ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Βιοντίζελ είναι το όνομα καθαρών καυσίμων που μπορούν να αντικαταστήσουν το συμβατικό πετρέλαιο ντίζελ ή να προστεθούν σ΄ αυτό και να σχηματιστούν καύσιμα μίγματα. Παρασκευάζεται από φυσικές, ανανεώσιμες πηγές όπως τα νέα ή και χρησιμοποιημένα φυτικά έλαια και τα ζωικά λίπη. Είναι βιοδιασπάσιμο, μη τοξικό, και ουσιαστικά δεν περιέχει θείο και αρωματικές ενώσεις.

Η χρήση καυσίμων ντίζελ που παράγονται από φυτικά έλαια δεν είναι νέα διαδικασία αλλά η παρουσία τα τελευταία 60 χρόνια του σχετικά φτηνού και τεχνικά ανώτερου πετρελαίου ντίζελ εμπόδισε την ευρεία χρήση του.

Η ιδέα της χρησιμοποίησης καυσίμων βασισμένων σε φυτικά έλαια χρονολογείται από 1895 όταν ανέπτυξε ο Δρ Ρούντολφ Ντίζελ την πρώτη μηχανή ανάφλεξης με συμπίεση σχεδιασμένη να λειτουργεί με φυτικά έλαια.

Τα τελευταία χρόνια ανανεώθηκε το ενδιαφέρον για τη χρήση του βιοντίζελ ώστε να ξεπεραστούν τα περιβαλλοντικά προβλήματα που συνδέονται με τη χρήση του πετρελαίου

Μερικά από τα μειονεκτήματα του βιοντίζελ είναι:

  • Το υψηλό ιξώδες.
  • Η χαμηλή πτητικότητα.
  • Η χημική δραστικότητα των ακόρεστων αλυσίδων που οδηγεί σε σχηματισμό ρητινωδών προϊόντων.
  • Η αύξηση της αιθάλης.

Αυτά τα μειονεκτήματα γενικά εμποδίζουν τη χρήση μη επεξεργασμένων φυτικών ελαίων αν και υπάρχουν πολλά παραδείγματα μιγμάτων σε ποσοστά 20-50% με πετρέλαιο ντίζελ που χρησιμοποιούνται για παρατεταμένες περιόδους.

Η μετεστεροποίηση είναι η κύρια τεχνική που εφαρμόζεται για την αντιμετώπιση αυτών των τεχνικών προβλημάτων, και ειδικά του υψηλού ιξώδους, παρ' όλο που αυξάνει το κόστος.

Τυπικά τα άνυδρα έλαια (τριγλυκερίδια) θερμαίνονται με μεθανόλη σε αλκαλικό περιβάλλον (με βασικό καταλύτη) και προκύπτει μίγμα μεθυλεστέρων και γλυκερίνης που ανακτάται σαν πολύτιμο παραπροϊόν.

Αν και το υδροξείδιο νατρίου και το μεθοξείδιο του νατρίου χρησιμοποιούνται ευρέως ως καταλύτες, όμως μια "πράσινη" διαδικασία που περιλαμβάνει επαναχρησιμοποιούμενο καταλύτη λιπάσης και υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα είναι περισσότερο φιλική προς το περιβάλλον. Το κύριο εμπόδιο στην ευρεία χρήση του βιοντίζελ είναι ο κόστος, από το οποίο περισσότερο από το 75% αποτελεί το κόστος της πρώτης ύλης δηλαδή των ελαίων. Η προσπάθεια επικεντρώνεται στη χρήση χρησιμοποιημένων μαγειρικών λιπών και ελαίων αλλά ζητήματα ανομοιομορφίας, διαθεσιμότητας και συλλογής έχουν αποτρέψει την εμπορική χρήση μέχρι σήμερα.

Επειδή έχει παρόμοιες ιδιότητες με το ντίζελ πετρελαίου, το βιοντίζελ μπορεί να συνδυαστεί σε οποιαδήποτε αναλογία μ΄ αυτό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις μηχανές ντίζελ χωρίς σημαντικές τροποποιήσεις.

Τα μίγματα μέχρι 20% του βιοντίζελ με ντίζελ πετρελαίου (βιοντίζελ 20%, ή B20) μπορούν να χρησιμοποιηθούν σχεδόν σε όλο τον εξοπλισμό μηχανών ντίζελ και είναι συμβατά με τον περισσότερο εξοπλισμό αποθήκευσης και διανομής. Αυτά τα χαμηλά μίγματα επιπέδου (20% και λιγότερο) γενικά δεν απαιτούν οποιεσδήποτε τροποποιήσεις των μηχανών.
Τα υψηλότερα μίγματα, ακόμη και καθαρό βιοντίζελ (βιοντίζελ 100%, ή B100), μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλές μηχανές που κατασκευάστηκαν μετά το 1994 με ελάχιστη ή καμία τροποποίηση. Η μεταφορά και η αποθήκευση, εντούτοις, απαιτούν ειδική διαχείριση.

Η χρησιμοποίηση του βιοντίζελ σε μια συμβατική μηχανή ντίζελ μειώνει ουσιαστικά τις εκπομπές των άκαυτων υδρογονανθράκων, το μονοξείδιο του άνθρακα, τα οξείδια του θείου, τους πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες, τους νιτρωμένους πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες, και τα ολικά στερεά (particulate matter). Αυτές οι μειώσεις αυξάνονται όσο αυξάνεται το % ποσοστό του βιοντίζελ στο καύσιμο μίγμα. Οι καλύτερες μειώσεις εκπομπών ρύπων επιτυγχάνονται με B100.

Η χρήση του βιοντίζελ μειώνει την αιθάλη στα ολικά στερεά (δεδομένου ότι το οξυγόνο που περιέχεται στο βιοντίζελ επιτρέπει την πληρέστερη καύση προς CO2) και μειώνει τα οξείδια του θείου (το βιοντίζελ περιέχει λιγότερο από 15 ppm θείου), ενώ οι διαλυτές ουσίες, ή οι υδρογονάνθρακες, μένουν οι ίδιοι ή αυξάνονται. Επομένως, το βιοντίζελ λειτουργεί καλά με τις νέες τεχνολογίες όπως οι καταλύτες οξείδωσης ντίζελ (που μειώνουν το διαλυτό μέρος του ντίζελ αλλά όχι το στερεό μέρος άνθρακα).
Οι εκπομπές CO2 μειώνονται Εξάλλου οι ανανεώσιμες πηγές ανακυκλώνουν το CO2 και δεν επιβαρύνουν συνολικά περιβάλλον .
Οι εκπομπές των οξειδίων αζώτου αυξάνονται με την αύξηση της περιεκτικότητας του βιοντίζελ στα καύσιμα. Κάποιο είδος βιοντίζελ παράγει περισσότερα οξείδια αζώτου από άλλα, και μερικές πρόσθετες ουσίες έχουν ενθαρρυντικά αποτελέσματα στην τροποποίηση των αυξήσεων. Απαιτείται περισσότερη έρευνα για την επίλυση αυτού του ζητήματος.

 

ΔΙΧΗΝΕΤ 2004©