Η ανάγκη για τη χρήση εναλλακτικών και ανανεώσιμων καυσίμων έναντι του πετρελαίου και των προϊόντων του έχει αρχίσει να παίζει έναν σημαντικό ρόλο στον ανεπτυγμένο κόσμο, τόσο για περιβαλλοντικούς όσο και για οικονομικούς και διαχειριστικούς λόγους. Έτσι, σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας, υπάρχει ανάγκη προώθησης όλων των εναλλακτικών καυσίμων στον τομέα των μεταφορών και όχι μόνο.
Για το βιοντίζελ και τη βιοαιθανόλη, συγκεκριμένα, τα τελευταία χρόνια οι επενδύσεις αναπτύσσονται ταχύτατα σε ολόκληρο τον κόσμο. Οι πρώτες 15 χώρες σε παραγωγή βιοκαυσίμων για το 2011 φαίνονται στον Πίνακα 1‑1.
Πίνακας 1‑1. Οι πρώτες 15 χώρες στην παραγωγή βιοκαυσίμων το 2011.
|
Α/Α
|
Χώρα
|
Βιοαιθανόλη (δισεκατομμύρια λίτρα)
|
Βιοντίζελ
(δισεκατομμύρια λίτρα)
|
|
1
|
Ηνωμένες Πολιτείες
|
54,2
|
3,2
|
|
2
|
Βραζιλία
|
21,0
|
2,7
|
|
3
|
Γερμανία
|
0,8
|
3,2
|
|
4
|
Αργεντινή
|
0,2
|
2,8
|
|
5
|
Γαλλία
|
1,1
|
1,6
|
|
6
|
Κίνα
|
2,1
|
0,2
|
|
7
|
Καναδάς
|
1,8
|
0,2
|
|
8
|
Ινδονησία
|
0,0
|
1,4
|
|
9
|
Ισπανία
|
0,5
|
0,7
|
|
10
|
Ταϊλάνδη
|
0,5
|
0,6
|
|
11
|
Βέλγιο
|
0,4
|
0,4
|
|
12
|
Ολλανδία
|
0,3
|
0,4
|
|
13
|
Ιταλία
|
0,0
|
0,6
|
|
14
|
Κολομβία
|
0,3
|
0,3
|
|
15
|
Αυστρία
|
0,2
|
0,4
|
|
|
Συνολικά στην ΕΕ
|
4,3
|
9,2
|
|
|
Σύνολο παγκοσμίως
|
86,1
|
24,1
|
Πηγή: REN 21, Renewables Global Status Report
Σημείωση: Η σειρά κατάταξης είναι σύμφωνη με τη συνολική παραγωγή βιοκαυσίμων.
Στην Ευρώπη έχει προγραμματιστεί η χρήση βιοκαυσίμων στα καύσιμα κίνησης σε ποσοστό τουλάχιστον 2%, με βάση το ενεργειακό περιεχόμενο, επί του συνόλου της βενζίνης και του πετρελαίου κίνησης, προς χρήση στις μεταφορές από 1/1/2006, με στόχο την αύξησή τους σε ποσοστό τουλάχιστον 5,75% μέχρι 31/12/2010, σύμφωνα με την οδηγία 2003/30/EC της Ευρωπαϊκής Ένωσης, ενώ μέχρι το 2020 το ποσοστό αυτό αναμένεται να φτάσει το 20%.
Οι μεθυλεστέρες των λιπαρών οξέων, κοινώς γνωστοί ως βιοντίζελ, θεωρούνται ως το πλέον υποσχόμενο και διαδεδομένο βιοκαύσιμο και αποτελούν παραπλήσιο και άριστο υποκατάστατο του συμβατικού (πετρελαϊκού) ντίζελ. Οι βασικές πρώτες ύλες, από τις οποίες προέρχεται το βιοντίζελ, είναι τα φυτικά έλαια και τα ζωικά λίπη. Το τελικό βιοκαύσιμο μπορεί να χρησιμοποιείται σε κινητήρες εσωτερικής καύσης τόσο αυτούσιο 100% (Β100) όσο και σε διάφορες αναλογίες σε μίγματα με το συμβατικό ντίζελ, π.χ. σε ποσοστό 5% στο ντίζελ (Β5).
