Paul Sparks
0 
2207
3
biodiesel Justin Sullivan / Getty Images News / Getty Images Galeria de imagini cu vehicule alternative
Foto cu amabilitate Nebraska Soybean Board
Autobuz care circulă pe biodiesel de soia. Vezi imagini cu vehicule cu combustibil alternativ.
Dacă ați citit sau vizionat știrile în ultima perioadă, probabil că ați dat peste un articol, fragment sau sunet legat de prețurile petrolului. Chiar și în rutinele dvs. zilnice, există șanse mari ca cineva să-l menționeze. Fie că este vorba de automobile, economie, istorie, geografie sau politică, petrolul a reușit să filtreze aproape toate aspectele vieții noastre de zi cu zi. Este una dintre cele mai discutate (și controversate) mărfuri pe care consumatorii se bazează zilnic.
Toate aceste discuții despre scântei de petrol au continuat interesul alternative de benzină. Se vorbește despre lucruri precum mașinile electrice și celulele cu combustibil pe bază de hidrogen ca alternative posibile la petrol. Pe măsură ce tehnologia se îmbunătățește, aceste concepte ar putea deveni realitate. Dar ce zici acum?
Pierdute în mix sunt biocombustibili, combustibili obținuți din ingrediente biologice în loc de combustibili fosili. Aceste ingrediente de pornire pot varia de la porumb la soia până la grăsime animală, în funcție de tipul de combustibil realizat și de metoda de producție.
În acest articol, vom arunca o privire mai atentă biodiesel, unul dintre principalii biocombustibili. Pentru început, ar fi o idee bună să verificați cum funcționează motoarele de mașini și cum funcționează motoarele diesel pentru a obține un fundal. După aceea, întoarce-te înapoi și vom separa realitatea biodiesel de ficțiune.
În general, biodieselul este o alternativă sau un aditiv la combustibilul diesel standard, care este fabricat din ingrediente biologice în loc de petrol (sau țiței). Biodieselul este de obicei fabricat din plante uleiuri sau animal gras printr-o serie de reacții chimice. Este ambele non-toxic și regenerabile. Deoarece biodieselul provine în esență de plante și animale, sursele pot fi reumplute prin agricultură și reciclare.
Biodieselul este sigur și poate fi folosit la motoarele diesel cu puțină sau deloc modificare necesară. Deși biodieselul poate fi utilizat în forma sa pură, este de obicei amestecat cu combustibil diesel standard. Amestecurile sunt indicate prin prescurtare BXX, Unde xx este procentul de biodiesel din amestec. De exemplu, cel mai frecvent amestec este B20, sau 20% biodiesel la 80% standard. Asa de, B100 se referă la biodiesel pur.
Foto cu amabilitate Departamentul Energiei din SUA
Biocombustibilii, cum ar fi etanolul obținut din porumb și biodiesel obținut din soia, ajută la susținerea agriculturii americane.
Biodieselul nu este doar un termen captivant. Există, de asemenea, o definiție formală, tehnică, recunoscută de ASTM International (cunoscută anterior drept Societatea Americană de Testare și Materiale), organizația responsabilă cu furnizarea standardelor din industrie. Potrivit Consiliului Național pentru Biodiesel (NBB), definiția tehnică a biodieselului este următoarea:
- un combustibil alcătuit din esteri monoalchilici ai acizilor grași cu catenă lungă, obținuți din uleiuri vegetale sau grăsimi animale, desemnat B100 și care îndeplinește cerințele ASTM D 6751.
Asta sună cam dur, dar este mult mai familiar decât credeți - întâlniți acești acizi grași în fiecare zi. Le vom analiza mai detaliat în secțiunea următoare.
 Foto cu amabilitate Consiliul Național de Biodiesel Soia poate fi fabricată în biodiesel. |
O parte din ceea ce face ca biodieselul să fie atât de atrăgător și interesant este că poate fi realizat din numeroase surse naturale. Deși se poate utiliza grăsime animală, ulei de plante este cea mai mare sursă de biodiesel. Probabil ați folosit unele dintre acestea în bucătărie. Oamenii de știință și inginerii pot folosi uleiuri din culturi cunoscute precum soia, rapița, canola, palma, semințele de bumbac, floarea soarelui și arahide pentru a produce biodiesel. Biodieselul poate fi chiar obținut din grăsime de gătit reciclată!
