بیودیزل
نیاز روز افزون جهان به منابع جدید انرژی و از طرفی آلودگی ناشی از سوختهای فسیلی و پایان پذیر بودن آنها، از جمله عواملی است که بشر را به تلاش برای دستیابی به سوختهای جانشین برای این منابع واداشته است. یکی از این سوختهای جانشین، بیودیزل می باشد.
بیودیزل چه نوع سوختی است؟
بیودیزل سوختی تجدید پذیر و تجزیه‌پذیر است که از روغن گیاهی و یا چربی حیوانی به دست می‌آید. سوخت را میتوان به‌راحتی با گازوییل مخلوط و در خودروهای گازوییل‌سوز استفاده کرد. ذرات معلق و هیدروکربن‌های نسوخته که از اگزوز خودروهای دیزلی خارج میشوند، سمی و سرطان‌زا هستند و تهدیدی برای سلامتی انسانها به شمار می‌آیند. این در شرایطی است که نتایج مثبت استفاده از بیودیزل در کاهش سمیت و آلودگی هوا از سوی ارگانها و سازمانهای معتبر جهانی تایید شده است. برای مثال، گیاه سویا،CO2 هوا را جذب میکند و پس از استخراج روغن از دانه‌های سویا، به بیودیزل تبدیل میشود. سوختن این ماده CO2 تولید میکند و CO2 تولیدشده به‌وسیله گیاهی که سوخت از آن تهیه‌شده است، باز جذب میشود. این چرخه هیچ دی‌اکسید کربنی وارد طبیعت نمیکند.
تاریخچه بیودیزل
ایده استفاده از روغن گیاهی به‌عنوان سوخت برای اولین بار در نمایشگاه سال ۱۹۰۰ پاریس توسط شرکت فرانسوی اتو با معرفی موتور دیزل با سوختی از روغن بادام‌زمینی مطرح شد. واژه بیودیزل اولین بار در سال ۱۹۹۲ به‌وسیله موسسه آمریکایی National Soy Diesel Development Board که در حال حاضر National Biodiesel Board خوانده میشود نام‌گذاری شده است. امروزه روغنهای گیاهی علاوه بر مصارف غذایی، از دیدگاه تولید انرژی و تهیه مواد خام صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار هستند؛ اما بیودیزل روغن خام گیاهان نیست بلکه درنتیجه واکنشهای شیمیایی و در حضور کاتالیست تولید میشود. درعین‌حال گلیسیرین نیز که در داروسازی و تولید لوازم‌آرایشی مورداستفاده قرار میگیرد به‌عنوان یک محصول فرعی این فرآیند تولید میشود. این واکنش باعث بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی روغن میگردد.
بنابراین بیودیزل ترکیبی از استرهای مونو آلکیل اسید چرب با زنجیره بلند است که درست مانند گازوییل نفت در موتورهای احتراقی کار میکند و برای این کار هیچ‌گونه تغییری در ساختار موتور لازم نیست و ظرفیت و دامنه کار گازوییل را حفظ میکند. تولید بیودیزل با استفاده از واکنش ترانساستریفیکاسیون قلیایی امروزه در مقیاس صنعتی انجام میگیرد. کشورهایی نظیر ایالات‌متحده، آلمان، استرالیا، ایتالیا و اتریش ازجمله کشورهایی هستند که سوختهای زیستی چون بیودیزل و بیو اتانول را در مقیاس بزرگ تولید و مصرف می‌کنند.
آیا در ایران نیز می‌توانیم بیودیزل را تولید کنیم؟
فناوری تولید این سوخت در کشور قابل‌دسترس است لازم به ذکر است تولید این سوخت می‌تواند بخش کشاورزی را نیز به تحرک وا‌دارد، زیرا این سوخت از روغنهای گیاهی به دست می‌آید، پس با تولید آن نیاز بیشتری به کاشت دانه‌های گیاهی است که به اشتغال‌زایی در بخش کشاورزی کمک میکند. نکته مهم دیگر، امکان استفاده مجدد از روغنهای گیاهی سوخته برای تولید بیودیزل است. از روغنهای سوخته که در بسیاری جاها ازجمله اغذیه‌فروشی‌ها به مقدار زیاد استفاده و در پایان روز دور ریخته میشوند، میتوان در تولید بیودیزل استفاده کرد. یعنی همان کاری که اکنون در مورد روغنهای صنعتی انجام میشود.
