Co to jest Biodiesel, jego zalety, zastosowania i porównanie z innymi paliwami
Co to jest Biodiesel?
Biodiesel w zastosowaniach paliwowych
Podstawowe własności i zalety Biodiesla
Biodiesel w zastosowaniach paliwowych, to:
paliwo do silników wysokoprężnych (Diesla) stanowiące w 100% metylowe (lub etylowe) estry kwasów tłuszczowych, określane też często mianem B100,
paliwo do silników wysokoprężnych (Diesla) zawierające biologiczny komponent w postaci metylowych (lub etylowych)estrów kwasów tłuszczowych.
W tym znaczeniu, najczęściej stosowane odmiany paliwa Biodiesel to:
tzw. B20 (20% Biodiesla (estrów) i 80% oleju napędowego)
tzw. B80 (80% Biodiesla i 20% oleju napędowego)
mieszanki estrów i oleju napędowego w innych proporcjach
W literaturze fachowej oraz w marketingu biopaliw, zwykło się używać określenia "Biodiesel " w pierwszym znaczeniu (1) nazywając tak 100% metylowe (lub etylowe) estry kwasów tłuszczowych. Na stronach tego serwisu przyjęto właśnie taką nomenklaturę.
Powstaje on w wyniku prostej reakcji chemicznej:
olej roślinny/tłuszcz + alkohol metylowy (w obecności katalizatora) = ester metylowy (RME) + gliceryna
Zalety bio-DIESLA.
Emisje związków powstających przy spalaniu Biodiesla nie wpływają negatywnie na zdrowie ludzi i zwierząt.
Biodiesel jest paliwem czystszym pod względem produktów spalania o prawie 75% w porównaniu z tradycyjnym olejem napędowym.
Stosowanie Biodiesla znacząco zmniejsza w emitowanych spalinach ilość niespalonych węglowodorów, tlenku węgla i cząstek stałych.
Stosując biodiesel eliminuje się emisję związków siarki do atmosfery (biodiesel nie zawiera siarki).
Biodiesel jest paliwem pochodzenia roślinnego i dlatego stosując go nie wprowadzamy dwutlenku węgla (CO2) do atmosfery.
Wpływ produktów spalania Biodiesla na tworzenie się dziury ozonowej jest o blisko 50% mniejszy niż dla tradycyjnego oleju napędowego.
Emisja tlenków azotu (NOx) jako produktów spalania Biodiesla może wzrastać lub obniżać się ale można je zredukować do poziomu dużo niższego niż dla tradycyjnego oleju napędowego m.in. poprzez zmianę momentu wtrysku paliwa.
Spaliny Biodiesla nie powodują podrażnienia spojówek oczu, nie mają odpychającego zapachu.
Biodiesel jest paliwem odnawialnym tzn. pochodzącym z surowców odnawialnych (roślinnych).
Biodiesel jest "bardziej biodegradowalny niż cukier i mniej toksyczny niż sól stołowa" (US National Biodiesel Board)
Biodiesel można stosować w każdym silniku Diesla.
W stosowaniu, Biodiesel jest tak samo ekonomiczny pod względem wskaźnika zużycia paliwa.
Biodiesel ma o wiele lepsze oddziaływanie smarne niż tradycyjny olej napędowy oraz przedłuża istotnie żywotność -- Ciężarówka z Niemiec ustanowiła rekord Guinnessa w żywotności silnika, po przejechaniu ponad 1.25 milionów km (780,000 mil) na biodieslu, przy niezmienionym, oryginalnym silniku.
Biodiesel ma wysoką liczbę cetanową, co poprawia osiągi silnika: 20% dodatek Biodiesla do oleju napędowego (tzw. B20) podwyższa liczbę cetanową o 3 punkty.
Biodiesel można mieszać z tradycyjnym olejem napędowym w dowolnej proporcji - nawet niewielki dodatek Biodiesla sprawi, że spalanie będzie czystsze a silnik lepiej smarowany:
1% dodatek biodiesla do oleju napędowego podnosi jego własności smarne o 65%
Biodiesel można produkować w oparciu o jakikolwiek tłuszcz czy olej roślinny, także olej posmażalniczy.
W strefach o cieplejszym klimacie do produkcji biodiesla używa się oleju palmowego bio-Diesel
Zastosowania Biodiesla to miedzy innymi:
- jako samodzielne paliwo samochodowe
- jako biokomponent paliwowy
- w systemach grzewczych / prądotwórczych
- surowiec dla przemysłu
- produkcja środków smarnych
- w górnictwie
- w transporcie wodnym
- w transporcie kolejowym
- do likwidacji skażeń
- w motocyklach
Nadprodukcja żywności, bardzo wysokie bezrobocie na wsi, ciągle wysokie i nadal relatywnie wzrastające koszty produkcji rolnej, a także względy ochrony środowiska naturalnego powodują wśród społeczności wiejskiej intensywne poszukiwania alternatywnych, często zupełnie nowych, dotychczas nieznanych źródeł dodatkowych dochodów. Jednym z nich jest produkcja i stosowanie biopaliw.
