Biodyzelinas – kas tai? Apibrėžimas, gamyba ir panaudojimas
Sužinokite, kas yra biodyzelinas: gamyba iš aliejų, riebalų ir dumblių, privalumai, panaudojimas transporte ir tvarios atsinaujinančios energijos perspektyvos.
Biodyzelinas - tai degalų rūšis, gaunama keičiant augalinį aliejų, gyvulinius riebalus, specialių rūšių dumblius ir galbūt net nuotekas. Jis laikomas atsinaujinančios energijos rūšimi, nes visas gaunamas iš gyvų augalų ir gyvūnų. Jis gali būti naudojamas varikliams, paprastai transporto priemonių, įskaitant lėktuvus, maitinti. Jis pakeičia dyzeliną, kuris gaminamas iš naftos, t. y. iškastinio kuro rūšies.
Iš biomasės gaminami biodegalai skiriasi, nes jie neprasideda iš naftos ir degalams gaminti naudojamas kitoks cheminis procesas.
Kas yra biodyzelinas ir kokie jo tipai
Biodyzelinas dažniausiai reiškia FAME (fatty acid methyl esters) — riebiųjų rūgščių metilo esterius, kuriuos gamina transesterifikacijos būdu. Taip pat yra hidrokarboninės alternatyvos, vadinamos HVO arba HEFA (hidrokarbūrų degalai iš atnaujintų medžiagų), kurios gaminamos hidrogenizacijos procesu ir savo chemine struktūra labiau primena įprastą naftos dyzeliną.
Gamybos procesai
- Transesterifikacija: pagrindinis ir dažniausiai naudojamas metodas FAME gamybai. Augaliniai aliejai ar gyvuliniai riebalai reaguoja su metanolu arba etanoliu katalizės sąlygomis (pvz., NaOH, KOH). Šio proceso šalutinis produktas yra glicerolis.
- Hidrogenizacija / HVO (HEFA): aliejai hidrinami esant aukštam slėgiui ir temperatūrai, iš šių medžiagų gaunami „hidrotreatinti“ kuro komponentai, kurie turi geresnes chemines savybes (geresnis oksidacinis stabilumas, mažiau drėgmės jautrumo).
- Pažangios technologijos: pramoniniuose tyrimuose vystomos aliejinių dumblių kultūros, konvertavimas iš atliekų riebalų, plazminės ir katalitinės technologijos bei sintetinės elektrodegutos (e-fuel) iš elektros ir CO2.
Savybės ir standartai
- Biodyzelinas pasižymi aukštesniu lubų „laužumo“ reiškiniu (cetane number), bet gali turėti prastesnes šalto srauto savybes (cloud point, cold filter plugging point).
- FAME gaminiams galioja standartas EN 14214 (Europos Sąjungoje). HVO/HEFA turi kitus ir artimesnius naftos dyzelinui parametrus.
- Degalai dažnai maišomi: pvz., B5, B7, B20 ar B100 (B – biodyzelo procentinė dalis mišinyje). Daugelis šalies degalų tiekėjų tiekia B7 (iki 7 % biodyzelino), nes tai suderinama su daugumos transporto priemonių varikliais.
Privalumai
- Mazina gyvąjį (anglies dioksido) ciklo emisijas lyginant su iškastiniu dyzelinu, ypač jei naudojamas atliekų pagrindu pagamintas biodyzelinas.
- Biologinis skaidumas ir mažesnė toksiškuma į aplinką nutekėjus.
- Sumažina kietųjų dalelių (PM) ir sieros junginių emisijas.
- Gali naudoti esamas dyzelinio kuro tiekimo ir paskirstymo sistemas su tam tikrais apribojimais.
Trūkumai ir rizikos
- Galimas NOx emisijų padidėjimas priklausomai nuo technologijos ir variklio valdymo nustatymų.
- Šalto klimato sąlygomis FAME gali sutirštėti, kliudyti kuro filtrų praeinamumui — reikalingi addityvai arba variklio kuro šildymas.
- Oxidacinis stabilumas — FAME gali oksiduotis per ilgesnį saugojimą, todėl reikalinga tinkama sandėliavimo praktika ir antioksidantai.
- Žemės ūkio paskirties žemės panaudojimo problemos (maisto vs. degalai), galimas neigiamas poveikis anglies balanso skaičiavimams dėl tiesioginių ir netiesioginių žemės naudojimo pokyčių (ILUC).