Firul comun împărtășit de toate sursele de biodiesel este că toate conțin gras într-o anumită formă. Uleiurile sunt doar grăsimi care sunt lichide la temperatura camerei. Aceste grăsimi sau triacilgliceroli (uneori numiți trigliceride) sunt formate din atomi de carbon, hidrogen și oxigen legați împreună și aranjați într-un model specific. Acești triacilgliceroli sunt destul de răspândiți. În plus față de uleiurile vegetale de uz casnic, sunt și lucruri comune, cum ar fi untul și untura. Este posibil să fi văzut un număr de trigliceride listat dacă ai fost la medic și ai făcut ceva sânge.
O modalitate de a vizualiza acești triacilgliceroli este să te gândești la un „E.” capital. Formând coloana vertebrală verticală a acestui E este o moleculă cunoscută sub numele de glicerol. Glicerolul este un ingredient obișnuit utilizat în prepararea unor lucruri precum săpun, produse farmaceutice și produse cosmetice. Pe această coloană vertebrală a glicerinei și care formează elementele orizontale ale E se află trei lanțuri lungi compuse din carbon, hidrogen și oxigen. Aceștia se numesc acizi grași.
H H H H H
\ / | \ /
C ----------- C ----------- C
| | |
O, O
\ \ \
C = O C = O C = O
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H H H
Deci cum se termină aceste triacilgliceroli într-o mașină, camion sau barcă? Biodieselul nu este ulei vegetal pur. Deși uleiul vegetal brut a fost folosit pentru a alimenta motoarele diesel în trecut, de obicei a cauzat probleme. Grăsimea brută sau uleiul trebuie să sufere mai întâi o serie de reacții chimice pentru a deveni combustibil. Există câteva moduri diferite de a produce biodiesel, dar majoritatea instalațiilor de producție produc biodiesel industrial printr-un proces numit transesterificare. În acest proces, grăsimea sau uleiul este mai întâi purificat și apoi reacționează cu un alcool, de obicei metanol (CH3OH) sau etanol (CH3CH2OH) în prezența unui catalizator precum hidroxidul de potasiu (KOH) sau hidroxidul de sodiu (NaOH). Când se întâmplă acest lucru, triacilglicerolul este transformat pentru a forma esteri și glicerol. Esterii care rămân sunt ceea ce noi numim apoi biodiesel.
Este o veste veche? În următoarea secțiune, vom examina o parte din istoria și motivația din spatele mișcării biocombustibililor.
 Foto cu amabilitate Bob Allan Producția actuală de biodiesel din SUA provine în principal din ulei din soia, precum acestea sau din ulei de gătit pentru restaurant reciclat. |
Conceptul de biocombustibili este surprinzător de vechi. Rudolf Diesel, a cărui invenție îi poartă acum numele, a avut în vedere uleiul vegetal ca sursă de combustibil pentru motorul său. De fapt, o mare parte din lucrările sale timpurii s-au rotit în jurul utilizării biocombustibilului. În 1900, de exemplu, la Expoziția Mondială de la Paris, Franța, Diesel și-a demonstrat motorul rulându-l pe ulei de arahide. În mod similar, Henry Ford se aștepta ca modelul său T să funcționeze cu etanol, un produs din porumb. În cele din urmă, atât în cazul lui Diesel, cât și în cazul Ford, petrolul a intrat în imagine și s-a dovedit a fi cea mai logică sursă de combustibil. Aceasta s-a bazat pe ofertă, preț și eficiență, printre altele. Deși nu era o practică obișnuită, uleiurile vegetale au fost folosite și pentru combustibil diesel în anii 1930 și 1940.
În anii ’70 -’80, ideea utilizării biocombustibililor a fost revizuită în Statele Unite. Unul dintre cele mai importante evenimente a avut loc în 1970, odată cu trecerea actului Clean Air de către Agenția pentru Protecția Mediului (EPA). Acest lucru a permis EPA să regleze mai îndeaproape standardele de emisii pentru poluanți precum dioxidele de sulf, monoxidul de carbon, ozonul și oxizii de azot (NOx). Acest lucru a creat stadiul dezvoltării combustibililor care ard mai curat. Acest lucru a stabilit, de asemenea, standarde pentru aditivii de combustibil.
