بیودیزل چیست ؟ مزایا و معایب آن کدامند ؟

بیودیزل یا دیزل زیستی نوعی سوخت است که از پردازش و تغییر خواص روغن های گیاهی تولید می شود. این سوخت به عنوان جایگزینی برای دیزل نفتی، اولین بار در دهه 1970 میلادی معرفی شد اما در آن زمان مورد استقبال قرار نگرفت. امروزه با توجه کاهش منابع نفتی و نیاز روز افزون به انواع سوخت، استفاده و تولید بیودیزل مورد توجه و اهمیت قرار گرفته است.

اندازه مولکول ها در بیودیزل و دیزل نفتی مشابه است، اما این دو سوخت در ساختار شیمیایی متفاوت هستند. مولکول های بیودیزل تقریبا کاملا از متیل استرهای اسید چرب که حاوی ترکیبات غیر اشباع الفینی هستند، تشکیل شده اند. از سوی دیگر 95 درصد از دیزل نفتی (دارای گوگرد کم)، از هیدروکربن های اشباع بوده و 5 درصد باقیمانده را نیز ترکیبات آروماتیک تشکیل می دهند.

اگر در تولید بیو دیزل به جای متانول از اتانول استفاده شود، مولکول های حاصل شده اتیل استرهای اسید چرب خواهند بود. تفاوت های شیمیایی که در ساختار این دو نوع سوخت وجود دارد باعث ایجاد تفاوت در خواص فیزیکی نیز می شوند که در ادامه در قالب مزایا و معایب به آنها اشاره شده است.

مزایای بیودیزل

• در مقایسه با دیزل نفتی روان کنندگی بیشتری دارد و فرسودگی موتور را کاهش می دهد.
• بیودیزل تقریبا هیچ گوگردی در ترکیب خود ندارد، از این رو باعث کاهش آلودگی تولیدی توسط موتورها می شود.
• دیزل زیستی سمیت بسیار کمتری دارد، از این رو در زمان نشت به محیط خسارات کمتری را به دنبال خواهد داشت.
• منابع تولید آن قابل تجدید بوده و می توان به راحتی به آنها دست یافت.

معایب بیودیزل

• این سوخت زیستی مقدار اکسیژن (معمولا بین 10 تا 12 درصد) بالاتری در مقایسه با نوع نفتی دارد، از این رو آلودگی کمتری ایجاد می کند اما باعث کاهش قدرت موتور می شود (حدودا 4 درصد).
• بیودیزل در مقایسه با دیزل نفتی در دماهای پایین با سرعت بیشتری حالت ژل مانند پیدا می کند. این مشکل در مناطقی که دمای پایینی دارند می تواند ایجاد مشکل کند.
• دیزل سوختی به احتمال زیاد اکسید می شود (با اکسیژن واکنش می دهد) و در نتیجه آن یک توده نیمه جامد شکل می گیرد. این خاصیت زمانی که سوخت به مدت طولانی ذخیره شود و یا هنگام استفاده در موتورهایی که هر از چندگاه کار می کنند (مانند ژنراتورهای آماده به کار)، ایجاد مشکل می کند.
• بیودیزل از نظر شیمیایی به عنوان حلال فعالیت بالاتری دارد. از این رو می تواند نسبت به موادی که برای دیزل نفتی امن در نظر گرفته می شوند تهاجمی باشد.
• کیفیت سوخت نفتی می تواند یکنواخت تر و قابل اعتماد تر باشد، خصوصا هنگامی که با بیودیزل تولید شده در مقیاس کوچک مقایسه شود. دیزل نفتی می تواند بسته واحد تولید کننده و منطقه به منطقه متفاوت باشد با این حال میزان تفاوت چشمگیر نیست. استفاده از بیودیزل با کیفیت پایین می تواند مشکلات عدیده و جبران ناپذیری را برای عملکرد موتور به وجود بیاورد از این رو استفاده از سوخت با کیفیت اهمیت بالایی دارد. بیودیزل استفاده شده برای موتورهای دیزلی باید مطابق با استاندارد ASTM D6751 باشد و از کیفیت بالایی برخوردار باشد.

نحوه تولید

بیودیزل را می توان از روغن های گیاهی، گریس زرد، روغن های پخت و پز یا چربی حیوانات تولید نمود. این کار با فرآیند ترنس استریفیکیشن انجام می شود که محصولات آن دیزل زیستی و گلیسیرین هستند. تقریبا 100 قسمت (وزنی) از روغن یا چربی با 10 قسمت از یک الکل زنجیره کوتاه (معمولا متانول) در حضور یک کاتالیست (معمولا سدیم هیدروکسید یا پتاسیم هیدروکسید) واکنش می دهند تا در نهایت 100 قسمت بیودیزل و 10 قسمت گلیسیرین تشکیل شود.

آیا نوع روغن گیاهی استفاده شده مهم است ؟

یکی از سوالات متداول این است که “روغن کدام گیاه بهترین انتخاب برای تولید بیودیزل است؟” اما جواب سر راستی برای این سوال وجود ندارد. زیرا بسته به نوع گیاه تفاوت های آشکاری وجود دارد، خصوصا هنگامی که قیمت روغن های مختلف بسیار متفاوت است. روغن های گیاهی مختلف دارای غلظت های متفاوتی از مواد شیمیایی مختلف (عموما اسیدهای چرب) هستند که عملکرد آنها را هنگام تبدیل شدن به بیودیزل تحت تاثیر قرار می دهد. علاوه بر این ساختار الکلی که با روغن واکنش می دهد می تواند خواص سوخت را تحت تاثیر قرار دهد.

به صورت کلی ویژگی های شیمیایی که بیشترین اثر را بر روی خواص بیودیزل دارند عبارتند از طول مولکول ها، مقدار شاخه ها در زنجیره و درجه اشباع مولکول. همانگونه که در جدول زیر نشان داده شده است این پارامترها هم خواص منفی و هم مثبت دارند از این رو نمیتوان کامل ترین روغن را انتخاب نمود.

Biodiesel