Als je de laatste tijd het nieuws hebt gelezen of bekeken, ben je waarschijnlijk een artikel, fragment of soundbite tegengekomen met betrekking tot olie en olieprijzen. Zelfs in je dagelijkse routines is de kans groot dat iemand het vermeldt. Of het nu in auto's, economie, geschiedenis, aardrijkskunde of politiek is, olie is erin geslaagd om in bijna elk aspect van ons dagelijks leven door te dringen. Het is een van de meest besproken (en controversiële) goederen waar consumenten dagelijks op vertrouwen.
Al dit gepraat over olie wekt aanhoudende interesse in benzinealternatieven . Er wordt gesproken over zaken als elektrische auto's en brandstofcellen op waterstof als haalbare alternatieven voor olie. Naarmate de technologie verbetert, kunnen deze concepten werkelijkheid worden. Maar hoe zit het nu?
Verloren in de mix zijn de biobrandstoffen , brandstoffen gemaakt van biologische ingrediënten in plaats van fossiele brandstoffen. Deze uitgangsingrediënten kunnen variëren van maïs tot sojabonen tot dierlijk vet, afhankelijk van het type brandstof dat wordt gemaakt en de productiemethode.
In dit artikel gaan we dieper in op biodiesel , een van de belangrijkste biobrandstoffen. Om te beginnen is het een goed idee om te kijken hoe automotoren werken en hoe dieselmotoren werken om wat achtergrondinformatie te krijgen. Ga daarna terug en we scheiden biodieselfeiten van fictie.
Over het algemeen is biodiesel een alternatief voor of toevoeging aan standaard dieselbrandstof die is gemaakt van biologische ingrediënten in plaats van aardolie (of ruwe olie). Biodiesel wordt meestal gemaakt van plantaardige oliën of dierlijk vet door een reeks chemische reacties. Het is zowel niet-toxisch en hernieuwbaar . Omdat biodiesel hoofdzakelijk afkomstig is van planten en dieren, kunnen de bronnen worden aangevuld door landbouw en recycling.
Biodiesel is veilig en kan worden gebruikt in dieselmotoren met weinig of geen aanpassingen. Hoewel biodiesel in zijn pure vorm kan worden gebruikt, wordt het meestal gemengd met standaard dieselbrandstof . Blends worden aangegeven met de afkorting Bxx , waar xx is het percentage biodiesel in het mengsel. De meest voorkomende blend is bijvoorbeeld B20 , of 20 procent biodiesel tot 80 procent standaard. Dus, B100 verwijst naar pure biodiesel.
Biodiesel is echter niet zomaar een verzamelnaam. Er is ook een formele, technische definitie die wordt erkend door ASTM International (voorheen bekend als de American Society for Testing and Materials), de organisatie die verantwoordelijk is voor het leveren van industriestandaarden. Volgens de National Biodiesel Board (NBB) is de technische definitie van biodiesel als volgt:
Dat klinkt een beetje ruw, maar het is veel bekender dan je misschien denkt - je komt deze vetzuren elke dag tegen. We zullen ze in het volgende gedeelte in meer detail bekijken.
Inhoud
Een deel van wat biodiesel zo aantrekkelijk en interessant maakt, is dat het uit tal van natuurlijke bronnen kan worden gemaakt. Hoewel dierlijk vet kan worden gebruikt, is plantaardige olie is de grootste bron van biodiesel. Je hebt er vast wel eens een paar in de keuken gebruikt. Wetenschappers en ingenieurs kunnen oliën van bekende gewassen zoals soja, koolzaad, koolzaad, palm, katoenzaad, zonnebloem en pinda gebruiken om biodiesel te produceren. Biodiesel kan zelfs gemaakt worden van gerecycled frituurvet!
De rode draad die door alle biodieselbronnen wordt gedeeld, is dat ze allemaal vet . bevatten in een of andere vorm. Oliën zijn gewoon vetten die bij kamertemperatuur vloeibaar zijn. Deze vetten, of triacylglycerolen (soms triglyceriden genoemd) bestaan uit koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen die aan elkaar zijn gebonden en in een specifiek patroon zijn gerangschikt. Deze triacylglycerolen komen vrij veel voor. Naast huishoudelijke plantaardige oliën, komen ze ook veel voor in dingen zoals boter en reuzel. Mogelijk heeft u een triglyceridentelling gezien als u naar een arts bent geweest en wat bloedonderzoek heeft laten doen.
