00 miles de litros, para ahorrar el 5% del consumo para no comprar gasolina, se tiene que el ahorro de importaciones por la mezcla de etanol es de 1,533,666,119.22 dólares.
Para ese mismo ahorro de lo que se sustituiría por etanol, es necesario sembrar 321,571.89 hectáreas de caña para la producción de etanol y como ya se tienen 274,664.54 hectáreas de caña del año 2007, solo se requieren sembrar 46,907.35 que son las hectáreas adicionales.
Solo se tiene que plantear una estrategia para ampliar el campo cañero, tomando en cuanta el consumo de gasolina por año y cuanto se requiere para sustituirla, así como también las hectáreas de caña que se necesitan para sembrar y producir el etanol.
Referencias
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