BIOCOMBUSTIBILI DIN BIOMASA(Combustibili alternativi)

Utilizarea biocarburantilor este impusa de:

Găsirea unor soluţii economice pentru prevenirea sau eliminarea emisiilor poluante;

Gasirea altor surse de combustibili deoarece zăcămintele de petrol încep să scadă sau sunt localizate în zone din ce în ce mai neprielnice cum ar fi în apropierea cercului polar sau în zone deşertice.

Biocarburantii se obtin din surse regenarabile de energie, spre deosebire de combustibilii fosili

O evaluare a unora dintre combustibilii alternativi care au captat atenţia cercetătorilor este prezentată în tabelul următor:

Gazul petrolier lichefiat este folositi cu succes ca şi combustibili auto: dovedit fiind faptul că emisiile provenite în timpul arderii acestui tip de combustibil sunt substanţial mai mici decât în cazul folosirii combustibililor fosili.

Pentru hidrogen se încearcă încă găsirea unui motor adecvat pentru folosirea lui şi a unei modalităţi de manevrare uşoară, dar încă nu a fost găsită o soluţie sigură. Hidrogenul prezintă foarte multe riscuri din punct de vedere al securităţii nu poate fi stocat pe termen lung, este scump, dar este total nepoluant.

Biodieselul este un combustibil alternativ folosit deja în unele ţări care a început să fie şi folosit şi la noi în ţară este. Spre deosebire de alţi combustibili alternativi el se poate obţine relativ uşor şi poate fi înlocuit cu uşurinţă pe motoarele diesel actuale atunci când este folosit în amestec cu combustibilul Diesel fosil. În plus lubricitatea acestui combustibil avantajează motorul fiind mult mai bună decât a combustibililor alternativi prezentaţi în tabelul de mai sus.

Tipuri de biocombustibili

Biocombustibilii sunt carburanţi produsi din surse bioregenerabile provenite din natura, care în urma arderii în motor produc mai puţine emisii poluante care să afecteze mediul înconjurător. Unii biocombustibili pot fi folosiţi şi în amestec cu combustibilii fosili, prin acest lucru urmărindu-se diminuarea cât mai mult posibil a emisiilor

bioetanol: etanol extras din biomasă şi/sau din partea biodegradabilă a deşeurilor, Bioetanolul este fabricat din grâu, sfeclă de zahăr şi sorg dulce şi este adăugat de obicei ca înlocuitor al benzinei sau adăugat ca aditiv.

biodiesel: un metil-ester extras din ulei vegetal sau animal, de calitatea dieselului,

biogaz: un combustibil gazos rezultat din biomasă şi/sau din partea biodegradabilă a deşeurilor care poate fi purificat la calitatea gazului

pur,

biometanol: dimetilester extras din biomasă, Biometanolul poate fi fabricat din lemn sau resturi de lemn şi din reziduuri agricole.

biodimetileter: dimetilester extras din biomasă,

bio-ETBE (etil terţ butil ester): pe bază de bioetanol,

bio-MTBE (metil terţ butil eter): pe bază de biometanol,

biocarburanţi sintetici: hidrocarburi sintatice sau amestecuri de hidrocarburi sintetice care au fost extrase din biomasă,

biohidrogen: hidrogen extras din biomasă şi/sau din partea biodegradabilă a deşeurilor,

ulei vegetal crud: ulei produs din plante uleioase prin presare, extracţie sau proceduri comparabile, crud sau rafinat, dar nemodificat chimic.