Een manier om deze triacylglycerolen te visualiseren, is door te denken aan een hoofdletter 'E'. De verticale ruggengraat van deze E vormt een molecuul dat bekend staat als glycerol. Glycerol is een veelgebruikt ingrediënt dat wordt gebruikt bij het maken van dingen als zeep, medicijnen en cosmetica. Gehecht aan deze glycerolruggengraat en de horizontale elementen van de E vormend, zijn drie lange ketens samengesteld uit koolstof, waterstof en zuurstof. Dit worden vetzuren genoemd.
H H H H H
\ / | \ /
C-----------C-----------C
| | |
O 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
Dus hoe komen deze triacylglycerolen terecht in een auto, vrachtwagen of boot? Biodiesel is geen pure plantaardige olie. Hoewel rauwe plantaardige olie in het verleden is gebruikt om dieselmotoren van brandstof te voorzien, heeft dit meestal problemen veroorzaakt. Het ruwe vet of de ruwe olie moet eerst een reeks chemische reacties ondergaan om brandstof te worden. Er zijn een paar verschillende manieren om biodiesel te maken, maar de meeste productiefaciliteiten produceren industriële biodiesel via een proces dat transesterificatie wordt genoemd. . Bij dit proces wordt het vet of de olie eerst gezuiverd en vervolgens omgezet met een alcohol, meestal methanol (CH3OH) of ethanol (CH3CH2OH) in aanwezigheid van een katalysator zoals kaliumhydroxide (KOH) of natriumhydroxide (NaOH). Wanneer dit gebeurt, wordt de triacylglycerol omgezet in esters en glycerol. De esters die overblijven, noemen we dan biodiesel.
Is dit oud nieuws? In het volgende gedeelte zullen we een deel van de geschiedenis en motivatie achter de biobrandstoffenbeweging onderzoeken.
Het concept van biobrandstoffen is verrassend oud. Rudolf Diesel, wiens uitvinding nu zijn naam draagt, had plantaardige olie voor ogen als brandstofbron voor zijn motor. Veel van zijn vroege werk draaide om het gebruik van biobrandstof. In 1900 bijvoorbeeld, op de Wereldtentoonstelling in Parijs, Frankrijk, demonstreerde Diesel zijn motor door hem op pindaolie te laten lopen. Evenzo verwachtte Henry Ford dat zijn Model T op ethanol zou rijden, een maïsproduct. Uiteindelijk, zowel bij Diesel als bij Ford, kwam aardolie in beeld en bleek de meest logische brandstofbron te zijn. Dit gebeurde onder meer op basis van aanbod, prijs en efficiëntie. Hoewel het niet gebruikelijk was, werden in de jaren dertig en veertig ook plantaardige oliën gebruikt voor dieselbrandstof.
Het was in de jaren zeventig en tachtig dat het idee van het gebruik van biobrandstoffen in de Verenigde Staten opnieuw opkwam. Een van de belangrijkste gebeurtenissen vond plaats in 1970 met de goedkeuring van de Clean Air Act door de Environmental Protection Agency (EPA). Hierdoor kon de EPA de emissienormen voor verontreinigende stoffen zoals zwaveldioxide, koolmonoxide, ozon en stikstofoxiden (NOx) strenger reguleren. Dit zette de basis voor de ontwikkeling van schonere brandstoffen. Dit stelde ook normen voor brandstofadditieven.
Gebeurtenissen in het buitenland, zoals het Arabische olie-embargo van 1973-1974 en de Iraanse revolutie van 1978-1979, in combinatie met een daling van de binnenlandse olieproductie, dreven de prijzen omhoog. Volgens de Energy Information Administration van het Amerikaanse ministerie van Energie is de invoer van ruwe olie in de VS tijdens het embargo met 30% gedaald en is "de wereldprijs van ruwe olie gestegen van ongeveer $ 14 per vat begin 1979 tot meer dan $ 35 per vat in Daarna stabiliseerden de prijzen in januari 1981. De prijzen daalden pas merkbaar in 1983, toen de wereldprijs stabiliseerde tussen $ 28 en $ 29 per vat."
Toen de olieprijzen stegen, begonnen onderzoekers elders te zoeken. In augustus 1982 werd de eerste Internationale Conferentie over Plantaardige en Plantaardige Oliën gehouden in Fargo, N.D. Deze conferentie ging over zaken variërend van brandstofkosten en de effecten van plantaardige olie tot brandstofadditieven en extractiemethoden.
