The water, energy and food security nexus in biofuels

In the last decades the utilization of biofuels has grown because they are involved in climate change and energy security politics as local and sustainable energy. However, some concerns are growing about biofuels. How do they impact the natural resources? How much do they contribute in energy framework? Do they contribute to food scarcity? In this work estimate biofuels consumption, distinguishing between bioethanol and biodiesel, considering the crops used in the production process and their trade, using a database that provides accurate biofuels production and consumption data, and a trend on future consumption. We find that the “big players” of bioethanol market are Brazil and the United States, while biodiesel in used mainly in the EU. Bioethanol is used worldwide and biodiesel is used only in developed countries. It is found that in the year 2009 more than 0.155e12 m3 of green water (i.e., rainwater), 0.016e12 m3 of blue water (i.e., irrigation water), 0.025e12 m3 of grey water (i.e., polluted water), and more than 22.8e06 ha of land are used to produce more than 65e06 tons of bioethanol and 10e06 tons of biodiesel, and we predict the water consumption (i.e., total water) to increase of 59 percent by the year 2022., and land usage of 38 percent. It is found also that alimentary crops used to produce biofuels could have fed, in the year 2009, 315 million people.

Negli ultimi decenni l'utilizzo di biocarburanti è cresciuto molto, dal momento che sono protagonisti di politiche di mitigazione dei cambiamenti climatici e di politiche finalizzate al miglioramento dell'"energy security" di alcuni Paesi. Tuttavia, alcune domande stanno nascendo a loro riguardo. Qual è il loro impatto sulle risorse naturali? Quanto contribuiscono nel quadro energetico dei Paesi? Contribuiscono in qualche modo alla scarsità alimentare? In questo lavoro stimiamo l'ammontare del consumo di biocarburanti, considerando anche da quali prodotti agricoli di partenza essi siano prodotti, distinguendo tra bioetanolo e biodiesel ciascuno con i suoi differenti processi produttivi. Per fare ciò utilizzeremo il database FAO, che fornisce dati precisi per ciascuna nazione del mondo sul consumo attuale, e il database OECD/FAO per il consumo futuro. I maggiori consumatori di bioetanolo risultano essere Stati Uniti e Brasile, mentre il biodiesel viene utilizzato principalmente nell'Unione Europea. Il bioetanolo viene usato in tutto il mondo mentre il biodiesel principalmente nei Paesi sviluppati. Nel 2009 si sono utilizzati più di 0.155e12 m3 di acqua verde (acqua piovana), 0.016e12 m3 di acqua blu (irrigazione), 0.025e12 m3 di acqua grigia (acqua inquinata), e più di 22.8e06 ha di terreno sono stati usati per produrre più di 65e06 tonnellate di bioetanolo e 10e06 tonnellate di biodiesel, e risulta che questo consumo idrico (acqua totale)aumenterà del 59 per cento entro l'anno 2022, e il consumo di suolo del 38 per cento. Risulta anche che i prodotti agricoli utilizzati al fine di produrre biocarburanti avrebbero potuto sfamare, nell'anno 2009, più di 315 milioni di persone.