Planul de acţiune al Consiliului Europei cu privire la folosirea biocombustibililor

DIRECTIVA CE 30/2003 Înlocuirea până în anul 2020, în proporţie de 20% a combustibililor convenţionali

cu combustibili alternativi în sectorul transportului rutier;

Bioetanolul şi biodieselul pentru vehicule, în formă pură sau amestec trebuie să corespundă normelor standard EN 14 214;

Creşterea ponderii biocombustibilului care se va asocia cu un studiu de impact economico-social;

Stabilirea indicativilor naţionali:1.valoarea de referinţă 2% din totalul combustibililor petrolieri la 31 dec. 2005; 2. valoarea de referinţă 5,75 %din totalul combustibililor petrolieri la 31 dec 2010;

Monitorizarea efectului adaosului de peste 5% biocombustibili în amestec diesel, la vehicule neadaptate tehnic;

Rapoarte periodice, din 2 in 2 ani privind: aspecte economice, perspectiva ciclului de viaţă a biocombustibilului, sponsorizarea produselor agricole-materia prima pentru biocombustibili, impactul economic şi ecologic privind utilizarea biocombustibililor asupra

mediului, Acordarea priorităţii promovării biocombustibililor;

Mediul şi biocombustibilii Combustibilii fosili produc emisii de dioxid de carbon cantităţi mari 6,3 miliarde de

tone pe an. Distrugerea pădurilor agravează această problemă prin îmbogăţirea de humus a

Pământului care în fiecare an eliberează aproximativ 1,6 miliarde de tone de doxid de carbon.

Pădurile planetei şi plantele conţin aproximativ 560 miliarde de tone de carbon în timp ce solul şi humusul conţin aproxiamtiv 1,720 miliarde tone – totalul fiind de trei ori mai mare decât cantitatea de carbon conţinută în atmosferă.

Emisiile de carbon de la autovehicule vor creşte cu 28,3% până în anul 2020 faţă de 1990.

Emisiile de carbon la autovehicule Biomasa apare ca o alternativă a ţiţeiului şi cărbunilor ca sursă de combustibil

având în vedere conservarea CO2 ,disponibilitatea si regenerabilitatea ei,

Compoziţiile aproximative şi proprietăţile unor combustibili şi biocombustibili

Combustibil Formula Masa moleculară

Raportul C:H

Energie dezvoltată

Mj/l

Energie dezvoltată

Mj/m3

Emisii de CO2

g/MjGaz natural -CH3.85 18.2 1:3.85 38.2 51.3

GPL -C3H7.8 49 1:2.6 25.7 60.2Metanol CH3OH 32.04 1:4 15.8 60.8Etanol CH3CH2OH 46.07 1:3 23.4 64.3

Biodiesel -C13H29O 201 1:2.29 33.3 85.0

Cantitatea de CO2 emisă la arderea comustibililor pe kmUleiurile vegetale

Uleiul vegetal pur – este obţinut prin presarea seminţelor de plante (de exmplu: floarea soarelui, rapiţă etc.) şi poate fi folosit ca atare sau rafinat.

• In 1900, Rudolf Diesel a “ şocat” inventatorii şi cercetătorii prin utilizarea drept combustibil a uleiului din alune;

• Rudolf Diesel declară: “motorul Diesel poate fi alimentat cu uleiuri vegetale şi aceasta ar putea ajuta considerabil dezvoltarea agriculturii ţărilor în care se utilizează”

• Proiectele originale au fost modificate şi s-a utilizat pentru motorul Diesel cel mai disponibil şi cel mai ieftin combustibil.

Criza din 1970 readuce ideea utilizarii uleiurilor vegetale. Obstacol cheie in utilizarea directa: viscozitatea lor mare; • S-a actionat în 3 directii:

1. amestecarea uleiurilor vegetale cu un combustibil mai uşor, cum este petrolul; 2. încălzirea uleiurilor vegetale înainte de a ajunge în sistemul de injectie; 3. “cracarea” - tratarea chimică a UV pentru a obţine molecule mai scurte;

Folsirea uleiurilor vegetale drept combustibili alternativi a încetat să fie folositădeoarece a prezentat câteva probleme:

• Viscozităţi ridicate (de cca 10 ori); (Măsuri: diluţie; microemulsificare; piroliza; transesterificare);

• Pierdere de putere;• Emisii mai ridicate de NOx;• Cantitatea de sedimente: 2% fata de 0,05 % la motorina;• Stabilitate scazută la oxidare.

