INTERNACIONALNI UNIVERZITET U TRAVNIKU EKOLOŠKI FAKULTET Predmet: EKOLOGIJA U SAOBRAĆAJU
BIODIZEL KAO VRSTA ALTERNATIVNOG GORIVA -Seminarski rad-
Student: Čustović Ervin 70/10-I
Mentor: Prof.dr Mijanović Krsto
Travnik, Februar 2012.
1
SADRŽAJ 1. BIO-GO BIO-GORIVA RIVA........... ....................... ....................... ...................... ....................... ....................... ................ .......... .......... ......... .... 3 1.1. Bio-masa - Temelj proizvodnje biogoriva ....................... .............................................. ................................... ............ 4 1.2. Bio-goriva - Određenje i podjela ........................................................................ ........................................................................ 5 1.2.1. Prva generacija bio-goriva ..................... ............................................ .............................................. ............................... ........ 5 1.2.2. Druga generacija bio-goriva .................... ........................................... .................................................... .............................7
2. BIO-DI BIO-DIZEL ZEL.......... ..................... ....................... ....................... ...................... ....................... ................... ............ .......... .......... ..... 10 2.1. Dobijanje bio-dizela ..................... ............................................ ................................................................... .............................................. 11 2.2. Proizvodnja biodizela ........................................................... ....................................................................................... ............................ 17 2.3. Biodizel i okolina ............................................................... ............................................................................... ............................. ............... 17 2.4. Biodizel kao bio-lož ulje ....................... .............................................. ................................................. ..................................... ........... 17 2.5. Tehnologija proizvodnje bio-dizela....................... .............................................. ............................................ ..................... 17
3. PREDNOSTI BIODIZELA U ODNOSU NA FOSILNO GORIVO: .......................... ............. .......................... ......................... ......................... .......................... .......................... .................................... ......................... 19 3.1. Ekološke prednosti:.................... ........................................... ............................................... ........................................ ........................ ........ 19 3.2. Energetske prednosti:.................... ........................................... ................................................................... .............................................. 19 3.3. Tehničke prednosti:.................... ........................................... ............................................... ........................................ ........................ ........ 19 3.4. Ekonomske prednosti:.................... ........................................... .............................................. .................................. ..................... .......... 19
4. ZAŠTITA ŽIVOTNE SREDINE ..................................................... 20 5. Evropa i bio-goriva ....................... .................................... .......................... ......................... .......................... .............. 22 7. REZIME........... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ....................... ................. .......... .......... ..... 25
2
1. BIO-GORIVA Obnovljivi izvori energije su po definiciji energija koja se eksploatiše istom brzinom kojom se i obnavlja. U obnovljive izvore energije spadaju: energija vjetra, energija sunca, hidroenergija, geotermalna energija i energija biomase. Biogoriva je naziv za goriva koja ili sama spadaju u biomasu ili su nastala preradom biomase (tj. živih organizama - biljaka, životinja, mokroorganizama), te kao takva, za razliku od fosilnih goriva, spadaju u obnovljive izvore energije. U biogoriva se ubrajaju i goriva koja su nusprodukt drugih procesa i koja bi inače bila otpad. Biogoriva se, kao i goriva, dijele na:
Čvrsta bio-goriva, gdje spadaju: drvo - u raznim oblicima: u obliku cjepanice, usitnjenog drvenog otpada, grančica, briketa, iverja, itd; slama - bilo upakovana ili ne; sijeno - za sada bez praktične primjene; drugi biljni otpaci; •
• • •
Tečna bio-goriva, sa nekoliko podgrupa: Alkoholna biogoriva su alkoholi proizvedeni od biomase (bioetanol, biometanol, a moguće je proizvesti i butanol); Bio-ulja, gdje spadaju biljna ulja, Biodizel, ali i upotrebljena ulja, npr. za friteze; •
•
Gasovita bio-goriva u tečnom stanju; Biogas i drveni gas koji su Fišer-Tropovom sintezom transformisani u tečne ugljovodonike Otpadni produkti (termalnom depolimerizacijom se iz raznih otpada dobija metan i ugljovodonici slični nafti). •
•
Gasovita bio-goriva: biogas; neki generatorski gasovi nastali preradom biomase (drveni gas); neki destilacioni gasovi nastali preradom biomase; vodonik nastao cijepanjem bilo kog ugljovodonika. • • • •
Biogorivo predstavlja prvi ozbiljan izazov fosilnim gorivima poslije više od jednog vijeka. Biogoriva pomažu u borbi protiv globalnog otopljavanja zato što daju manji učinak staklene bašte, emituju manje ugljen-dioksida nego fosilna goriva. Smanjene su i emisije drugih toksičnih materija kao što je azotoksid koji utiče na povećanje oboljenja disajnih organa, naročito u gradovima. Proizvodnja biogoriva ograničena je samo brzinom rasta biljaka i raspoloživošću obradivih površina. Ukoliko se u 3
proizvodnji biodizela koriste otpadne materije nema čak ni tih ograničenja. U samoj Evropi bi se od količine ulja za kuhanje koje se svake godine po upotrebi baci moglo proizvesti milijardu litara biodizela. Većina od 20 miliona vozača u Brazilu koristi automobilsko gorivo u kome ima 25 odsto etanola. Cijena etanola je više nego dvostruko niža od cijene benzina ili dizela i u Brazilu se to gorivo može nabaviti širom zemlje. O Brazilu se sve češće govori kao o „etanolskoj Saudijskoj Arabiji”. Sve je veći broj zemalja koje sada propisuju kombinovanje biogoriva sa standardnim fosilnim gorivima. A velike petrohemijske kompanije kao što su „Šel” (Schell) sve više ulažu u tu tehnologiju. Zahvaljujući skokovitom porastu cijene nafte, brizi zbog klimatskih promijena i rastućem strahu za bezbijednost snabdijevanja sirovom naftom, etanolu i drugim vrstama biogoriva predstoji svijetla budućnost. Biogoriva koja će se u budućnosti bazirati na drvenastim biljkama, a ne na kukuruzu, zahtijevaće krupna ulaganja, ali će se ulaganje brzo isplatiti: poljoprivreda će oživjeti, obradivo zemljište će biti zaštićeno, vodotoci će biti sačuvani. Biljke sa velikim sadržajem skroba i uljastih materija jedan su od dva potencijalna izbora biogoriva dok se u novijim istraživanjima posebna pažnja posvećuje uzgoju genetski modifikovanih drvenastih biljaka u vidu uzgoja brzorastućih specijalnih vrsta vrba i jablanova. Novo globalno tržište biogoriva već danas se suočava sa nekim ozbiljnim političkim preprekama pošto poljoprivredni lobiji u bogatim zemljama zahtjevaju protekcionističke barijere.
1.1. Bio-masa - Temelj proizvodnje biogoriva Ovaj pojam koji je zapravo skraćenica pojma biološka masa, označava količinu materijala donedavno živog porijekla (biljke, životinje i njihovi produkti) koji se nalazi na određenom području Zemljine površine. Najviše je poznat iz raznih rasprava o energiji biomase, odnosno o gorivima koja mogu biti proizvedena posredno ili neposredno iz bioloških izvora. Biomasa je obnovljiv izvor energije koji se temelji na ugljenikovom ciklusu, za razliku od ostalih prirodnih izvora kao što su nafta, ugalj i nuklearna goriva. Biomasa je biorazgradivi dio proizvoda, otpada i ostataka proizvedenih u poljoprivredi (uključujući materije biljnoga i životinjskoga porijekla), u šumarstvu i srodnim industrijama, kao i biorazgradivi dio industrijskoga i komunalnoga otpada. Energija biomase iz drva, ostataka žetve i đubriva su primarni izvori energije u razvijenim regijama. U nekim područjima je biomasa i najveći izvor energije kao što je to slučaj u Brazilu, gdje je zastupljena prerada šećerne trske u etanol ili pak u kineskoj pokrajini Sečuan, gdje se gorivo proizvodi iz prirodnog đubriva. Za neka područja u svijetu je tipična upotreba određenih izvora biomase u proizvodnji goriva. U SAD-u su za sada najviše zastupljeni kukuruz, visoka prerijska trava i soja, dok Evropa u proizvodnji biogoriva koristi uljanu repicu, pšenicu i šećernu repu. U jugoistočnoj Aziji prednost ima palmino ulje, a u Kini sirak i manioka. Sprovode se razna istraživanja u svrhu unapređenja proizvodnje energije biomase, ali ekonomski rival nafta usporava ta nastojanja i zadržava ih na ranom stadijumu razvitka.