Evenimentele de peste mări precum embargoul petrolului arab din 1973-1974 și Revoluția iraniană din 1978-1979, însoțite de o scădere a producției interne de petrol, au servit la creșterea prețurilor. Potrivit Administrației de Informații Energetice a Departamentului pentru Energie din SUA, importurile de țiței din SUA au fost reduse cu 30% în timpul embargoului, iar „prețul mondial al țițeiului a sărit de la aproximativ 14 dolari pe baril la începutul anului 1979 la mai mult de 35 USD pe baril în Ianuarie 1981 înainte de stabilizare. Prețurile nu au scăzut considerabil până în 1983, când prețul mondial s-a stabilizat între 28 și 29 dolari pe baril ".
Odată cu creșterea prețurilor petrolului, cercetătorii au început să caute în altă parte. În august 1982, a avut loc la Fargo, N.D., această conferință internațională privind uleiurile vegetale și uleiurile. Această conferință a tratat aspecte care variază de la costul carburantului și efectele uleiului vegetal până la aditivii și metodele de extracție..
În 1990, Legea privind aerul curat a fost modificată și a inclus restricții mai stricte la nivelul emisiilor de vehicule. Modificarea a introdus dispoziții pentru a crește conținutul de oxigen în benzină (care scade emisiile de monoxid de carbon) și conținutul mai scăzut de sulf în combustibilii diesel.
În 1992, APE a adoptat Legea privind politica energetică sau EPACT. Aceasta a avut ca scop creșterea cantității de combustibil alternativ utilizat de flotele de transport ale guvernului Statelor Unite pentru a reduce dependența de petrolul străin. Modificarea EPACT din 1998 a inclus utilizarea combustibilului cu biodiesel în vehiculele diesel guvernamentale existente ca o alternativă acceptabilă la achiziționarea de vehicule cu combustibil alternativ sau AFV, așa cum este stipulat în EPACT inițial.
Având în vedere toate aceste reguli și reglementări în vigoare, este de înțeles că orice alternativă viabilă de petrol ar provoca o clamă. Dar biodieselul nu este un substitut perfect pentru benzină. Vom analiza pro și contra lui în secțiunile următoare.
Biodieselul are câteva avantaje cheie:- Biodieselul este ecologic.
- Poate ajuta la reducerea dependenței de petrolul străin.
- Ajută la lubrifierea motorului în sine, scăzând uzura motorului.
- Poate fi folosit în aproape orice motorină cu puține sau fără modificări ale motorului.
- Este mai sigur decât motorina convențională.
Controlul emisiilor este esențial pentru argumentul biodiesel, în special în materie de legislație. Există câteva componente ale emisiilor care sunt în special nocive și provoacă îngrijorare în rândul oamenilor de știință, al parlamentarilor și al consumatorilor. Sulful și compușii săi conlucrați contribuie la formarea ploilor acide; monoxidul de carbon este o toxină recunoscută pe scară largă; iar dioxidul de carbon contribuie la efectul de seră. Există, de asemenea, unii compuși mai puțin cunoscuți care provoacă îngrijorare, cum ar fi hidrocarburile aromatice policiclice (HAP), compuși în formă de inel care au fost legați de formarea anumitor tipuri de cancer. Materia particulelor (PM) are efecte negative asupra sănătății, iar hidrocarburile arse contribuie la formarea smogului și a ozonului.
Biodieselul reduce emisiile periculoase. Dintre biocombustibilii actuali, biodieselul este singurul care a finalizat cu succes testarea emisiilor, în conformitate cu Legea privind aerul curat.
| Emisiile medii de biodiesel comparativ cu dieselul convențional | ||
| Componenta de emisie | B100 | B20 |
| Hidrocarburi totale arse | -67% | -20% |
| Monoxid de carbon | -48% | -12% |
| Materie de particule | -47% | -12% |
| NOx | +10% | +2% |
| Sulfate | -100% | -20% |
| HAP | -80% | -13% |
| Sursa: Consiliul Național de Biodiesel | ||
În plus, B100 poate reduce emisiile de CO2 cu 78 la sută și poate scădea cu 94 la sută proprietățile cancerigene ale combustibilului diesel (Consiliul Național pentru Biodiesel, US DOE Office of Transportation Technologies).