Bioetanolul. metodă de obţinere a bioetanolului este fabricarea lui din sfeclă de zahăr, acest

biocombustibil urmând a fi amestecat cu benzină pentru a ajuta la reducerea emisiilor de dioxid de carbon din gazele de eşapament. Bioetanolul mai poate fi obţinut de asemenea din grâu.

Folosirea bioetanolului are avantajul că emisiile de dioxid de carbon scad cu aproximativ 50% faţă de combustibilii obţinuţi din ţiţei.

Pentru obţinerea combustibililor ecologici de tip bioetanol nu este necesar să se consume alţi combustibili. Producerea etanolului necesită numai energia solară şi energia necesară procesului de fermentaţie.

Schema generală de transformare a biomasei în etanol

Este realizat din:a. plante bogate în zahar: sfecla de zahar, trestia de zahar, etc.;b. plante bogate în amidon: grau, porumb, manioca, cartofietc.;c. plante care conţin celuloza: paie, coceni, crengi, frunze etc.

Prin introducerea de alcooli în benzine, se îmbunătateşte considerabil calitatea octanică a acestora (cifra octanică Motor) şi, simultan, se obţine o scădere notabilă a concentratiilor de noxe din gazele emise.

Influenţa adaugării alcoolilor asupra cifrelor octanice COM si COR ale unor benzine de bază

Dificultăţile întampinate la utilizarea alcoolilor în motoarele cu aprindere prin scânteie

Dintre problemele principale care se ridică la utilizarea alcoolilor drept combustibili ca atare în motoarele cu aprindere prin scanteie se pot enumera:

tendinţa de reducere a puterii efective; dificultatea pornirii la rece ; tendinţa de înrăutăţire a vaporizarii în sistemul de admisie la motoarele cu

carburator, tendinţa de creştere a frecventei incidentelor survenite la funcţionarea motorului la

cald; calităţi defavorabile de ungere; incompatibilitatea compuşilor organici si, indeosebi, a alcoolilor cu uleiul de

ungere si cu materiale de tipul elastomerilor, cu care acestia vin in contact nemijlocit;

coroziunea, determinata de alcooli si, de asemenea, de atacul chimic direct al unor compui specifici, rezultati in cursul arderii;

toxicitatea alcoolilor si, indeosebi, a metanolului; metanolul poate patrunde in organism pe cale respiratorie, digestiva si cutanata, provocand, in general, intoxicatii cu efecte grave, care depind de conditiile expunerii si de susceptibilitatea individuala; concentratia limita de vapori de metanol in atmosfera, admisa la o expunere continua timp de 8 ore pe zi, este de 2600 mg/m3; efecte fiziologice pot, insa, interveni si prin expunere la concentratii de 1,71—1,46 mg Me—OH/m3.

tolerantă redusă faţă de apă a acestora. Practic, combustibilii petrolieri conţin întotdeauna, chiar la ieşirea din rafinărie, urme de apa (50—80 ppm) care sporesc în cursul diferitelor etape de depozitare (cisternă, depozit, rezervorul staţiei de alimentare, rezervorul vehiculului etc.), precum şi în functie de anotimp, ajungand pana la 700 ppm.

modificări constructive ale MAS alimentate cu alcooli.

Alcoolii — materii prime pentru obtinerea benzinelor sintetice

Una dintre căile importante de substituire a benzinei clasice o reprezintă transformarea chimică a metanolului şi a etanolului în benzine « sintetice », ecologice cu cifre octanice ridicate.

Benzine sintetice pe baza de etanol. Bioconvensia biomaselor care conţin hidraţi de carbon în etanol oferă, pentru numeroase tari cu potential ridicat al productiei vegetale, o perspectiva interesanta privind utilizarea etanolului drept carburant pentru motoarele cu ardere interna, inclusiv prin conversia acestuia in benzine sintetice.