In 1990 werd de Clean Air Act gewijzigd en werden strengere beperkingen op de uitstoot van voertuigen opgenomen. Met het amendement werden bepalingen ingevoerd voor zaken als een hoger zuurstofgehalte in benzine (waardoor de uitstoot van koolmonoxide wordt verlaagd) en een lager zwavelgehalte in dieselbrandstoffen.
In 1992 nam de EPA de Energy Policy Act of EPACT aan. Dit was gericht op het vergroten van de hoeveelheid alternatieve brandstof die wordt gebruikt door de transportvloten van de Amerikaanse overheid om de afhankelijkheid van buitenlandse olie te verminderen. Het EPACT-amendement uit 1998 omvatte het gebruik van biodiesel in bestaande dieselvoertuigen van de overheid als een acceptabel alternatief voor de aankoop van voertuigen op alternatieve brandstof, of AFV's, zoals bepaald in het oorspronkelijke EPACT.
Met al deze regels en voorschriften is het begrijpelijk dat elk levensvatbaar alternatief voor aardolie ophef veroorzaakt. Maar biodiesel is geen perfecte vervanging voor benzine. We zullen de voor- en nadelen ervan bekijken in de volgende secties.
Emissiebeheersing staat centraal in het biodieselargument, vooral in wetgevingskwesties. Er zijn een paar componenten van emissies die bijzonder schadelijk zijn en zorgen baren bij wetenschappers, wetgevers en consumenten. Zwavel en verwante verbindingen dragen bij aan de vorming van zure regen; koolmonoxide is een algemeen erkend toxine; en koolstofdioxide draagt bij aan het broeikaseffect. Er zijn ook enkele minder bekende verbindingen die zorgen baren, zoals polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's), ringvormige verbindingen die in verband zijn gebracht met de vorming van bepaalde soorten kanker. Fijnstof (PM) heeft negatieve gezondheidseffecten en onverbrande koolwaterstoffen dragen bij aan de vorming van smog en ozon.
Biodiesel vermindert de schadelijke uitstoot. Van de huidige biobrandstoffen is biodiesel de enige die de emissietest conform de Clean Air Act met succes heeft doorlopen.
| Gemiddelde uitstoot van biodiesel vergeleken met conventionele diesel | ||
| Emissiecomponent | B100 | B20 |
| Totaal onverbrande koolwaterstoffen | -67% | -20% |
| Koolmonoxide | -48% | -12% |
| Veelstof | -47% | -12% |
| NOx | +10% | +2% |
| Sulfaten | -100% | -20% |
| PAH | -80% | -13% |
| Bron:National Biodiesel Board | ||
Bovendien kan B100 de CO2-uitstoot met 78 procent verminderen en de kankerverwekkende eigenschappen van dieselbrandstof met 94 procent verlagen (National Biodiesel Board, U.S. DOE Office of Transportation Technologies).
Een ander kenmerk van biodiesel is dat het biologisch afbreekbaar is , wat betekent dat het kan ontleden als gevolg van natuurlijke agentia zoals bacteriën. Volgens de EPA wordt biodiesel vier keer sneller afgebroken dan conventionele dieselbrandstof. Op deze manier zou het opruimen in het geval van een lekkage gemakkelijker zijn en zou de nasleep niet zo angstaanjagend zijn. Dit zou ook gelden voor mengsels van biodiesel.
Biodiesel zou ook de Amerikaanse afhankelijkheid van geïmporteerde olie kunnen verminderen en onze energiezekerheid kunnen vergroten. De meeste biodiesel in de VS wordt gemaakt van sojaolie , wat een belangrijk binnenlands gewas is. Nu de vraag naar aardolie in de VS toeneemt en de wereldvoorraad afneemt, kan een hernieuwbare brandstof zoals biodiesel, indien correct toegepast, een deel van de vraag naar energie in de VS verlichten.
Biodiesel draagt ook bij aan de smering van een motor, of het bewegingsgemak. Biodiesel werkt als een oplosmiddel, dat helpt bij het losmaken van afzettingen en andere smurrie uit de binnenkant van een motor die mogelijk verstoppingen zou kunnen veroorzaken. Aangezien pure biodiesel zelf geen afzettingen achterlaat, resulteert dit in een langere levensduur van de motor . Geschat wordt dat een mengsel van biodiesel van slechts 1 procent de smering van de brandstof met maar liefst 65 procent zou kunnen verhogen (U.S. DOE Office of Transportation Technology).