4
1.2. Bio-goriva - Određenje i podjela Pošto smo odredili biomase kao izvor za proizvodnju biogoriva, sljedeći korak bio bi određivanje bio goriva kao takvih. Najjednostavnija definicija biogoriva mogla bi glasiti: Biogoriva su čvrsta, tečna ili gasovita goriva za potrebe prijevoza, proizvedena od biomase. Biogoriva mogu biti proizvedena neposredno iz biljaka ili posredno iz industrijskog, komercijalnog, domaćeg i poljoprivrednog otpada. Postoje tri osnovne metode proizvodnje biogoriva. Prva se temelji na spaljivanju suhog organskog otpada ( kućnog otpada, industrijskog i poljoprivrednog otpada, slame, drveta i treseta). Zatim je tu fermentacija mokrog otpada (đubriva životinjskog porijekla) bez prisutnosti kiseonika kako bi se proizvelo biogorivo sa čak 60% metana te fermentacija šećerne trske ili kukuruza kako bi se proizveo alkohol i eteri. Konačno tu je i energija koja je dobijena šumarstvom, odnosno uzgojem brzorastućeg drveća za proizvodnju goriva. Međutim, svakako je najpoznatije fermentacija, čiji su produkti dvije najpoznatije vrste biogoriva: alkohol i eteri. Oni bi teoretski mogli zamijeniti fosilna goriva, ali budući da bi bila potrebna prilagođavanja motora. Najčešće se koriste kao mješavina s fosilnim gorivima. •
•
•
Biogoriva imaju potencijal usmjeren smanjivanju produkcije ugljen-dioksida CO 2. To se prvenstveno temelji na činjenici da biljke, iz kojih se proizvode biogoriva, apsorbuju CO2 prilikom svog rasta, koji se pak oslobađa prilikom sagorijevanja biogoriva. Međutim, budući da je energija potrebna za rast i uzgoj biljaka te njihovu preradu u biogoriva i zatim distribuciju, posve je jasno kako se oslobađa dodatna količina ugljičn-dioksida. Emisije ugljen-dioksida koji se oslobađa prilikom proizvodnje i distribucije biogoriva se mogu izračunati pomoću tehnike nazvane "Life Cycle Analysis (LCA)" koja se temelji na praćenju i izračunavanju emisije CO 2 od početka rasta biljke, odnosno stavljanja sjemenke u zemlju pa do ispuštanja gasa tokom sagorijevanja u motoru automobila. Urađene su različite studije za različita biogoriva, čiji su rezultati takođe bili različito diferencirani. Većina LCA studija pokazalo je kako biogoriva u poređenju sa fosilnim gorivima stvaraju znatno manje količine štetnih stakleničkih gasova te bi njihova upotreba, odnosno zamjena fosilnih goriva značila značajnu redukciju efekta staklenika. Postoje različite vrste biogoriva koje se dijele na prvu i drugu generaciju zavisno od izvora materijala za proizvodnju, troškova proizvodnje, cijeni i emisiji CO 2. Prva generacija biogoriva se temelji na proizvodnji iz šećera, škroba, biljnih ulja ili životinjskih masti, dok se za proizvodnju druge generacije koriste poljoprivredni i šumski otpad.
1.2.1. Prva generacija bio-goriva Već je spomenuto kako prva generacija biogoriva nastaje iz različitih biljnih i životinjskih materija. Najpoznatije vrste prve generacije biogoriva su etanol, biodizel i bioplin.
Etanol Razna bio goriva na pumpama u Evropi.
5
Etilni alkohol ili etanol, C 2H5OH, je providna, bezbojna tečnost, specifičnog ukusa i karakterističnog ugodnog mirisa. Najčešće se nalazi u alkoholnim pićima kao što je pivo, vino i konjak. Zbog niske temperature ledenja korišten je kao tečnost u termometrima na temperaturi ispod -40 °C (-40 °F), te kao antifriz u automobilima. Etanol je najčešće koncentrisan destilacijom razrijeđene otopine. Etanol koji se koristi u komercijalne svrhe sadrži 95% etanola i 5% vode. Ovaj ostatak vode se može oduzeti pomoću određenog enzima te na taj način nastaje apsolutni etanol. Temperatura na kojoj se etanol počinje topiti je -114.1 °C (-173.4 °F), temperatura vrelišta iznosi 78.5 °C (173.3 °F). Najstariji način proizvodnje etanola jest fermentacija šećera. Sva alkohola pića i više od polovine industrijskog etanola još se uvijek dobija na isti način. Skrob koji se nalazi u krompiru, kukuruz i ostale žitarice uz pomoć enzima kvasca i drugih enzima pretvara se u etanol i ugljen-dioksid.