Utilizarea alcoolului etilic pur drept substituent total al benzinei clasice impune modificări majore ale motoarelor ce echipează autoturismele actuale şi, deci, investiţii mari în sectorul construcţiei de automobile şi în reţeaua de distribuţie a carburanţilor. Un alt impediment ce sta în calea utilizarii etanolului ca atare îl constituie puterea sa calorifica mai mică decât cea a benzinei, fapt ce determină micşorarea autonomiei de deplasare a vehiculelor. O serie de alte dificultăţi apar la demararea automobilelor, precum şi ca urmare a efectului corosiv al etanolului.

În schimb, folosirea alcoolului etilic în amestec cu benzine în motoarele cu ardere internă este practicată în numeroase ţări. Condiţia ce se impune este ca etanolul sa fie lipsit de apă. Anhidrizarea etanolului ridică, însă, importante probleme economice, ca urmare a faptului ca, aplicand procedeele de bioconversie actuale, concentnatia de alcool etilic rezultat in procesele de fermentatie nu depaseste 10-12%. Deoarece etanolul formează cu apa un azeotrop (constituit din 95,6% alcool şi 4,4% apă), anhidrizarea sa se realizează cu consumuri enengetice ridicate.

O rezolvare mai avantajoasă pare a fi transformanea etanolului rezultat din procesul de fermentaţie în benzină, caldura degajata în procesul de bioconversie putand fi utilizata avantajos in etapa de concentrare a etanolului. S-a determinat, astfel, că preţul benzinei obţinute din alcool etilic de fermentaţie este cu aproximativ 8% mai mic faţă de cel al etanolului anhidrizat (99,5°/o), care se foloseste drept component pentru carburanţi auto de tipul “Gasohol” (benzina + l0 % Et-OH).

Conversia etanolului în benzinaEtanolul poate fi transformat în benzină sintetică prin convensie catalitică.

Catalizatonii utilizaţi, de tipul mordenitilor -ZSM-5, realizează transformarea etanolului în benzină la temperaturi de 300-400°C, presiunea de 1-5 atm şi viteze volumare cuprinse în intervalul (0,6-1) h-1, cu randamente de peste 95%.

Cheltuielile materiale se reduc la valoarea materiei prime (biomasa regenerabilă) şi consumul de catalizatori în cele trei etape: fermentaţia hidraţilor de carbon la alcool, conversia etanolului în benzină şi hidratarea etenei [3].

Bio-etanolul carburant ecologic pentru MASBioetanolul se amesteca cu carburanti conventionali, de obicei ca aditiv in procent

de 5% si poate fi folosit in motoarele moderne. Modificarea motoarelor, cum ar fi asa numitele „masini flexibile”, in ceea ce priveste folosirea carburantilor, pot merge cu un amestec de 85% bioetanol si 15% carburant conventional.

Premisele economice şi tehnologice, disponibilitatea şi costul petrolului vor arata daca etanolul obţinut din materii prime vegetale se va putea impune drept carburant. Este

cert, însă, ca metanolul şi etanolul, produse din carbune şi gaze naturale, precum şi din biomase, inclusiv de tip deşeuri agricole şi orasenesti, vor juca un rol important în viitor, în domeniul fabricării carburanţilor auto .

BioDieselBiodieselul este un amestec de metil esteri, obţinut din surse naturale regenerabile,

cum ar fi uleiurile vegetale. Cea mai comună sursă de materie primă pentru obţinerea uleiurilor vegetale o reprezintă seminţele de rapiţă, floarea soarelui şi soia, dar şi uleiurile comestibile reziduale. Biodieselul poate fi folosit singur sau în amestec cu un combustibil fosil, obţinut prin rafinarea ţiţeiului. Dependent de proporţia în care se amestecă, aceşti combustibili se numesc B100 (100% biodiesel), B20 (20% biodiesel) etc.

