Bioüzemanyagok

1. A biodízel 

A biodízel a napjainkban használt kompressziógyújtású (Diesel) motorok tüzelőanyagaként alkalmazható. Akár tisztán, akár keverve is. Ez annak köszönhető, hogy az alapanyagokból, a gázolajjal nagymértékben megegyező tulajdonságú anyag állítható elő. Azaz közel azonos lesz az égéshő, a sűrűség, a cetánszám, és a viszkozitás is. Ha nem egyeznének meg,  a motorok átalakítására lenne szükség. Ez, pedig sokáig problémát jelentett, mivel a biodízel előállítása során nem volt a gyártási folyamat része az észterezés. Észterezés nélkül a telítetlen zsírsav alapanyagból csak olyan hajtóanyag állítható elő, amely alacsony hőmérsékleten csak kis viszkozitással rendelkezik, és a katalizátort is károsítja. Azonban az észterezés segítségével előállított végleges termék már majdnem tökéletes tulajdonságokkal rendelkezik. Ez a végtermék a napraforgó olaj metilészter, vagy a repceolaj metilészter. Angol kifejezéssel mondva SME (Sunflower oil metilester), és RME.

Környezetvédelmi szempontból a biodízel helyzete furcsa, ugyanis némelyek szerint az előállítása majdnem annyi szennyezőanyagot bocsát a légkörbe, mint amennyit a környezetbarát tüzelőanyag megspórol nekünk. Viszont jó néhány pozitív tulajdonsággal is rendelkezik ez a hajtóanyag. A kipofogógáz szénmonoxid, szénhidrogén, és korom tartalma közel fele a gázolaj emissziójának, valamint biotüzelőanyagról lévén szó, a szén-dioxid kibocsátás pontosan annyi, mint amennyit az alapanyag növény, élete során beépített a szerkezetébe. Így a légkör CO2 számlája kiegyenlítődik. Jogilag tehát 0 a széndioxid kibocsátás. A pozitívumok mellett, pedig azt sem szabad elfelejtenünk, hogy az alapanyagul szolgáló növények sokkal gyorsabb ökológiai folyamatok eredményei, mint az olaj.  Ugyanakkor nem szabad szubjektíven ítélnünk. Van még negatívum, amely a biodízel használatára nem vet jó fényt.

Az alapanyag-növények előállításához rettentő mértékű földterületekre van szükség. Gondoljunk bele, hogy ha Magyarország minden hasznosítható földterületét napraforgóval, vagy repcével vetnénk be, még akkor is csak az ország fogyasztásának ¼-ét tudnánk fedezni. A túl nagy mértékű energianövény-termesztés monokultúra kialakulásához vezethet, és elveszi a területet az így is csökkenő mértékű erdőségektől, arról nem is beszélve, hogy a biodízel előállítása jóval drágább, mint egyéb intézkedések, amivel csökkenthető az üvegház-hatású gázok kibocsátása.

Mindezek fényében nem kell a biodízelről negatívan vélekednünk, hiszen ez is egy lehetőség. Viszont ügyelnünk kell arra, hogy a megújulónak nevezhető tüzelőanyagok (tiszta növényolajok, hidrogén…stb) egyéb fajtáit is kihasználjuk. Csak akkor érhetünk el eredményt, ha minden lehetséges területen megtesszük a tőlünk telhető legtöbbet úgy, hogy közben semmit sem károsítunk meg, egy módszer javára. A mérték a fontos!

Magyarázat:

• Cetánszám: Dieselmotoroknál nincsen szikragyújtás, azaz elvárás a minél nagyobb termikus instabilitás, azaz a minél nagyobb hajlam az öngyulladásra. A cetán (16 szénatomos normál paraffin) öngyulladási tulajdonságai a legkedvezőbbek, így ennek mértékével jellemzik a tüzelőanyagokat, 0-tól 100-ig. A normál gázolaj cetánszáma 50-60 között található.

• Észterezés: Többlépcsős vegyi folyamat, amely segítségével az olajból, motor-hajtóanyagot állítunk elő. A folyamat lényege a glicerin kivonása a növényi olajból, ami a sűrűségért, és a dermedésért felelős.