Οι κύριοι λόγοι που έχουν προκαλέσει το τεράστιο αυτό ενδιαφέρον για το βιοντίζελ είναι η σημαντική μείωση των επιβλαβών εκπομπών που προέρχονται από την καύση του πετρελαίου και των λοιπών συμβατικών μη ανανεώσιμων καυσίμων, η επιτάχυνση που μπορεί να προκαλέσει στην ανάπτυξη της αγροτικής οικονομίας, η μείωση της εξάρτησης της εκάστοτε χώρας από τις εισαγωγές πετρελαίου, η ενεργειακή αυτονομία μικρών παραγωγών με την ιδιοκατανάλωση του βιοκαυσίμου, η απομάκρυνση από την τροφική αλυσίδα μη κατάλληλων ελαίων και λιπών και η παραγωγή υψηλής προστιθέμενης αξίας προϊόντων (βιοκαυσίμων) από χρησιμοποιημένα και απόβλητα φυτικά έλαια, π.χ. τηγανέλαια, και χαμηλής ποιότητας ζωικά λίπη.
Το βιοντίζελ έχει αποδειχθεί ότι παρουσιάζει σημαντικά περιβαλλοντικά οφέλη, καθώς συμβάλει στη μείωση της συσσώρευσης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και άρα στη μείωση της θέρμανσης του πλανήτη, και οφέλη από τη μείωση της ενεργειακής εξάρτησης και την ανάπτυξη του πρωτογενούς τομέα. Σχετικές μελέτες, που έχουν γίνει από ανεξάρτητα ερευνητικά ινστιτούτα, έχουν δείξει ότι η χρήση 1 kg βιοντίζελ, έναντι του συμβατικού ντίζελ, οδηγεί σε μείωση περίπου 3 kg CO2 (ένα από τα αέρια που ευθύνονται για το φαινόμενο του θερμοκηπίου). Έτσι, η χρήση του βιοντίζελ έχει ως αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση τόσο των εκπομπών CO2 (65% - 90% λιγότερη συσσώρευση σε σχέση με τη χρήση του συμβατικού ντίζελ) όσο και άλλων επιβλαβών εκπομπών. Το βιοντίζελ περιέχει εξαιρετικά μικρά ποσοστά θείου, σχεδόν μηδενικά, έχει υψηλή λιπαντική ικανότητα και είναι πλήρως βιοαποικοδομήσιμο, σε αντίθεση με το συμβατικό ντίζελ. Επίσης, παρουσιάζει σημαντικό όφελος στη γεωργία και στην προστασία του υδροφόρου ορίζοντα από τη χρήση αποβλήτων ελαιούχων υλών ως πρώτες ύλες για την παρασκευή του.
Πιο συγκεκριμένα, το βιοντίζελ, ως προϊόν ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, είναι καθαρό, μη τοξικό και βιοαποικοδομήσιμο καύσιμο, δεν περιέχει αρωματικές ενώσεις και οι εκπομπές των ρυπαντών οξειδίων του θείου, μονοξειδίου του άνθρακα, άκαυστων υδρογονανθράκων και αιθάλης, που προέρχονται από την καύση του στις μηχανές ντίζελ, είναι χαμηλές. Το βιοντίζελ περιέχει αρκετό οξυγόνο, περίπου 10% κ.β., που καθιστά την καύση λιγότερο ατελή, με αποτέλεσμα η περιεκτικότητα των καυσαερίων σε μονοξείδιο του άνθρακα (CO), άκαυστους υδρογονάνθρακες (H/C) και αιθάλη (C) να είναι σημαντικά μικρότερη από το συμβατικό ντίζελ. Ο Πίνακας 1‑2 συνοψίζει το τυπικό προφίλ εκπομπών από την καύση του καθαρού αυτούσιου βιοντίζελ (Β100), αλλά και ενός από τα πλέον συνηθισμένα μίγματά του με το συμβατικό ντίζελ το οποίο αποτελείται από 20% βιοντίζελ και 80% ντίζελ (Β20), χρησιμοποιώντας ως αναφορά τις εκπομπές από την καύση του συμβατικού πετρελαϊκού ντίζελ.