Biodiesel is ook veiliger. Het is niet-toxisch (ongeveer 10 keer minder giftig dan keukenzout) en heeft een hoger vlampunt dan conventionele diesel. Omdat het op een hogere temperatuur brandt, is de kans kleiner dat het per ongeluk ontbrandt. Dit maakt verplaatsings- en opslagvoorschriften gemakkelijker te accommoderen. Vervolgens kijken we naar de nadelen en de toekomst van biodiesel.
Niets is natuurlijk strafbaar en biodiesel heeft ook zijn nadelen. Sommige hebben te maken met de brandstof zelf, en veel hebben te maken met het grotere geheel.
Een van de problemen met de brandstof zelf is de toename van NOx in de uitstoot van biodiesel. Vaak is er bij de productie van dieselbrandstof, wanneer u de hoeveelheid fijnstof in de uitstoot vermindert, een overeenkomstige toename van stikstofoxiden, die bijdragen aan de vorming van smog. Hoewel een deel hiervan kan worden verholpen door de motor zelf aan te passen, is dat niet altijd haalbaar. Er worden technologieën onderzocht om de NOx-hoeveelheden in de uitstoot van biodiesel te verminderen.
Een ander probleem is het gedrag van biodiesel als oplosmiddel . Hoewel deze eigenschap nuttig is, is het een soort tweesnijdend zwaard. Sommige oudere dieselvoertuigen (zoals auto's die vóór 1992 zijn gemaakt) kunnen verstopt raken door hogere concentraties biodiesel. Vanwege het vermogen om afzettingen die zich in de motor hebben opgehoopt (die aanwezig kunnen zijn van oude dieselbrandstof) los te maken, kan biodiesel ervoor zorgen dat het brandstoffilter verstopt raakt met de nieuw vrijgekomen afzettingen. Fabrikanten van biodiesel stellen voor om de brandstofpomp te vervangen kort nadat ze zijn overgestapt op biodieselmengsels met een hoge concentratie. Componenten binnen deze oudere brandstofsystemen kunnen ook worden aangetast. Naast afzettingen in het brandstofsysteem breekt biodiesel ook rubbercomponenten af. Sommige onderdelen in de oudere systemen, zoals brandstofleidingen en brandstofpompafdichtingen, kunnen door hun rubber of rubberachtige samenstelling kapot gaan. Dit wordt meestal verholpen door dergelijke componenten te vervangen. Hoewel veel fabrikanten biodiesel in hun garanties hebben opgenomen, kunnen er nog steeds problemen optreden. Ga voor meer informatie over biodiesel en voertuiggaranties naar The Biodiesel Standard.
Bij sommige motoren kan er ook een lichte afname zijn in brandstofverbruik en vermogen . Gemiddeld is er ongeveer 10 procent minder vermogen. Met andere woorden, er is ongeveer 1,1 gallon biodiesel nodig om gelijk te zijn aan 1 gallon standaard diesel.
De grote nadelen van biodiesel hangen samen met het grotere geheel, namelijk de markt en de bijbehorende logistiek. Hiervan is de belangrijkste kosten . Volgens de EPA kan pure biodiesel (B100) overal tussen de $ 1,95 en $ 3,00 per gallon kosten, terwijl B20 gemiddeld ongeveer 30 tot 40 cent meer per gallon kost dan standaarddiesel. Dit hangt allemaal af van variabelen zoals de gebruikte grondstof en marktomstandigheden.
De andere, misschien wel belangrijker kwestie is die van hoeveelheid en beschikbaarheid . Hoewel biodiesel niet noodzakelijk in alle 50 staten wordt geproduceerd, kan het in alle staten beschikbaar worden gesteld. Er zijn drie belangrijke manieren om aan biodiesel te komen, waarbij elke specifieke methode beter geschikt is voor bepaalde soorten klanten. Biodiesel kan rechtstreeks bij de leverancier, bij een petroleumdistributeur of bij openbare pompen worden gekocht. Er zijn momenteel 19 NBB-leden die biodiesel produceren en op de markt brengen in de Verenigde Staten. Neem voor meer informatie over het verkrijgen van biodiesel contact op met de National Biodiesel Board. Het Alternative Fuels Data Center heeft ook een zoekfunctie waarmee u tankstations per stad of staat kunt vinden.