- Kintama kokybė, priklausomai nuo žaliavos ir gamybos proceso; FAME gali pažeisti kai kuriuos gumos bei plastiko komponentus senesniuose kuro sistemų elementuose.
Naudojimas
Biodyzelinas taikomas įvairiai:
- Lengvųjų ir sunkiasvorių automobilių bei sunkvežimių dyzeliniams varikliams (maišinis kuras arba grynas B100 varikliuose, pritaikytuose tokiam kurui).
- Laivyboje — kai kuriais atvejais naudojamas kaip alternatyva, tačiau reikalinga atitinkama laivų įrangos suderinamumo patikra.
- Aviacija — HVO/HEFA technologijos suteikia pagrindą oro transporto „sustainable aviation fuel“ (SAF) sprendimams; tradicinis FAME aviacijoje naudojamas ribotai dėl degalų savybių.
- Šildymas ir stacionarūs dyzeliniai generatoriai — ypač ten, kur siekiama sumažinti CO2 pėdsaką.
Saugojimas ir eksploatacija
- Saugoti sausoje, vėsioje vietoje, vengti drėgmės kontakto — drėgmė skatina mikrobiologinį augimą rezervuaruose.
- Trumpesnė saugojimo trukmė nei konvenciniam dyzelinui; rekomenduojama kontrolė (filtravimas, stabilizatoriai) ir periodiškas kokybės tikrinimas.
- Naudoti suderinamus sandariklius, siurblius ir filtrus, nes FAME gali būti agresyvesnis tam tikroms gumos ir plastiko rūšims.
Reglamentai, sertifikatai ir tvarumo kriterijai
Europos Sąjungoje biodujų naudojimą ir tvarumą reglamentuoja RED II direktyva ir susiję teisės aktai; taip pat egzistuoja sertifikavimo schemos kaip ISCC. Tvarumo vertinimas atsižvelgia į gyvavimo ciklo emisijas, žemės naudojimo pokyčius ir socialinius aspektus.
Ateities tendencijos
- Didesnė orientacija į atliekų ir likučių pagrindu gaminamus biokuras (waste-to-fuel) — mažina konkurenciją su maisto gamyba.
- Algių ir mikroorganizmai — intensyviai tiriami kaip aukštos našumo žaliava.
- HVO/HEFA ir išplėstinės kelio technologijos (power-to-liquid / e-fuels) — link sintetinės, žiedinės energetikos.
Santrauka
Biodyzelinas yra reikšminga alternatyva iškastiniam dyzelinui, turinti aiškių privalumų (atsinaujinamumas, sumažintos tam tikros emisijos) ir trūkumų (žemės naudojimo poveikis, techniniai reikalavimai, kai kurios išmetamųjų dujų grupės). Jo naudingumas priklauso nuo žaliavos kilmės, gamybos technologijos ir tinkamo vartojimo bei reguliavimo įgyvendinimo. Ateityje prioritetas bus teikiamas pažangiems, atliekų pagrindu gautiems ir mažai žemės naudojimo reikalaujantiems sprendimams.
Biodyzelino gamykla Austrijoje, netoli laukų, kuriuose galima auginti aliejinius augalus
Senesni dyzeliniai "Mercedes" yra populiarūs dėl galimybės naudoti biodyzeliną
Kai kuriose šalyse biodyzelinas yra pigesnis už įprastinį dyzeliną
Privalumai ir trūkumai
Biodyzelinas yra daug švaresnis ir mažiau teršia aplinką nei dyzelinas, pagamintas iš iškastinio kuro. Jis taip pat veikia kaip tirpiklis (kaip muilas). Tiesą sakant, jis taip valo variklį, kad gali ištraukti senus variklio nešvarumus ir užkimšti filtrus. Pakeitus filtrus, tada viskas gerai.
Jungtinėse Amerikos Valstijose ir keliose kitose šalyse naujais įstatymais nustatyta, kad įprastuose dyzeliniuose degaluose turi būti mažai sieros. Tai padeda atsikratyti taršos, ypač rūgščiųjų lietų, tačiau dėl to degalai tampa mažiau slidūs. Biodyzelino įmaišymas padeda išlaikyti degalų slidumą ir sklandų variklio veikimą.
