Technológiák » Zöld autó » Biodízel
A biodízel, mint üzemanyag
Az 1970-es évek olajválság okozta olajtartalékok csökkenése és a nemzetközi gazdasági helyzet hozta el azt a pillanatot, hogy elkezdjünk azon gondolkodni: vajon az ásványi olajon kívül más energiaforrások is állhatnak rendelkezésünkre? Érdekes módon: a technológia - és ennek következtében a válasz is - már 60 éve adott volt. Ugyanis a második világháború utolsó éveiben Németországot beszorították a határai közé, és lelőhely hiányában a bioüzemanyagok előállítása soha nem látott méreteket öltött. Mivel a legjobb repülőgépek sem tudnak felszállni benzin nélkül, ezért a szükséges üzemanyagokat szintetikus úton pótolták. Bár akkor ennek előállítása drága és rendkívül gazdaságtalan volt, mégis elengedhetetlen a háború folytatásához.
 
|
Mi is a biodízel?
A biodízel telítetlen zsírsavakból előállított metil észter. Alapanyagai lehetnek a növényi olajok: repce, napraforgó, szója és egyes pálmafajták. Az éghajlati viszonyokból adódóan Európában elsősorban a repce és a napraforgó termeszthető. - állati zsiradékok és az iparban és háztartásokban keletkezett használt sütőolajok.
Az így előállított észter alapú folyadék önmagában bioüzemanyagként, a fosszilis hajtóanyag helyettesítéseként, vagy azzal keverve annak pótanyagaként használható. Ennek használata azért előnyös, a kőolajjal szemben - aminek a képződése évmilliók eredménye - mert, a biodízel alapanyagai viszonylag gyors biológiai és kémiai folyamatoknak az eredménye.
Azonban a biodízel használata hátrányokkal is együtt jár: át kell alakítani a motorokat, a megnő a motor fogyasztása. A dízelhez képest magas az üzemanyag viszkozitása ? ami a téli hónapokban, hidegebb környezetben indítási problémákat okozhat - bonyolult a szabványosítása, és az oxidációs katalizátor használata nehézségekbe ütközik. Végül, de nem utolsósorban "kellemetlen" szagot bocsát ki ("guruló krumplisütő").
Azonban az ún. át észterezéssel ezek a hátrányok viszonylag egyszerűen kiküszöbölhetők, melynek során a repce- (ill. napraforgó-) olajt (triglicerid) lúgos közegben metanollal reagáltatják és termékként repce (vagy napraforgó) olaj-metilésztert (RME) és glicerint kapnak.
Az így előállított észter alapú folyadék önmagában bioüzemanyagként, a fosszilis hajtóanyag helyettesítéseként, vagy azzal keverve annak pótanyagaként használható. Ennek használata azért előnyös, a kőolajjal szemben - aminek a képződése évmilliók eredménye - mert, a biodízel alapanyagai viszonylag gyors biológiai és kémiai folyamatoknak az eredménye.
Azonban a biodízel használata hátrányokkal is együtt jár: át kell alakítani a motorokat, a megnő a motor fogyasztása. A dízelhez képest magas az üzemanyag viszkozitása ? ami a téli hónapokban, hidegebb környezetben indítási problémákat okozhat - bonyolult a szabványosítása, és az oxidációs katalizátor használata nehézségekbe ütközik. Végül, de nem utolsósorban "kellemetlen" szagot bocsát ki ("guruló krumplisütő").
Azonban az ún. át észterezéssel ezek a hátrányok viszonylag egyszerűen kiküszöbölhetők, melynek során a repce- (ill. napraforgó-) olajt (triglicerid) lúgos közegben metanollal reagáltatják és termékként repce (vagy napraforgó) olaj-metilésztert (RME) és glicerint kapnak.
Biodízel-fajták
RME - repce- metil-észter
SME -napraforgó-metil- észter
SME -napraforgó-metil- észter
A Biodízel előállítása
Az eljárás során a háromértékű alkoholt - a glicerint - három metilalkohollal helyettesítik. Katalizátor (pl. kálilúgok) hozzáadása mellett a repceolajhoz kb. 10% metanolt kevernek, miközben szabad glicerin keletkezik.
A metanol (metil-alkohol, faszesz, CH3OH) a legegyszerűbb telített alkohol (az alkoholok homológ sorának első tagja). A faszesz (triviális) elnevezés abból adódik, hogy korábban száraz fa lepárlásával - iparilag faanyag száraz desztllációjával - állították elő.