O altă caracteristică a biodieselului este că este biodegradabile, ceea ce înseamnă că se poate descompune ca rezultat al agenților naturali, cum ar fi bacteriile. Conform EPA, biodieselul se degradează cu o viteză de patru ori mai rapid decât combustibilul diesel convențional. În acest fel, în caz de vărsare, curățarea ar fi mai ușoară, iar urmările nu ar fi la fel de înspăimântătoare. Acest lucru ar fi valabil și pentru amestecurile de biodiesel.
Biodieselul ar putea, de asemenea, să scadă dependența Statelor Unite de petrolul importat și să crească securitatea noastră energetică. Cele mai multe biodiesel din S.U.A. sunt fabricate din ulei de soia, care este o cultură domestică majoră. Odată cu creșterea cererii de petrol din SUA și scăderea ofertei mondiale, un combustibil regenerabil, cum ar fi biodiesel, dacă este pus în aplicare în mod corespunzător, ar putea atenua o parte din cerințele energetice din SUA.
Biodieselul contribuie, de asemenea, la lubrifierea unui motor sau la ușurința sa în mișcare. Biodieselul acționează ca un solvent, care ajută la eliberarea depozitelor și a altor gunk de pe interiorul unui motor care ar putea provoca înfundări. Deoarece biodieselul pur nu lasă depozite proprii, rezultă că durata de viață crescută a motorului. Se estimează că un amestec de biodiesel de doar 1 la sută ar putea crește gradul de lubrifiere a combustibilului cu până la 65% (U.S. DOE Office of Transport Technology Technology).
Biodieselul este, de asemenea, mai sigur. Este non-toxic (de aproximativ 10 ori mai puțin toxic decât sarea de masă) și are un flashpoint mai mare decât motorina convențională. Deoarece arde la o temperatură mai mare, este mai puțin probabil să ardeți accidental. Acest lucru face ca regulile de circulație și depozitare să fie mai ușor de acomodat. În continuare, vom analiza contra și viitorul biodiesel.
Foto cu amabilitate Paul Roessler
Microalge, organisme din care poate fi derivat un combustibil asemănător motorinei: Cultivat în deșerturile din sud-vestul american, microalge dezvoltate de NREL pot produce într-o zi cantități mari de lipide pentru transformarea în combustibil biodiesel.
Desigur, nimic nu este fără penalități și biodieselul are dezavantajele sale. Unii au legătură cu combustibilul în sine, iar mulți au legătură cu imaginea mai mare.
Una dintre problemele cu combustibilul în sine este creșterea NOx în emisiile de biodiesel. Adesea, în producția de combustibil diesel, când scade cantitatea de particule în emisii, există o creștere corespunzătoare a oxizilor de azot, care contribuie la formarea smogului. Deși unele dintre acestea pot fi abordate prin reglarea motorului în sine, nu este întotdeauna posibil. Sunt cercetate tehnologii pentru a reduce cantitățile de NOx în emisiile de biodiesel.
O altă problemă este comportamentul biodieselului ca solvent. Deși această proprietate este utilă, este un fel de sabie cu două tăișuri. Unele vehicule diesel mai vechi (cum ar fi autoturismele fabricate înainte de 1992) pot experimenta colmatarea cu concentrații mai mari de biodiesel. Datorită capacității sale de a slăbi depozitele construite în motor (care ar putea exista acolo din motorina veche), biodieselul poate provoca blocarea filtrului de combustibil cu depozitele nou eliberate. Producătorii de biodiesel sugerează schimbarea pompei de combustibil la scurt timp după trecerea la amestecuri biodiesel cu concentrație mare. Componentele din aceste sisteme de combustibil mai vechi pot deveni, de asemenea, degradate. Pe lângă depozitele din sistemul de combustibil, biodieselul descompune și componentele de cauciuc. Unele părți din sistemele mai vechi, cum ar fi conductele de combustibil și garniturile pompei de combustibil, pot fi descompuse datorită compoziției lor cauciucate sau ca de cauciuc. Aceasta este de obicei remediată prin înlocuirea unor astfel de componente. Deși mulți producători au inclus biodiesel în garanțiile lor, potențialul de probleme ar putea exista. Pentru mai multe informații despre biodiesel și garanții ale vehiculului, consultați Standardul Biodiesel.