Dauguma biodyzelino gaunama iš augalų. Tai reiškia, kad daug žemės ūkio paskirties žemės naudojama augalams auginti kurui, o ne gyvuliams ir žmonėms šerti. Mokslininkai, chemijos inžinieriai ir žemės ūkio inžinieriai tiria būdus, kaip panaudoti dumblius ir sūrius augalus naftai gaminti. Tai neatimtų žemės ūkio paskirties žemės, kuri naudojama maistui auginti. Be to, dalis biodyzelino gaunama iš alyvos ir gyvulinių riebalų atliekų, kurios kitu atveju būtų išmestos. NASA bando iš vištų riebalų pagamintą biodyzeliną savo lėktuvams pildyti.
Visi dyzeliniai degalai šaltuoju metų laiku sunkiai užveda variklį, tačiau biodyzelinas kelia daugiau problemų. Šią problemą galima išspręsti sumaišius biodyzeliną ir įprastą dyzeliną tinkamu mišiniu. Arba pašildant degalus prieš juos naudojant variklyje. Tam automobilyje gali būti įmontuotas šildytuvas.
Biodyzelinas iš augalų
Dauguma biodyzelino gaminama iš aliejinių augalų sėklų. Aliejingosios sėklos - tai bet kokios rūšies sėklos, kuriose yra pakankamai aliejaus, kad būtų galima gaminti augalinį aliejų.
Brazilijoje ricinos pupelės yra geriausi augalai biodyzelinui gaminti. Vokietijoje biodyzelinas paprastai gaminamas iš rapsų sėklų. Jungtinėse Amerikos Valstijose dažniausiai naudojamos sojų pupelės ir saulėgrąžų sėklos. Tailande žaliava greičiausiai bus gaunama iš palmių aliejaus, kokosų aliejaus, Jatrofos aliejaus ir gyvulinių riebalų. Jatrofos medžiai taip pat auga Indijoje ir Afrikoje.
Kai kurie žmonės biodyzeliną gamina patys, perdirbdami seną aliejų, kuris naudojamas restoranuose maistui kepti. Išmetamosios dujos šiek tiek kvepia bulvytėmis.
Biodyzelinas iš dumblių
Kada nors iš dumblių bus galima pagaminti daugiau biodyzelino nei šiandien gaminama iš augalinio aliejaus. Dumbliai gali būti auginami tose vietose, kuriose negalima auginti maisto produktų, todėl jie neatimtų maisto iš žmonių. Tačiau dabar tai vis dar per brangu, tačiau mokslininkai ieško būdų, kaip šį procesą patobulinti.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra biodyzelinas?
A: Biodyzelinas - tai degalų rūšis, gaminama keičiant augalinį aliejų, gyvulinius riebalus, specialių rūšių dumblius ir galbūt net nuotekas.
K: Ar biodyzelinas yra atsinaujinantis energijos šaltinis?
A: Taip, biodyzelinas laikomas atsinaujinančiu energijos šaltiniu, nes gaunamas iš gyvų augalų ir gyvūnų.
K: Kam gali būti naudojamas biodyzelinas?
A.: Biodyzelinas gali būti naudojamas varikliams, paprastai transporto priemonių, įskaitant lėktuvus, maitinti.
K: Kuo pakeičiamas biodyzelinas?
A. Biodyzelinas pakeičia dyzeliną, kuris gaminamas iš naftos, t. y. iškastinio kuro rūšies.
K: Kuo skiriasi iš biomasės pagaminti biodegalai nuo biodyzelino?
A.: Iš biomasės gaminami biodegalai neprasideda iš naftos ir jiems gaminti naudojamas kitoks cheminis procesas, o biodyzelinas gaminamas keičiant augalinį aliejų, gyvulinius riebalus, specialių rūšių dumblius ir galbūt net nuotekas.
Klausimas: Ar biodyzelinas gali būti gaminamas iš bet kokios rūšies augalų ar gyvūnų?
A: Biodyzelinas gali būti gaminamas iš įvairių šaltinių, įskaitant augalinį aliejų, gyvūninius riebalus, specialių rūšių dumblius ir galbūt net nuotekas.
K: Ar biodyzelinas nekenkia aplinkai?
A.: Biodyzelinas laikomas ekologiškesniu už tradicinį dyzeliną, nes jis gaminamas iš atsinaujinančių šaltinių ir išskiria mažiau kenksmingų teršalų.
Ieškoti