Biodieselul poate fi clasificat în funcţie de sursa din care provine şi de procesul de fabricare astfel:

Biodiesel esterificat: acest combustibil este produs prin reacţia cu metanolulîn prezentă de catalizator pentru a obţine metil sau etil ester. Aceasta este metoda cea mai răspândită şi poate fi introdusă în motoarele Diesel fie ca atare sau în amestec;

Biodiesel neesterificat: acest tip de combustibil poate fi introdus doar în maşini cu motoare special modificate cu caracteristici speciale. Uleiurile cu grade ridicate de aciditate sau alte caracteristici care ar putea să le facă inacceptabile pentru consum sunt incluse în această categorie;

Uleiurile uzate alimentare pot fi folosite de asemenea ca Biodiesel. În oricecaz inaintea procesului de transesterificare ele trebuie curăţate şi rafinate, lucru necesar din cauza degradării cauzată de temperaturile ridicate la care au fost supuse.

De ce Biodiesel? • reprezintă o cale de economisire a motorinelor şi de acoperire a necesarului de ţiţei,

în ţările care nu dispun de ţiţei; • uleiurile vegetale, derivaţii lor de tipul monoesteri şi amestecurile motorine-

monoesteri sunt compatibile cu motoarele auto actuale;• amestecurile motorine-monoesteri nu pun probleme deosebite privind separarea şi

proprietăţile fizico-chimice si sunt acceptate de ind.automobilelor;• alimentarea motoarelor diesel cu monoesteri sau amestecuri motorine-monoesteri

permite reducerea poluării atmosferei, prin scăderea concentraţiilor de oxid de carbon şi de fum.

• de inflamare a biodieselului este mai ridicată decât a combustibilului diesel obţinut din ţiţei, din acest punct de vedere fiind mai sigur la depozitare, iar vaporii care sunt produşi de biodiesel nu sunt inflamabili sau explozibili.

• s-a observat o reducere considerabilă a cantităţii de hidrocarburi nearse, a monoxidului de carbon şi a particulelor materiale.

Proprietati GENERALE

Biodieselul este:

• un combustibil oxigenat (cca 11% oxigen)• fara sulf, aromate usoare si polinucleare• biodegradabil în sol şi apa• netoxic• are o lubricitate foarte buna, compensind prin adaosul in motorina Diesel pierderea

de lubricitate şi eventuala uzura (datorita scaderii continutului de sulf)• este biodegradabil in sol si apa

Obţinerea biodieseluluiCombustibilul biodiesel se poate obţine din din uleiuri vegetale cum ar fi: uleiul de

rapiţă, ulei de arahide, ulei de floarea soarelui, ulei de soia etc. precum şi din uleiuri uzate alimentare şi grasimi animale.

Rapiţa este cea mai convenabilă plantă pentru producerea de Biodiesel. Seminţele de rapiţă au un conţinut de ulei de 40 până la 45%. Uleiul de rapiţă este obţinut prin presarea seminţelor de rapiţă şi din punct de vedere al compoziţiei el conţine acizi graşi cu lanţul de carbon de diferite lungimi.

După anul 1990 rapiţa a fost cultivată pe suprafeţe din ce în ce mai mari în Europa, suprafeţele cultivate sunt prezentate în tabelul următor:

Ariile cultivate în Europa cu rapiţă

Anul 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001ha ha ha ha ha ha ha ha ha

Europa 203000 612000 968000 650000 383000 415000 945000 834000 794000

Cultura de rapiţă în România • În România rapita s-a cultivat pe suprafete mai mari înainte de primul razboi

mondial si între cele doua razboaie mondiale. Astfel, în anul 1913, ea a ocupat 80,38 mii ha, iar în anul 1930 cca. 77,32 mii ha. Dupa 1948, suprafeţele au variat de la un an la altul, trecând putin peste 20 mii ha doar în anii 1953, 1955, 1956. În anul 1935 anuarul statistic al României mentioneaza 5,9 mii ha.

• Ţările din Europa de Est, care se afla în procesul de integrare în Comunitatea Europeană, dispun de suprafeţe cu potenţial agricol ridicat. În conditiile unor producţii medii agricole comparabile cu cele din Comunitatea Europeană, acest potenţial ar putea fi folosit pentru producerea de culturi cu un real potential energetic.