Neem voor informatie over het lokaliseren van biodieselstations buiten de VS contact op met uw plaatselijke biobrandstofagentschap.
Dus hoeveel verdienen we? Gezien het aantal verschillende producenten (d.w.z. federale, particuliere, industriële) en gewasbronnen, is het moeilijk om een netjes cijfer te geven. Op dit moment produceert de VS ongeveer 75 miljoen gallons biodiesel per jaar (National Biodiesel Board). Deze productie is flexibel en kan naar behoefte worden verhoogd of verlaagd.
Of het nu wel of niet de schijnwerpers grijpt die worden ingenomen door flitsendere technologieën, biodiesel zal zeker een constant werk in uitvoering zijn.
Momenteel zijn wagenparkvoertuigen de grootste markt voor biodiesel. Volgens de National Biodiesel Board zijn er in de Verenigde Staten meer dan 100 van dergelijke vloten die biodiesel gebruiken. Deze omvatten federale en openbare organisaties zoals de V.S. Postal Service, de U.S. Air Force, U.S. Army, NASA, het U.S. Department of Energy, Duke Energy en Florida Power &Light. Veel openbaarvervoersdiensten zijn ook op zoek naar biodiesel om het gebruik van aardolie aan te vullen. Stadsbussen zoals Cincinnati Metro gebruiken ook biodiesel. Mogelijke doelen voor de toekomst zijn onder meer maritieme en landbouwtoepassingen en verwarming van woningen.
Naarmate het publieke bewustzijn groeit, kunnen biodiesel en biobrandstoffen in het algemeen gemakkelijk hun weg vinden naar dinergesprekken. De politieke steun neemt ook toe en in het kielzog van wetgeving zoals het EPACT-amendement uit 1998, zullen alternatieve brandstofbronnen in de niet zo verre toekomst een noodzaak zijn.
Bekijk de links op de volgende pagina voor meer informatie over biodiesel, biobrandstoffen en aanverwante onderwerpen.
AutoFuel EconomyHoe de prijsstelling van alternatieve brandstoffen werktAutoAlternative FuelsAlternative FuelAutoAlternative Fuels10 Ideeën voor alternatieve brandstoffen die nooit uit het lab zijn gekomenAutoHybrid TechnologyWat zijn de moeilijkste normen waaraan moet worden voldaan voor een auto op alternatieve brandstof?AutoHybrid TechnologyHoe tankstations voor alternatieve brandstof werkenAutoHybrid TechnologyWat is 's werelds goedkoopste auto op alternatieve brandstof? AutoBiofuelsIs biobrandstof uit algen een levensvatbaar alternatief voor olie?AutoBiofuelsPromoot oliemaatschappijen alternatieve energie?Autohybride technologieTop 10 alternatieve brandstoffen op de weg op dit momentAutoBiofuelsIs biobrandstof een redelijk (en veilig) alternatief voor vliegtuigbrandstof?AutoAlternative FuelsAlternative Fuel Vehicle PicturesAutoAlternative FuelsNatural Gas Vehicles:A Clean AlternativeAutoAlternative FuelsHoe Brandstofcellen werkenAutoalternatieve brandstoffenHoe biodiesel werktAutoalternatieve brandstoffenIs ethanol echt milieuvriendelijker dan gas?Autoalternatieve brandstoffenHoeveel maïs voor ethanolAutoalternatieve brandstoffenKan zout water ca. rs?Auto-alternatieve brandstoffenHoe aardgasvoertuigen werkenAuto-alternatieve brandstoffenE85 Ethanol Flex Fuel-overzichtAuto-alternatieve brandstoffenKan ethanol uw motor beschadigen?Auto-alternatieve brandstoffenWat is topbrandstof en wat is het verschil met benzine?Auto-alternatieve brandstoffenKan een auto op kernenergie rijden? Wetenschap Energieproductie Wat is het goedkoopste alternatief voor nieuwe energie? Wetenschap Groene wetenschap Wat is de goedkoopste nieuwe alternatieve energie? Wetenschap Groene wetenschap10 gekke vormen van alternatieve energie Wetenschap Groene wetenschap Zullen alternatieve brandstoffen de wereldwijde graanvoorraad uitputten?
Gerelateerde artikelen
Meer geweldige links