• Telítetlen zsírsav: Olyan zsírsav, amely szabad gyökökkel rendelkezik. Ez által képes megkötni más anyagokat.

• Viszkozitás: A viszkozitás belső (anyag, molekuláris szerkezet) súrlódást jelent. Így egy anyagnak minél nagyobb a belső súrlódása, annál kevésbé tud folyni. Példának okáért: A méz nehezen folyik (nagy viszkozitás), szemben a vízzel, ami kis viszkozitással rendelkezik.

 2. A bioetanol 

A bioetanol egy benzint helyettesítő, vagy annak adalékanyagául szolgáló gépjármű-tüzelőanyag. Előállítása olyan biológiailag gyors folyamatban megújuló növényekből történik, melyek nagy cukortartalommal rendelkeznek. De nem kizárt olyan alapanyag felhasználása sem, amelyek biológiai, vagy kémiai útin cukorrá alakíthatók.

A bioetanol gyártása hasonló az alkoholok elkészítési módjához, amit röviden desztillációs eljárásnak hívunk. Ez a következő főfolyamatokat tartalmazza:
• Alapanyag előkészítés
• Darabolás
• Rostok, és sejtfalak roncsolása (nagy nyomáson főzéssel, vagy gőzöléssel)
• Cukrosítás (hidrolízis, CH láncok feldarabolása, glükózzá alakítás)
• Erjesztés (fermentálás)

Az így nyert cefréből (nagy víztartalom, kb. 10-18% alkoholtartalom, szilárd maradványok), többfokozatú desztilláció, és molekulaszűrőkön való átáramoltatás útján 95-99% alkoholtartalmú folyadékot nyernek. Ez a bioetanol, amelynek a legnagyobb előnye, hogy elégetése csak annyi CO2-t bocsát a légkörbe, amennyit az alapanyag-növény az élete során beépített a szerkezetébe, valamint, hogy a kiindulási anyag viszonylag gyors (0,5-1 év) biológiai folyamatok eredménye, nem úgy, mint a kőolaj, vagy a földgáz esetében. Csak úgy, mint a biodízel előállításánál, itt is a növények betakarítása, és szállítása jelenti a legnagyobb környezeti terhelést a gyártási folyamaton belül.

A bioetanol jelenleg E85 néven található meg a töltőállomoássokon. Ez nem tiszta bioetanolt jelent, de ennek megvannak az okai. Ha tisztán használnánk, annak a legfőbb hátránya a járművek indításánál jelentkezne. A bioetanol alacsony hőmérsékleten nehezen gyullad, és égéshője is alacsonyabb a benzinénél. Ennek kiküszöbölésére, -alacsony hőmérsékleten való gyulladás megkönnyítése, és teljesítmény kompenzálás- 1 egység E85 hajtóanyag 0,85 egység bioetanolból, és  0,15 egység benzinből áll.
Az E85-nek számos előnye van, de mindemellett rengeteg dologra oda is kell figyelni. De lássuk először az előnyeit. Ára jóval kedvezőbb a benzinénél, és egyre több helyen megtalálható. Elvileg minden benzinmotoros autó elviseli az 50-50% benzin-E85 arányt, de itt felhívjuk a figyelmet, hogy minden esetben kérjük ki a szerviz véleményét, valamint tudjunk róla, hogy eltérő tüzelőanyag használata garanciavesztést okozhat. De szerencsére azoknak is létezik megoldás, akik komolyabban gondolják, mivel az autók nagytöbbségben átalakíthatók akár csak E85 használatára, akár vegyes üzemre. Mindezen előnyök mellett szól az is, hogy a bioetanol égése kisebb hőmérsékleten zajlik, így kevésbé melegíti a motort, valamint alkoholos mivolta miatt teljesen átmossa az üzemanyag rendszert. Ez utóbbi tulajdonság egyben negatívum is, mivel szükségessé válik nagyobb finomságú üzemanyagszűrő beépítése. A bioetanol minden lerakódást, és szennyezősét eltávolít a tüzelőanyag-rendszerből. Negatívumként említhetjük meg, hogy azonos működéshez a bioetanolból 20%-al többre van szükség, mint benzinből, így ez ~20%-al nagyobb fogyasztást eredményez. Az alkohol kenési tulajdonságai rosszabbak, mint a benziné, így egy –ha ritkán is-, de károsodást okozhat a rendszerben (pl. tüzelőanyag-szivattyú).
Mindezek tudatában kijelenthetjük, hogy megfelelő –szerencsére nem túl nagy- átalakítások elvégzése után (egy etanol-elektronika, és új injektorok), az autó, vagy legyen az a fűnyírótól kezdve akár jet-ski, alkalmassá válik az E85 hajtóanyag használatára, amelynek káros anyag emissziója a benzinnél jóval kisebb, és ára is jóval kedvezőbb.