• În această situaţie se afla şi România, care în perspectiva integrarii în UE si a diminuarii importului de produse energetice, trebuie să dezvolte o noua categorie de combustibili, care se regenereaza an de an, spre deosebire de combustibilii din hidrocarburi, ce, odata scosi din scoarta Terrei, de la adâncimi din ce în ce mai mari, nu se mai regenerează. Compoziţia chimicăÎn funcţie de soi şi condiţiile de vegetaţie, compoziţia chimică a seminţelor, se

caracterizează printr-un conţinut de:

33-49% grăsimi 19-20% proteină brută 17-18% extractive neazotate

La soiurile cultivate în ţara noastră conţinutul de ulei în seminţe este de 44,5-45,8%. În general conţinutul de ulei la seminţele de rapiţă sunt cuprinse între 43-48%.

In uleiul de rapiţă se vor regăsi aceste grăsimi sub formă de trigliceride ale acizilor graşi. Aceste trigliceride sunt folosite şi transformate în reacţia de transesterificare prin care se obţine biodieselul.

Cultivarea rapiţei cu scopul de a obţine combustibil biodiesel poate ajuta economia ţării. În figura următoare se prezintă drumul parcurs de semintele de rapiţă din momentul în care au fost recoltate şi până ajung să fie transformate în combustibil biodiesel.

Prelucrarea tipică a seminţelor de rapiţă

Bilanţul energetic al producerii biocombustibililor pe bază de ulei de rapiţă Nivel productiv Ulei de rapiţă Ulei de rapiţă esterizatPRODUCŢIA AGRICOLĂ- producţia agricolă 3,2 t/ha 3,2 t/ha- producţia de energie 76000 MJ/ha 76000 MJ/ha- consum energetic 17460 MJ/ha 17460 MJ/ha

- câştig energetic 330% 330%EXTRACŢIA DE ULEI Presare la rece Presare şi extracţie

- consum energetic 900 MJ/ha

Represare

Extractia cu solvent

Tratament ulei brut

Ulei 40%Apa 8%

Curatare Impuritati

Abur

Ulei din represare

74 000

Pierderi 4 200

Turta

Ulei 1%Apa 12 %

108 200

Ulei din extractie

34 200

La depozit

161 000

Transesterificare 104 000

1300

Seminte de rapita din siloz 272 000

Ulei de rapiţă

Turte de rapiţă

Ulei de rapiţă Şrot de rapiţă

- producţia 1,02 t/ha 2,1 t/ha 1,22 t/ha 1,9 t/ha- producţia energetică 37700

MJ/ha38400 MJ/ha

45100 MJ/ha 31000 MJ/ha

- consumul energetic total 9100 MJ/ha 9260 MJ/ha 13550 MJ/ha 9310 MJ/haESTERIFICARE Biocombustibil Glicerină

- consum energetic - - 7630 MJ/ha 7630 MJ/ha- producţia - - 1,21 t/ha 0,112 t/ha

- producţia energetică - - 44890 Mj/ha 1900 MJ/ha- consumul energetic total - - 20310 MJ/ha 870 MJ/ha

- câştig energetic 155% 155%Extracţia uleiului de rapiţă respectiv a esterului său cuprinde mai multe etape

tehnologice:etapa I: extargerea uleiului,etapa II: degumarea uleiului,etapa III: filtrarea uleiului,etapa IV: esterizarea,etapa V: depozitarea uleiului/esterului.

Fabricarea biodieselului• Pentru a putea obţine combustil biodiesel din ulei de rapiţă, acesta trebuie supus

unei reactii de transesterificare. În cadrul acestui proiect s-a studiat obţinerea biodieselului folosind metanol şi drept catalizator hidroxid de potasiu.

• Catalizatorul (KOH) se dizolvă în metanol, după care se amestecă cu uleiul şi se agită până când reacţia are loc. După aceea se lasă la separat obţinându-se astfel combustibil biodiesel şi glicerină.

• Reacţia care caracterizează acest proces este următoarea:

Ulei (grăsime) metanol glicerină Metil esteri(trigliceride) ai acizilor graşi

Schema bloc a procesului de obţinere a biodieselului

• Biodieselul după ce a fost obţinut trebuie supus unor operaţii prin care să se îndepărteze metanolul.