Πίνακας 1‑2. Εκπομπές Β100 (100% βιοντίζελ) και μίγματος Β20 (20% βιοντίζελ και 80% ντίζελ) σε σύγκριση με του συμβατικού ντίζελ..
|
Εκπομπή
|
Β100
|
Β20 |
|
Μονοξείδιο του άνθρακα
|
-48%
|
-12%
|
|
Άκαυστοι υδρογονάνθρακες
|
-67%
|
-20%
|
|
Σωματίδια
|
-47%
|
-12%
|
|
Οξείδια του αζώτου
|
+10%
|
+2%
|
|
Οξείδια του θείου
|
-100%
|
-20%
|
|
Τοξικά αέρια
|
-60% έως -90%
|
-12% έως -20%
|
Εκτός από το γεγονός ότι πλεονεκτεί ως ανανεώσιμο καύσιμο, το βιοντίζελ (Β100) εμφανίζει παρόμοιες φυσικοχημικές ιδιότητες με το συμβατικό ντίζελ, ενώ σε κάποιες περιπτώσεις έχει και καλύτερα χαρακτηριστικά από αυτό, όπως μεγαλύτερο σημείο ανάφλεξης (ασφαλέστερο στη χρήση), μικρότερη ποσότητα θείου αλλά μεγαλύτερη λιπαντική ικανότητα λόγω του οξυγόνου που περιέχει και μεγαλύτερο αριθμό κετανίου.
Η μείωση του περιεχόμενου θείου, που επιβάλλεται στα συμβατικά ορυκτά καύσιμα, έχει αρνητική επίδραση στη λίπανση του κινητήρα διότι μειώνονται οι λιπαντικές ενώσεις του θείου. Έτσι, τα διυλιστήρια χρησιμοποιούν υψηλού κόστους και ταυτόχρονα μη βιοαποικοδομήσιμα πρόσθετα για την επαναφορά της λιπαντικής ικανότητας του καυσίμου. Η προσθήκη, όμως, του βιοντίζελ στο πετρελαϊκό ντίζελ, ακόμα και σε περιεκτικότητες μικρότερες του 1% κ.β., επαναφέρει τη λιπαντική ικανότητα του καυσίμου, επομένως με τη χρήση του βιοντίζελ παρατείνεται η ζωή του πετρελαιοκινητήρα και τα διυλιστήρια εξοικονομούν αρκετά χρήματα.
Ο μεγαλύτερος αριθμός κετανίου που παρουσιάζει το βιοντίζελ έναντι του συμβατικού ντίζελ αντισταθμίζει το γεγονός ότι κατά την καύση του το βιοντίζελ απελευθερώνει ενέργεια ελαφρώς μικρότερη από την ενέργεια που απελευθερώνει το συμβατικό ντίζελ. Έτσι, η απόδοση ενός πετρελαιοκινητήρα, που κινείται με καθαρό βιοντίζελ (Β100), κυμαίνεται στα επίπεδα του συμβατικού ντίζελ. Τέλος, το βιοντίζελ είναι κατάλληλο για τους ήδη υπάρχοντες πετρελαιοκινητήρες, όπου δεν χρειάζεται να γίνει σχεδόν καμία μετατροπή, ακόμα κι αν χρησιμοποιηθεί αυτούσιο βιοντίζελ.