De asemenea, în unele motoare, pot fi ușoare scăderea economiei de combustibil și a energiei electrice. În medie, există o reducere de putere cu aproximativ 10%. Cu alte cuvinte, este nevoie de aproximativ 1,1 litri de biodiesel până la 1 litru de motorină standard.
Dezavantajele majore ale biodieselului sunt legate de imaginea de ansamblu, și anume piața și logistica asociată. Dintre acestea, cel mai important este cost. Conform EPA, biodieselul pur (B100) poate costa oriunde de la 1,95 USD la 3,00 USD pe galon, în timp ce B20 amestecă în medie cu aproximativ 30 până la 40 de centi mai mult pe litru decât motorina standard. Toate acestea depind de variabile, cum ar fi materiile prime utilizate și condițiile pieței.
Cealaltă, poate mai importantă este aceea a cantitatea și disponibilitatea. Deși biodieselul nu este produs în mod necesar în toate cele 50 de stări, acesta poate fi pus la dispoziție în toate. Există trei moduri majore de a obține biodiesel, fiecare metodă fiind mai potrivită pentru anumite tipuri de clienți. Biodieselul poate fi achiziționat direct de la furnizor, de la un distribuitor de petrol sau de la pompe publice. În prezent, există 19 membri ai BNB care produc și comercializează biodiesel în Statele Unite. Pentru a afla cum să obțineți biodiesel, contactați Consiliul Național pentru Biodiesel. De asemenea, Centrul de date alternative a combustibililor are o caracteristică de căutare care vă permite să localizați stații de alimentare cu orașul sau statul.
Pentru informații despre localizarea stațiilor de biodiesel în afara S.U.A., contactați agenția locală de biocombustibili.
Deci, cât facem? Având în vedere numărul de producători diferiți (de exemplu, surse federale, private, industriale) și de culturi, este greu de atașat o cifră îngrijită. În prezent, SUA produc aproximativ 75 de milioane de galoane de biodiesel pe an (Consiliul Național pentru Biodiesel). Această producție este flexibilă și poate fi crescută sau diminuată, după cum este necesar.
Indiferent dacă apucă sau nu lumina reflectoarelor ocupate de tehnologiile flashier, biodieselul va fi cu siguranță o lucrare constantă în desfășurare.
În prezent, cea mai mare piață de biodiesel este vehiculele flote. Potrivit Consiliului Național de Biodiesel, există peste 100 de astfel de flote care folosesc biodiesel în Statele Unite. Acestea includ organizații publice și federale, precum Serviciul Poștal al SUA, Forța Aeriană a SUA, Armata SUA, NASA, Departamentul de Energie al SUA, Duke Energy și Florida Power & Light. Multe servicii de transport în comun încearcă, de asemenea, la biodiesel pentru a completa consumul de petrol. Autobuzele urbane, cum ar fi metroul Cincinnati folosesc, de asemenea, biodiesel. Obiectivele viitoare potențiale includ domenii precum aplicații marine și agricole și încălzirea locuințelor.
Pe măsură ce conștientizarea publicului crește, biodieselul și biocombustibilii în general își pot găsi cu ușurință drumul în conversațiile pentru cină. Sprijinul politic este, de asemenea, în creștere și, în urma unor legislații precum amendamentul EPACT din 1998, sursele alternative de combustibil vor fi o necesitate în viitorul nu atât de îndepărtat.
Pentru mai multe informații despre biodiesel, biocombustibili și subiecte conexe, consultați linkurile de pe pagina următoare.
Articole similare
- Colț de testare: Biodiesel Quiz
- Cum funcționează motoarele auto
- Cum funcționează motoarele diesel
- Cum funcționează convertorii catalitici
- Cum funcționează motoarele în doi timpi Diesel
- Cum funcționează rafinarea uleiului
- Cum funcționează mașinile electrice
- Cum funcționează economia de hidrogen
- Cum funcționează benzina
- Cum funcționează mașinile hibride
- Cum funcționează algele Biodiesel
Mai multe legături grozave
- Consiliul Național de Biodiesel
- Departamentul de Energie al SUA (DOE)
- Eficiență energetică DOE și energie regenerabilă
- Centrul de date al combustibililor alternativi DOE
- Administrația informațiilor energetice DOE
- Planeta Verde
- TreeHugger.com