• Combustibilul biodiesel astfel obţinut trebuie să se încadreze din punct de vedere al caracteristicilor sale în standardul European pentru biodiesel EN DIN 14214. Acest standard este prezentat în tabelul următor:

Standardul european pentru Biodiesel DIN EN 14214Proprietate Unitate de măsură Limite Metoda de testare

Min. MaxConţinut de ester %Densitate kg/m3

Viscozitate la 40ºC mm2/sTemperatura de inflamabilitate ºCConţinut de sulf mg/kg Cifră cetanică Conţinut de funingine %Conţinut de apă mg/kgCoroziune pe cupruStabilitate la oxidare 110ºC oreIndice de aciditate mg KOH/gCifră de iodMetil ester %Polinesaturate (>4 leg duble Metilesteri legati %Conţinut de metanol %Conţinut de monogliceride %Conţinut de digliceride %Conţinut de trigliceride %Glicerină liberă % Total glicerină %Metale alcaline (Na+K) Conţinut de fosfor mg/kg

96.58603.5120

-51.0

--16

9005.0

10

0.02500

-0.512012

10.20.80.20.20.020.25

510

Pr EN 14103EN ISO 3675EN ISO 3104ISO/CD 3679

EN ISO 5165ISO 3987

EN ISO 12937EN ISO 2160pr EN 14112pr EN 14104pr EN 14111pr EN 14103

pr EN 14110pr EN 14105pr EN 14105pr EN 14105pr EN 14105pr EN 14105pr EN 14108pr EN 14107

Comparaţie între proprietăţile motorinei Diesel si BiodieselProprietate Mot. Diesel Biodiesel

Compozitie HIDROC. C10-C21 Esteri Acizi graşi C12-C22Visc. Cinem. la 40 C 1,3-4,1 1,9-6,0Densitate specifica la 15ºC 0,85 0,88

C, % masa 87 77Hidrogen, % masa 13 12

Oxigen,(prin diferenta),%m 0 11Sulf, % masa 0,05 max 0,0-0024Limite distilare, C 188-343 182-338

Punctde inflamabilitate, C 60-80 100-170Cifra cetanica 40-55 48-65

Punct de congelare, C -35 la -15 -15 la -10

Folosirea combustibilului biodiesel în motoarele Diesel obişnuite provoacă câteva probleme:

Poate afecta anumite părţi ale motorului în special la maşinile fabricateînainte de 1994;

• Curăţă murdăria din rezervor şi motor, acestă murdărie se colectează înfiltrul de combustibil care se poate înfunda, mai ales când biodieselul este folosit pentru prima dată. De aceea este necesar ca acest filtru să fie schimbat de câteva ori până se curăţă motorul;

Emisii mai ridicate de NOx – aceste emisii se formează prin reacţia azotului cu oxigenul în aer. Aceste emisii dunt prezente în cantităţi mai mari, deoarece temperatura în timpul arderii combstibilului biodiesel este mai mare decât atunci când se foloseşte motorină. Acestă temperatură mai ridicată este explicată de temperatura de inlamabilitate, mai mare în cazul biodieselului şi de compozitia biodieselului, care conţine compuşi cu masă moleculară mai mare decât motorina;

Biodieselul poate fi folosit la orice tip de motoare Diesel. Din punctul de vedere al motorului Biodieselul este un combustibil mai bun decât combustibilul Diesel fosil.

Are proprietăţi de ardere foarte bune ceea ce conduce la un proces de arderefără creşteri bruşte de presiune şi o rulare bună a motorului;

Are un conţinut de oxigen de numai 11%, ceea ce însemnă cantităţi mai mici defuningine emise;

Are proprietăţi de lubrifiere bune, uzura motorului fiind mai mică.Emisii specifice rezultate la utilizarea Biodieselului

Dioxid de carbon (CO2): fiecare tonă de carburant Diesel fosil emite aproximativ 2,8 tone de CO2 în atmosferă. Conţinutul specific de carbon la o tonă de biodiesel este uşor mai scăzut, de aproximativ 2.4 tone de CO2. Se poate crede că acest CO2

va fi recaptat şi refolosit de noua cultură de rapiţă refăcând ciclul carbonului în natură. De aceea emisiile de la combustibilul Biodiesel pot fi considerate ca fiind nule.