Στον Πίνακα 1‑3 γίνεται μία σύγκριση μεταξύ των τιμών που πρέπει να έχουν οι διάφορες ιδιότητες του συμβατικού ντίζελ και του βιοντίζελ σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα ποιότητας.
Πίνακας 1‑3. Σύγκριση των κυριότερων ιδιοτήτων συμβατικού ντίζελ και βιοντίζελ.
|
ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ
|
DIESEL (EN590)
|
Biodiesel (DIN51606)
|
Biodiesel (EN14214)
|
|
Πυκνότητα στους 15°C (g/cm³)
|
0,820 - 0,845
|
0,875 - 0,9
|
0,86 - 0,90
|
|
Ιξώδες στους 40°C (mm²/s)
|
2,0 - 4,5
|
3,5 - 5,0
|
3,5 - 5,0
|
|
Σημείο ανάφλεξης (°C)
|
> 55
|
> 110
|
> 101
|
|
Θείο (% mg/kg)
|
10
|
< 10
|
< 10
|
|
Θειική τέφρα (% kg/kg)
|
0,01
|
< 0,03
|
< 0,02
|
|
Υγρασία (mg/kg)
|
200
|
< 300
|
< 500
|
|
Υπόλειμμα άνθρακα (% kg/kg)
|
< 0,3
|
< 0,3
|
< 0,3
|
|
Συνολική νόθευση (mg/kg)
|
< 24
|
< 20
|
< 24
|
|
Διάβρωση ταινίας χαλκού (3h - 50°C)
|
Class 1
|
Class 1
|
Class 1
|
|
Αριθμός κετανίου
|
> 51
|
> 49
|
> 51
|
|
Δείκτης κετανίου
|
> 46
|
-
|
-
|
|
Οξύτητα (mg KOH / g)
|
-
|
< 0,5
|
< 0,5
|
|
Μεθανόλη (% kg/kg)
|
-
|
< 0,3
|
< 0,2
|
|
Εστερικό περιεχόμενο (%)
|
< 7
|
-
|
> 96,5
|
|
Οξειδωτική σταθερότητα στους 110°C (h)
|
-
|
-
|
> 6
|
|
Μονογλυκερίδια (% kg/kg)
|
-
|
< 0,8
|
< 0,8
|
|
Διγλυκερίδια (% kg/kg)
|
-
|
< 0,4
|
< 0,2
|
|
Τριγλυκερίδια (% kg/kg)
|
-
|
< 0,4
|
< 0,4
|
|
Ελεύθερη Γλυκερίνη (% kg/kg)
|
-
|
< 0,02
|
< 0,02
|
|
Συνολική Γλυκερίνη (% kg/kg)
|
-
|
< 0,25
|
< 0,25
|
|
Αριθμός Ιωδίου
|
-
|
< 115
|
120
|
|
Φώσφορος (mg/kg)
|
-
|
< 10
|
< 10
|
|
Μέταλλα Na, K (mg/kg)
|
-
|
< 5
|
< 5
|
ΕΝ590: Το ΕΝ590/2000 περιγράφει τις φυσικές ιδιότητες που πρέπει να έχουν όλα τα καύσιμα ντίζελ όταν αυτά πρόκειται να διατεθούν στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης, της Ισλανδίας, της Νορβηγίας και της Ελβετίας. Επιτρέπει την ανάμιξη μέχρι 7% βιοντίζελ με συμβατικό ντίζελ (μίγμα 7/93). Σε κάποιες χώρες, όπως στη Γαλλία, όλο το ντίζελ που διατίθεται σε καθημερινή βάση βασίζεται σε αυτό το μίγμα.
ΕΝ14214: Το ΕΝ14214 είναι το ισχύον πρότυπο για το βιοντίζελ που έχει καθοριστεί από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό CEN. Το πρότυπο αυτό είναι βασισμένο στο DIN 51606.
περισσότερα...