C6H12O6→ 2C2H5OH + 2CO2 Ova formula je zapravo jednostavan prikaz procesa u kome se stvara još mnoštvo drugih produkata. Tečnost dobijena na ovaj način, koja sadrži 7 do 12% etanola biva nizom destilacija pretvorena u 95%-tni etanol. Velike količine etanola koji nije namijenjen proizvodnji pića dobija se sintetički iz acetaldehida koji se dobija iz acetilena ili pak iz etilena koji se dobija iz nafte. Etanol može biti oksidovan prvo u acetaldehid, a zatim u sirćetnu kiselinu. Ukoliko se podvrgne dehidraciji, nastaje eter. Ostali proizvodi koji se dobivaju iz etanola su butadien iz kojeg se izrađuje sintetička guma, zatim etilni hlorid (lokalni anestetik) i mnogi druga organska jedinjenjan. Pomiješan s benzinom etanol daje spoj gasohol koji se koristi kao automobilsko gorivo. Također se može miješati s vodom i mnogim organskim otopinama u svim odnosima. Odlično je otapalo različitih materija i koristi se u proizvodnji parfema, lakova, celuloida i eksploziva. Alkoholne otopine neisparivih materija nazivaju se tinkture. U slučaju kada podliježe isparavanju, otopina se naziva špiritus. Većina industrijskog etanola je denaturirana kako bi se izbjegla njegova upotreba kao alkohola. Taj proces uključuje miješanje etanola s otrovnim ili neugodnim materijama koje čine etanol nemogućim za ispijanje. Odstranjivanje tih materija bi podrazumijevalo seriju tretmana skupljih od poreza na alkoholna pića.
Biodizel Biodizel je prvo od alternativnih goriva koje je postalo poznato široj javnostii te je najraširenije biogorivo u Evropi. Proizvodi se iz ulja ili masti procesom transesterifikacije te je po sastavu slično mineralnom dizelu. Ulja se miješaju sa natrijum-hidroksidom i metanolom ili etanolom, a kao produkti te hemijske reakcije nastaju biodizel i glicerin. Na deset dijelova biodizela nastane jedan dio glicerina. Biodizel može biti korišten u svakom dizelskom motoru kada se pomiješa s mineralnim dizelom. U nekim zemljama proizvođači daju garanciju na motor ukoliko se upotrebljava i sam biodizel bez dodataka iako, npr. Volkswagen savjetuje svojim vozačima da se posavjetuju sa Volkswagenovim odeljenjem za zaštitu okoline prije same upotrebe.
Bioplin
6
Bioplin nastaje procesom anaerobnog pretvaranja organskih materijala (biorazgradljiv otpad, energetske materije) uz pomoć anaerobnih organizama, a proizveden sadrži metan i ugljen-dioksid. Bioplin se može koristiti kao izvor struje te za zagrijavanje prostorija i vode. Kao gorivo, pronalazi svoju upotrebu u motoru s unutrašnjim sagorijevanjem. Tipični sastav bioplina je prikazan u tablici.