Tipul emisiei B100 B20Monoxid de carbon -43.2% -12.6%

Hidrocarburi -56.3% -11.0%Particule materiale -55.4% -18.0%

Oxizi de azot +5.8% +1.2%Toxici ai aerului -60% -90% -12%...-20%

Compuşi mutagenici -80% -90% -20%Dioxid de carbon -78.3% -15.7%

Oxizii de sulf (SOx): în prezent combustibil Diesel convenţional conţine în medie 350 ppm sulf. Când combustibilul Diesel este ars, sulful este eliberat în atmosferă sub formă de oxizi de sulf, contribuind la formarea ploilor acide. Combustibilul Biodiesel nu conţine aproape deloc sulf (0-0.0024 ppm). Pe de altă parte în Uniunea Europeană se promovează combustibilii cu conţinut redus de sulf: sub 50 ppm în Anglia şi sub 10 ppm în Suedia.

Oxizii de azot (NOx): emisiile de NOx de la combustibilii Biodiesel pot creşte sau descreşte faţă de combustibilii fosili, dependent de tipul motorului şi de procedurile de testare. Emisiile de NOx de la Biodieselul pur cresc cu aproximativ 6% faţă de combustibilii Diesel fosili. În orice caz, lipsa componenţilor cu sulf din combustibilul Biodiesel permite folosirea tehnologiilor de controlare a emisiilor de NOx, tehnologii care nu pot fi folosite la combustibilii fosili. Deci, atunci când este folosit combustibil Biodiesel pur emisiile de NOx pot fi eliminate.

Monoxidul de carbon (CO): Biodieselul conţine compuşi oxigenati, care îmbunăţăţesc procesul de combustie şi diminuează emisia de CO cu până la 20%.

.Particulele materiale (PM): Inspirarea de particule materiale s-a dovedit a fi o problemă foarte serioasă pentru sănătatea umană. Evacuarea emisiilor de particule materiale de la combustibilii Biodiesel este mult mai scăzută (peste 40%) faţă de emisiile totale de la combustibilii Diesel fosili.

Biodegradabilitatea: Combustibilii Diesel fosili se degradează în proporţie de numai 50% în primele 21 de zile după evacuare, în timp ce biodieselul este În proporţie de 98% inofensiv după aceeaşi perioadă. Utilizarea unui combustibil pur reduce riscurile de cancer până la 94%, iar folosirea unui amestec cu 20% Biodiesel reduce riscul de cancer cu 27%.Biodiselul poate fi folosit ca atare sau în amestec cu motorina, amestecurile dintre

biodiesel şi motorină fiind notate în felul următor: pentru un amestec de 20% biodiesel cu 80% motorină el se numeşte B20. se mai utilizează amestecuri B50, B70 etc., în funcţie de ce cantitate de biodiesel folosim în amestec. Cu B100 se notează biodieselul pur.

Compararea emisiilor provenite de la Biodieselul pur cu emisiile provenite de la un amestec de Biodiesel cu motorină si motorina

Noxa emisă în gazele de eşapament

Emisiile de noxe, %

Motorinăpetrolieră

Amestec 20%biodiesel-

80%motorină(B20)100% biodiesel

(B100)Monoxid de carbon 100 -12,6 -43,2Hidrocarburi nearse 100 -11 -56,3Particule în suspensie 100 -18 -55,4Oxizi de azot 100 +1,2 +5,8Toxine în aer 100 -12…-20 -60…-90Efecte mutagenice 100 -20 -80…-90Oxizi de sulf 100 -20 -100(lipsă)Sulfaţi 100 -20 -100(lipsă)