در حال حاضر روغنهای مورداستفاده در خودروها را پس از خریداری با کمک برخی مواد افزودنی به روغنی قابل‌استفاده تبدیل می‌کنند. به‌این‌ترتیب نه‌تنها این روغن‌ها بازیافت میشوند، بلکه از دور ریخته شدن آنها که آلودگی‌های زیست‌محیطی را در پی دارد، جلوگیری میشود، مواد اولیه این سوخت نیز کاملاً در دسترس و قابل تهیه است. ضمن این‌که کشت دانه‌های روغنی و کارهای جنبی که در کنار آن ایجاد میشود، مانند بسته‌بندی و عرضه و تبدیل آنها به سوخت اشتغال‌زایی را نیز به همراه دارد.
مخلوط کردن بیودیزل با گازوییل چه خاصیتی دارد؟
نتایج تحقیقات نشان داده‌شده است که اگر تا ۲۰ درصد باک خودرو را با بیودیزل پرکنیم، هیچ نیازی به تغییر سیستم احتراق یا تغییر قطعات خودروها نیست و میتوان این سوخت را بدون هیچ اشکالی در موتورهای امروزی مصرف کرد. طبیعی است که پر کردن ۲۰ درصد از یک خودرو با این ماده به همین مقدار از آلایندههایی مانند دی‌اکسید کربن، هیدروکربنها و منواکسید کربن میکاهد، اما در مورد گوگرد این مقدار حتی قابل‌توجه‌تر است، چنانکه گوگردی که از این سوخت حاصل میشود، ۱۵ درصد و تقریباً غیرقابل‌اندازه‌گیری است، بنابراین برای کاهش گوگرد در سوخت دیزل میتوان از مخلوط کردن بیودیزل و گازوییل استفاده کرد.
علاوه بر اینها، استفاده از مخلوط بیودیزل و گازوییل سبب حذف دود متراکم و سیاه حاصل از سوخت خودروهای دیزلی خواهد شد. حتی بویی که از سوختن آن ایجاد میشود، شبیه بوی سیب‌زمینی سرخ‌کرده و ذرت بوداده است، یعنی به میزان چشمگیری بوی بد گازوییل را کاهش میدهد.
چشم انداز بیودیزل
اکثر نیازمندیهای انرژی جهان از طریق منابع پتروشیمی یعنی زغال‌سنگ و گازهای طبیعی تأمین میشود (هیدرو الکتریسیته و انرژی هسته‌ای استثناء هستند) همه این منابع محدود بوده و با سرعت استفاده کنونی در مدت کوتاهی به پایان خواهند رسید. سوخت گازوییل نقش اساسی در اقتصاد صنعتی کشورهای درحال‌توسعه داشته و در حمل‌ونقل، کالاهای کشاورزی و صنعتی و … مورداستفاده قرار میگیرد. این امر باعث توجهات و علاقه اخیر به منابع جایگزین برای سوختهای نفتی شده است. سوخت جایگزین باید به‌آسانی قابل‌دسترس، دوستدار محیط‌زیست و ازلحاظ فنی و اقتصادی رقابت‌پذیر باشد.
کاربردهای محصول
- به‌عنوان یک سوخت مناسب حتی کارآمدتر از سوخت دیزلی و ۱۰۰% جایگزین
- ماده اولیه‌ی تولید هیدروژن در پیلهای سوختی
- پاک‌کننده لکههای روغنی
- عامل محرک توربینهای تولید الکتریسیته دیزلی
- سوخت مناسب در گرمایش منازل
- در ایجاد روشنایی و پخت‌وپز
- به‌عنوان رقیق‌کننده گریسها و پاک‌کنندههای صنعتی
- افزودنی به سوخت دیزل جهت روانی بیشتر
- عامل پاک‌کنندهی قیر
- پاک‌کننده سطوح چرب
- پاک‌کننده جوهر، رنگ و چسب
- پاک‌کننده واکس و ترکیبات ضد غبار
- ممانعت از خوردگی در سطوح فلزی
- روان‌ساز قطعات فلزی در تماس
مشخصات فیزیکی بیودیزل
ویژگیهای فیزیکی بیودیزل بسیار شبیه گازوییل معمولی است. بااین‌حال، ویژگیهای خروجیهای اگزوز بیودیزل بهتر از گازوییل معمولی است.
- چگالی ۸۸/. گرم بر سانتیمتر مکعب
- ویسکوزیته در ۲۰، ۵/۷ سانتی استوک
- عدد ستان (اندیس ستان) ۴۹
- نقطه انجماد ۱۳-
- ارزش حرارتی خالص ۳۳۳۰۰ کیلوژول بر لیتر
ویژگیهای فنی بیودیزل
- ازلحاظ خواص سوختی شبیه دیزل با پایه نفتی است.
- بالاترین مقدار انرژی را نسبت به هر سوخت جایگزین در واحد برابر دارد.
- عدد ستان و نقطه ابری شدن و خاصیت روانی بسیار بالاتری نسبت به سوختهای فسیلی دارد.