Materija Metan, CH4 Ugljendioksid, CO2 Azot, N2 Vodonik, H2 Vodonikov sulfid, H2S Kiseonik, O2
% 50 – 75 25 - 50 0 - 10 0-1 0-3 0-1
Tabela 1 Tipičan sastav bio-plina
1.2.2. DRUGA GENERACIJA BIO-GORIVA Druga generacija bio-goriva dobijena je preradom poljoprivrednog i šumskog otpada. Za razliku od prve generacije, biogoriva ove generacije znatno bi mogla redukovati emisiju CO2, a uz to ne koriste izvore hrane kao temelj proizvodnje i neke vrste osiguravaju bolji rad motora. Biogoriva druge generacije koja su trenutačno u proizvodnji su: biohidrogen, bio – DME, biometanol, DMF, HTU dizel, Fischer – Tropsch dizel, mješavine alkohola. • • • • • • •
Biohidrogen Ova vrsta bio-goriva mogla bi biti najzastupljenija u budućnosti, budući da je obnovljiva, ne uzrokuje emisiju stakleničkih gasova pri sagorijevanju, već oslobađa energiju te se lako pretvara u električnu energiju pomoću ćelija za gorivo. Kod proizvodnje biohidrogena uz pomoć fotosintetičkih mikroorganizama, potreban je jednostavan solarni reaktor, kao prozirna zatvorena kutija i neznatni energijski izvor. Elektrohemijska proizvodnja biohidrogena pomoću solarne baterije zahtijeva, međutim, jake energetske izvore. Postoje različiti procesi proizvodnje biohidrogena. Neke od njih su: biofotoliza vode pomoću mikroalgi ili cijanobakterija, proizvodnja biohidrogena uz pomoć određenih enzima (hidrogenaza, nitrogenaza), proizvodnja pomoću fotosintetskih bakterija, kombinacija fotosintetskih i anaerobnih bakterija kod proizvodnje. • •
•
7
Sama proizvodnja biohidrogena je najzahtjevnija s obzirom na okolinu. Budućnost ovog procesa zavisi, ne samo od poboljšanja na temelju istraživanja, već i od ekonomskih zahtjeva, društvenoj prilagodljivosti i razvitku hidrogenskog energijskog sistema.
Bio – DME Bio – DME ili biodimetileter je jako sličan biometanolu. Može se proizvesti neposredno iz sintetičkog gasa, koji je još uvijek u razvoju. Međutim, u hemijskoj industriji, DME se proizvodi iz čistog metanola procesom katalitičke dehidracije, kojom se hemijski razdvaja voda od metanola. Ovakav metanol može se proizvesti iz uglja, prirodnog gasa ili biomase. Često se produkcija metanola i DME obuhvata jednim procesom. Tek nedavno se na DME počelo gledati kao na mogući izvor goriva. U prošlosti je bio korišten kao zamjena hloroflourkarbonu u sprejevima. Međutim, zbog svoje niske temperature sagorijevanja i visokog oktanskog broja pogodan je kao gorivo u dizelskim motorima. Iako ne podstiče koroziju metala (kao bioetanol i biometanol), DME utiče na određene vrste plastike i gume nakon određenog vremena. Na sobnoj temperaturi je u gasovitom stanju, dok u tečno prelazi ukoliko je pritisak iznad 5 bara ili na temperaturi nižoj od -25 °C.
Biometanol Ova vrsta goriva druge generacije može takođe biti proizvedena iz sintetičkog gasa, koji se dobija iz biomase. Može se koristiti kao zamjena nafte u paljenju motora na iskru zbog visokog oktanskog broja. Baš kao i kod bioetanola, kod upotrebe ovog goriva trebali bi u obzir uzeti niski pritisak isparavanja, nisku energiju gustoće i nekompatibilnost s materijalima u motoru. 10 – 20% biometanola pomiješanog s naftom može se koristiti u motorima bez potrebe za njihovom modifikacijom. Budući da biometanol gori nevidljivim plamenom i znatno je otrovan, treba prilikom upotrebe preduzeti stroge mjere opreza.
DMF DMF ili dimetilformamid je organski spoj čija hemijska formula glasi (CH3)2NC(O)H. Ova bezbojna tečnost se može miješati s vodom i većinom organskih jedinjenja. Također se često koristi kao otopina u hemijskim reakcijama. Dobija se procesom reakcije dimetil amina i ugljen - monoksida pri niskom pritisku i temperaturi. Svoju upotrebu, osim kao gorivo, pronalazi u farmaciji, proizvodnji pesticida, sintetičkih vlakana i sličnih materijala. Smatra se da DMF uzrokuje rak kod ljudi te takođe neke mane prilikom rođenja.
HTU dizel HydroThermalUpgrading (HTU) je tehnologija prerade biogoriva iz izvora kao što je mokra biomasa životinjskog porijekla. Na temperaturi od 300 - 350 °C i visokom pritisku biomasa se pretvara u organsku tečnost koja sadrži mješavinu ugljenvodonika. Nakon procesa katalitičke hidrodeoksigenacije (HDO) može se
8
proizvesti tečno biogorivo, slično fosilnim gorivima. Za sada se ova tehnologija koristi samo u Holandiji, gdje se i nalazi ogledni HTU pogon.