Azonban a metanol előállítására olyan módszerek is vannak amelyek alapanyaga fosszilis eredetű is lehet, mint például földgáz, aminek nagy része metán. Ennek parciális oxidációja metanolt ad (iparilag azonban ez az eljárás sem terjedt el). Metanolt elő lehet állítani szintézissel is a CO és hidrogén gáz elegyből, amit szintézisgáznak neveznek. (Forrás : wikipédia)
A metil alkohol élettani hatását tekintve: erősen mérgező, ugyanis a szervezetben az alkoholt dehidrogenáz nevű enzim formaldehiddé alakítja, ami pedig komoly sejtméreg. Íze miatt könnyen összetéveszthető az etil-alkohollal. Épp ezért is talán alkoholos italok hamisítására is használják, ami rendkívül veszélyes, mert a metil-alkohol májkárosító hatásai miatt a fogyasztó halálához vezethet. 50-75 g tiszta metanol elfogyasztása biztos halált okoz, de történt már haláleset 12 g elfogyasztása után is. Enyhébb mérgezés (a fenti dózis töredékének szervezetbe jutása esetén) viszont teljes vakságot okozhat.
Ezt tisztítási lépések követik. A felesleges metanolt desztilláció segítségével távolítják el. A gyakorlatban általában a nyomást nem használó eljárások terjedtek el, amelyek 60 és 70 °C között működnek. Az át észterezés (a glicerin kivonását jelenti a növényi olajból, ami a sűrűségért és a dermedésért felelős) főtermékeként végül a gyakorlatilag minden dízelmotorban felhasználható biodízel, valamint glicerin keletkezik. (Glicerin: Színtelen, szagtalan, viszkózus anyag, kémiai vegyület, melynek képlete HOCH2CH (OH) CH2OH. Széles körben alkalmazzák pl.: szappangyártáshoz. Íze édeskés, enyhén mérgező.)
A metanol (metil-alkohol, faszesz, CH3OH) a legegyszerűbb telített alkohol (az alkoholok homológ sorának első tagja). A faszesz (triviális) elnevezés abból adódik, hogy korábban száraz fa lepárlásával - iparilag faanyag száraz desztllációjával - állították elő.
Azonban a metanol előállítására olyan módszerek is vannak amelyek alapanyaga fosszilis eredetű is lehet, mint például földgáz, aminek nagy része metán. Ennek parciális oxidációja metanolt ad (iparilag azonban ez az eljárás sem terjedt el). Metanolt elő lehet állítani szintézissel is a CO és hidrogén gáz elegyből, amit szintézisgáznak neveznek. (Forrás : wikipédia)
A metil alkohol élettani hatását tekintve: erősen mérgező, ugyanis a szervezetben az alkoholt dehidrogenáz nevű enzim formaldehiddé alakítja, ami pedig komoly sejtméreg. Íze miatt könnyen összetéveszthető az etil-alkohollal. Épp ezért is talán alkoholos italok hamisítására is használják, ami rendkívül veszélyes, mert a metil-alkohol májkárosító hatásai miatt a fogyasztó halálához vezethet. 50-75 g tiszta metanol elfogyasztása biztos halált okoz, de történt már haláleset 12 g elfogyasztása után is. Enyhébb mérgezés (a fenti dózis töredékének szervezetbe jutása esetén) viszont teljes vakságot okozhat.
Ezt tisztítási lépések követik. A felesleges metanolt desztilláció segítségével távolítják el. A gyakorlatban általában a nyomást nem használó eljárások terjedtek el, amelyek 60 és 70 °C között működnek. Az át észterezés (a glicerin kivonását jelenti a növényi olajból, ami a sűrűségért és a dermedésért felelős) főtermékeként végül a gyakorlatilag minden dízelmotorban felhasználható biodízel, valamint glicerin keletkezik. (Glicerin: Színtelen, szagtalan, viszkózus anyag, kémiai vegyület, melynek képlete HOCH2CH (OH) CH2OH. Széles körben alkalmazzák pl.: szappangyártáshoz. Íze édeskés, enyhén mérgező.)
Biodízel hazánkban
Hazánk agrár-ökológiai adottságai alapján elmondhatjuk, hogy a legfontosabb termesztett alapanyagunk a napraforgó és a repce lehet. A világban és az EU számos országaiban már évtizedek óta alkalmazzák a biodízelt üzemanyagként, az előállítás és felhasználás gyakorlata mára kialakult. Azonban a biodízel használata mellett, jó néhány érv, és újabb ellenérv is sorakozik, melyek csak napjainkban kezdenek, egyre inkább elgondolkodtatóbbá válni.
Érdekesség
A napraforgóolaj pedig egyelőre nem szerepel az EU-s szabványokban. Szabó István, a Dow CropScience szakértője szerint a repce vetésterülete a magyar adottságok miatt legfeljebb 300-400 ezer hektárra növelhető. Egy hektár terméséből hozzávetőlegesen 1-1,5 tonna biodízel állítható elő. Így szerinte még akkor is csak a hazai gázolajszükséglet negyedét lehetne repce dízellel kiváltani, ha az összes hazai szántón repce teremne. Két különböző típusú bioüzemanyag közül a biodízelt olajnövényekből, főleg repcéből vagy napraforgóból állítják elő, míg a bioetanolt, azaz a köznapi értelemben vett alkoholt bármilyen gabonából vagy cukortartalmú növényből ki lehet nyerni. Magyarország földrajzi, éghajlati adottságai révén az utóbbira a kukorica volna a legalkalmasabb.