 3. A növényolaj

Ha a nap energiáját el szeretnénk tárolni, akkor elég, ha a növényolajra gondolunk. Az energetikai célú olajos növényeknek országszerte megfelelő a talaj, és az időjárás. A kis technikai háttérigény miatt, pedig közvetlenül a termelés helyén megvalósítható a feldolgozás, és a felhasználása is.  Fontos előnyük ezeknek a növényeknek, hogy évente újra termelődnek, így biztosítva van a folyamatos magújulás. Nincsen semmilyen toxikus hatása. Sem a vizet, sem a légkört nem szennyezi. Nem tűzveszélyes, nem gőzölög, és szállítása is egyszerűen megoldható
A növényolaj meglehetősen sok formában felhasználható energiahordozó. Különösen pozitív, hogy a növényolaj –egységnyi térfogatra vonatkoztatva- majdnem ugyanakkora energiatartalommal rendelkezik, mint napjaink egyik leggyakoribb tüzelőanyaga, a benzin, vagy a gázolaj.  A hidegen préselt növényolaj tüzelőanyagként történõ felhasználása, nagymértékű önállóságot biztosít, nincs szükség bonyolult tüzelőanyag-ellátó rendszerre, azaz a kitermelésre, szállítmányozásra, és a benzinkutakra. Ez a tény, pedig nagymértékben erősítheti a helyi iparágazatok fejlődését. Dízelmotorok hajtóanyagaként alkalmazva nincs szükség biodízelre történõ közvetlen átalakításra, ugyanis a dízelmotorok nagy része gond nélkül működik növényolaj segítségével, vagy akár keverék használatával.

Tüzelőolajként hasznosítva kiváltható vele a kõolaj alapú fûtõolaj, illetve a mezőgazdasági termelő vállalatok számára kitűnõ alternatívát biztosít a saját hőenergia előállítására, tekintve a saját termelésben elõállított termény energetikai célú hasznosítását. A növényolaj azzal a pozitív tulajdonsággal is rendelkezik, hogy melléktermékei újra felhasználhatók a mezőgazdaságban. Takarmányként, vagy akár biogáz előállítására is.
A növényolaj fontos tulajdonsága, hogy fokozottabban ki van téve az öregedésnek. Az oxigén, fény- és hőhatás, víz bejutása gyorsítja a friss növényolaj öregedését, csökkentve a tárolási stabilitását. A növényolaj optimális tárolási körülmények között kb. 1-1,5 évig tárolható, de a hosszabb idejű tárolásra nincs is szükség, hiszen az alapanyag a termőföldeken évenként újratermelődik.
Napjainkban a növényolaj villamosenergia-termelés célú hasznosítása is egyre jobban elterjedőben van. Ez a tény nem hagyható figyelmen kívül, hiszen hazánk tökéletes éghajlattal, és területekkel rendelkezik ahhoz, hogy ezen új hajtóanyag előállítására alkalmas növényeket termesszen. Ez is egy újabb lehetőség arra, hogy az EU fontos exportőrévé válhasson Országunk. Bár nem tekinthetünk területeink korlátozott nagyságától, és a monokultúra kialakulásának veszélyétől sem, mégis biztatunk mindenkit az energia termelés, és felhasználás sokszínűsízésére, amelyet mértékkel alkalmazva nagy előnyre tehetünk szert.