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.