Kukoricából jelenleg négymillió tonna van az intervenciós raktárakban - áll a földművelésügyi minisztérium közleményében.
Kukoricából jelenleg négymillió tonna van az intervenciós raktárakban - áll a földművelésügyi minisztérium közleményében.
A biodízel környezeti hatása
Ökológiai szempontból, a széndioxid (CO2) zárt körforgása miatt, a repce metil észter ésszerű alternatívát kínál a hagyományos dízel üzemanyaggal szemben. Ez azt jelenti, hogy a növény a növekedése során éppen annyi széndioxidot vesz fel, mint amennyi később az elégetésénél újra felszabadul. így nem járul hozzá az üvegházhatás erősödéséhez. Tapasztalatok szerint a motorokban felhasznált biodízel kipufogógáz értékei is rendkívül kedvezőek.
A biodízelről előnyei
- kedvező tulajdonsága, hogy elégetésekor annyi CO2 szabadul fel, mint amennyit a növény azt megelőzően megkötött, rendkívül kedvezőek a kipufogógáz-értékei
- szénmonoxid és a szénhidrogének értékei a személyautónál közel megegyeznek a dízel emissziójával, a haszongépjárműveknél többnyire jóval alacsonyabbak
- a korom mennyisége gyakorlatilag a felére vagy még kevesebbre csökken az RME oxigéntartalmának köszönhetően.
- a lebegőszemcsés emisszió is jelentősen csökken a hagyományos dízel kibocsátásához képest
- literenkénti ára olcsóbb, mint a benziné
- ?házi? körülmények között is előállítható biodízel-szerű üzemanyag
- szénmonoxid és a szénhidrogének értékei a személyautónál közel megegyeznek a dízel emissziójával, a haszongépjárműveknél többnyire jóval alacsonyabbak
- a korom mennyisége gyakorlatilag a felére vagy még kevesebbre csökken az RME oxigéntartalmának köszönhetően.
- a lebegőszemcsés emisszió is jelentősen csökken a hagyományos dízel kibocsátásához képest
- literenkénti ára olcsóbb, mint a benziné
- ?házi? körülmények között is előállítható biodízel-szerű üzemanyag
A biodízelről hátrányai
- Az előállítása nagy mennyiségű fosszilis energiahordozó felhasználását igényli, ennek hatására jelentős mennyiségű üvegházgáz kerül a légkörbe, szinte teljesen kompenzálva a bioüzemanyagok által "megtakarított" mennyiséget.
- A bioüzemanyagok előállítása napjainkban sokkal drágább, mint az üvegházgáz kibocsátás csökkentésének egyéb lehetőségei.
- A kimondottan energetikai célú növénytermesztés monokultúrákhoz vezethet, ugyanakkor a Föld esőerdő-állománya már jelenleg is jelentősen csökken, ez veszélyezteti jó néhány növényi és állati faj puszta létezését is.
- A termesztés nagy mennyiségű N2-forrás és egyéb műtrágya, valamint növényvédő szerek használatát teszi szükségessé, ami jelentősen megterheli a talajt és a vízbázist (nitrátok stb.). Terhelődik továbbá a légkör is, méghozzá a N2O üvegházgázzal és ammóniával, amely a savas esők kialakulásához járul hozzá.
- A biodízellel hajtott autó kellemetlen" szagot bocsát ki
- töményen használt hidrogénezett, lúgozott biodízel kikezdi a gumitömítéseket és a motorban eróziós károsodást okoz
- a gépjárművek teljesítmény szempontjából nem érünk el javulást
- metilalkohol igen drága és iszonyúan veszélyes termék
- A bioüzemanyagok előállítása napjainkban sokkal drágább, mint az üvegházgáz kibocsátás csökkentésének egyéb lehetőségei.
- A kimondottan energetikai célú növénytermesztés monokultúrákhoz vezethet, ugyanakkor a Föld esőerdő-állománya már jelenleg is jelentősen csökken, ez veszélyezteti jó néhány növényi és állati faj puszta létezését is.
- A termesztés nagy mennyiségű N2-forrás és egyéb műtrágya, valamint növényvédő szerek használatát teszi szükségessé, ami jelentősen megterheli a talajt és a vízbázist (nitrátok stb.). Terhelődik továbbá a légkör is, méghozzá a N2O üvegházgázzal és ammóniával, amely a savas esők kialakulásához járul hozzá.
- A biodízellel hajtott autó kellemetlen" szagot bocsát ki
- töményen használt hidrogénezett, lúgozott biodízel kikezdi a gumitömítéseket és a motorban eróziós károsodást okoz
- a gépjárművek teljesítmény szempontjából nem érünk el javulást
- metilalkohol igen drága és iszonyúan veszélyes termék
Hasznos linkek
Biodizel.lap.hu
Tematikus linkportál
Biodiesel a Wikipedián
Hirek, információk
Biodizel a wikipedián
Hirek, információk
Biodiesel America
Angol nyelvű biodizel site
Renewable Energy
Biodizelről angol nyelven