Fischer – Tropsch dizel Fischer – Tropsch proces je katalitička hemijska reakcija prilikom koje se ugljenmonoksid i vodik pretvaraju u tečan ugljienvodonik različitih oblika. Pri tome se koriste tipični katalizatori kao gvožđe ili kobalt. Formula je: (2n+1)H2 + nCO → CnH(2n+2) + nH 2O. Osnovni cilj ovog procesa je produkcija sintetičke zamjene nafte, prvenstveno od uglja ili prirodnog gasa, a da bi se upotrijebila kao sintetičko ulje za podmazivanje ili sintetičko gorivo.
Mješavine alkohola Sintetički gas, mješavina ugljinikovog monoksida i vodonika, može se proizvesti iz biomase kroz niz termalnih procesa, kao isparavanje. Katalitičkim reakcijama se može pretvoriti u goriva, kao etanol i hemikalije velike vrijednosti, kao propanol i butanol. Trenutni katalizatori za sintezu "miješanih alkohola" su proizvedeni za sintetički gas dobijen iz uglja ili pare metana. Međutim, oni nisu baš najbolje rješenje te se pokušavaju proizvesti poboljšani katalizatori koji bi usavršili proizvodnju ove vrste biogoriva.
9
2. BIO-DIZEL Najznačajnije obilježje 20 vijeka svakako je apsolutna dominacija nafte, kao pogonskog goriva za transport i mehanizaciju. Nafta je prije svega, značajna zbog velike toplotne moći, prilične rasprostranjenosti nalazišta i relativno jednostavne eksploatacije i manipulacije. Pogodna je za različite vidive prerade pa se iz nje može dobiti široka lepeza proizvoda za vrlo različite namene. Pored toga nafta je značajna sirovina u hemijskoj industriji. Sa razvojem industrije, naročito hemijske potrošnja nafte je sve više rasla a njena cijena na tržištu uzrokovala je ekonomske poremećaje koji su doveli do poskupljenja osnovnih životnih namirnica što je neminovno dovelo do pada životnog standarda stanovništva, a svijet neminovno podijelila u dvije kategorije na one koji je imaju i one koji je nemaju. Dobija se iz fosilnih ostataka, dakle neobnovljivih izvora tako da stručnjaci predviđaju skoro iscrpljivanje njenih izvora, što je svrstalo naftu u red strateških sirovina. Najrazvijenije zemlje koje su ujedno i najveći potrošači nafte odavno su počeli da razvijaju programe za proizvodnju alternativnih goriva koje bi smanjilo upotrebu nafte i možda čak njenu potpunu zamjenu i to kroz upotrebu alternativnih izvora energije koji se dobija od obnovljivih izvora. Istraživanja su pokazala da su najperspektivnija alternativna goriva tzv. biogoriva, odnosno goriva dobijena iz biomase. Jedno od alternativnih goriva koje se dobija iz obnovljivih izvora, svakako je biodizel. Biodizel je komercijalni naziv za metil – estar (ME) bez dodatog mineralnog goriva. Biodizel je stardardno tečno nemineralno gorivo. Biodizel je potpuno biorazgradiv, nije toksičan, redukuje štetne gasove koji stvaraju efekat staklene bašte. Danas se masovno koriste dve vrste goriva alkohol i biodizel. I jedno i drugo gorivo mogu se upotrebljavati samostalno ili uz dodatak konvekcionalnim gorivima. Da bi neko gorivo bilo prihvaćeno kao konvecionalno potrebno je: da gorivo potiče od obnovljivih izvora; da izvor goriva odnosno sirovina lako dostupna; da karakteristike goriva budu iste ili slične sa postojećim mineralnim gorivima; da proizvodnja bude jednostavna i jeftina, a dobijeni proizvod jeftiniji; da je manipulacija kao i njegovo skladištenje bude jednostavno, bezbjedno i jeftino; da je postojan pri skladištenju; da je kompatibilno sa motornim uljima i ostalim mazivima, a da se njegovom primjenom ne smanjuje vijek trajanja motora, niti smanjuje pouzdanost motorskih sistema i motora kao cjeline; da mu je cijena manja ili ista kao i cijena konvencionalnog goriva • • •
• •
• •
•
10