W warunkach polskich na uprawę 1 ha gruntów ornych, rolnik zużywa średnio-rocznie 120 litrów oleju napędowego. A więc roczne zapotrzebowanie na paliwo do ciągników i maszyn w gospodarstwie o powierzchni np. 20 ha wynosi 2.400 litrów. Taką ilość paliwa można uzyskać przerabiając na biodiesel 8 ton nasion rzepaku. Przy plonie 2,5 t/ha wystarczy więc obsiać rzepakiem areał o powierzchni nieco ponad 3 hektary, aby być samowystarczalnym paliwowo w gospodarstwie 20-hektarowym.
Paliwo w gospodarstwie rolnym stanowi około 23% kosztów mechanizacji (wg IERiGŻ).Ograniczając zakup paliwa z zewnątrz można poprawić efektywność w gospodarstwach rolnych.
Biodiesel jako sposób na likwidację skażeń (ropopochodnych)
Biodiesel nie tylko że jest związkiem łatwo biodegradowalym zarówno w wodzie jak i w glebie to także jest wykorzystywany do likwidacji skażeń gleby spowodowanych np. wyciekiem ropy naftowej.
Dowodem na możliwość stosowania biodiesla do neutralizacji skażeń, są wyniki testów jakie przeprowadził dr Steve Mudge z Uniwersytetu Walijskiego w Bangor. Przedmiotem badań było oczyszczenie nadmorskich plaż z zanieczyszczeń ropopochodnych. Okazało się że Biodiesel zarówno dobrze rozpuszcza jak i doskonale stymuluje bakterie do współ-metabolizmu (co-metabolise) węglowodorów ropopochodnych. Ta technika jest mniej toksyczna i bardziej wydajna niż dotychczas stosowane. Ponadto badania wskazują, że z osadów (sediments) można odzyskać więcej ropy naftowej przy pomocy Biodiesla niż metod wykorzystujących wodę.
Wyniki testów były bardzo satysfakcjonujące i przyczyniły się do powstania nowej techniki likwidacji zanieczyszczeń ropopochodnych. W roku 1997 osiągnięcie to zostało uhonorowane nagrodą "Enterprise Oil/Heriot-Watt Environmental Award".
Na podstawie:
http://www.oceanairenvironmental.com/aboutbiodiesel/data3.html Materiały Uniwersytetu Walijskiego w Bangor, 1997 (Dr Mudge)
Porównanie bio-Diesla z innymi paliwami:
Emisje gazów cieplarnianych (g CO2eq/km)
olej napędowy -> 222
biodiesel ze słonecznika -> 51
biodiesel z rzepaku -> 114
biodiesel z oleju roślinnego odpadowego -> (-35)
Metodyka badań
Do wyliczenia poziomu emisji gazów cieplarnianych w analizie cyklu życia wykorzystano program komputerowy GEMIS (Gesamt-Emissions-Modell Integrierter Systeme, http://www.oeko.de/service/gemis). W wyliczeniach oparto się na już dostępnych danych "GEMIS-Bioenergie" z publikacji "Treibhausgas-Bilanz der Bioenergie - Vergleich der Treibhausgas-Emissionen aus Bioenergie-Systemen und fossilen Energiesystemen", Jungmeier et al. 1999: Graz 1999.
Do wizualizacji danych z programu GEMIS w obszarze pojazdów samochodowych i pochodzących z nich emisji wykorzystano model PHEM (Passenger Car and Heavy Duty Emission Model) wykonany w Instytucie Maszyn Wewnętrznego Spalania i Termodynamiki Uniwersytetu w Graz*.
Przyjęta metodologia pozwoliła na zastosowanie - w tych samych pojazdach - różnych rodzajów napędu/zasilania a następnie ich porównanie. Następnie przy pomocy modelu PHEM dla wszystkich kombinacji pojazd/rodzaj zasilania, zbadano zużycie paliwa oraz poziom emisji poszczególnych gazów cieplarnianych w realnym, przeciętnym (typowym) cyklu jezdnym (jazda po mieście, poza miastem, na autostradzie; włączając w to rozruchy silnika na zimno oraz uwzględniając nachylenia toru jazdy na dłuższych odcinkach).
*Hausberger S., Engler D.: Das Modell PHEM (Passenger car and Heavy Duty Emission Model), Institut f