Termin biodizel odnosi se na tečno, obnovljivo gorivo (energent), za čiju proizvodnju se kao osnovna sirovina koriste ulja iz sjemena uljanih kultura (uljana repica, suncokret i soja). Biodizel je po hemijskom sastavu mješavina metil estara masnih kiselina (FAME) koji se dobijaju iz triglicerida masti i biljnih ulja, procesom transesterifikacije sa metanolom u prisustvu katalizatora. Biodizel je idealna zamjena za konvencionalno gorivo jer je u potpunosti prilagođen postojećoj konstrukciji motora, a pritom zadovoljava i dodatne kriterijume vezane za ekologiju. Prepravke na motorima i na pumpama visokog pritiska nisu potrebne. Može se upotrijebiti kao gorivo za dizel motore sa unutrašnjim sagorijevanjem u čistom obliku BD-100 (100% biodizel), ili kao mješavina sa fosilnim dizel gorivom u određenom procentu BD-20 (20% biodizel i 80% fosilni dizel) ili BD-5 ( 5% biodizel i 95% fosilni dizel). Biodizel ili metil-etar je hemijsko jedinjenje koje nastaje u procesima transesterifikacije ulja ili masti biljnog i životinjskog porijekla. Metil-etar je hemijsko jedinjenje koje se dobija tzv. transesterifikacijom, odnosno hemijskom reakcijom viših nezasićenih masnih kiselina i alkohola u prisustvu katalizatora. Biodizel se može proizvesti od: svih vrsta masti i ulja biljnog i životinjskog porijekla kao što su (repičino ulje, suncokretovo, kukuruzno, ulje uljane repice itd.) od otpadnog ulja iz restorana i domaćinstava od svih vrsta viših masnih kiselina •
• •
Kao sporedni proizvod ove hemijske reakcije (transesterifikacije) nastaje trohidroksilni alkohol, glicerol koji takođe predstavlja značajnu sirovinu koja ima široku primjenu u industriji. Ideja o korišćenju biljnih ulja kao goriva za motore je vrlo stara i seže do samih početaka upotrebe motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Na svjetskoj izložbi u Parizu, 1900. godne, Nemac Rudolf Dizel, otac savremenih dizel motra, demonstrirao je rad dizel motora sa pogonom na ulje kikirikija. Iako je demonstracija bila uspješna, projekat nije zaživio, jer je upravo u to doba svijet otkrivao ogromne prednosti nafte kao energenta. Sve do prve naftne krize, 1973. godine, osim za vrijeme dva rata, svijet nije razmišljao o mogućoj nestašici nafte. Danas je situacija takva, da je Evropska unija propisima obavezala zemlje članice da do kraja 2006. godine sva dizel goriva koja se proizvode i distribuiraju na prostorima EU moraju u sebi sadržati najmanje 5% biodizela. Predviđeno je da se 2020. godine čak 20% svih energetskih potreba zemalja članica podmiruje korišćenjem različitih vrsta biogoriva, među kojima je i biodizel.
2.1. DOBIJANJE BIO-DIZELA Izbor osnovne sirovine za dobijanje biodizela zavisi od specifičnih uslova i prilika u konkretnim zemljama (klima, zastupljenost pojedinih poljoprivrednih kultura, ekonomski razvoj zemlje, navike stanovništva u pogledu sakupljanja sekundarnih 11
sirovina i sl). U Evropi se za proizvodnju biodizela najviše koristi ulje uljane repice (82,8%) i ulje suncokreta (12,5%), dok se u Americi najviše koristi ulje soje. U azijskim zemljama intenzivno se koristi i palmino ulje (najčešće kokosove palme). Metil-estar repičinog ulja najčešće se označava akronimima MERU ili MER, a metiletar suncokretovog ulja, akronimom MESU.
Slika 1 Pogon za proizvodnju bio-dizela u Njemačkoj Suncokret je u našem narodu odavno poznat kao uljarica, najviše zato što je njegovo ulje najrasprostranjenije među jestivim uljima. Široj javnosti je uglavnom poznat i postupak gajenja i prerade suncokreta. Uljana repica nije toliko poznata široj javnosti, a praktično je najznačajnija među sirovinama za dobijanje biodizela. Zato će u daljem tekstu biti iznijete osnovne informacije o ovoj biljnoj kulturi i načinu njene prerade. Uljana repica (Brassica napus L. ssp. oleifera) ranije je korištena najviše za dobijanje stočne hrane, a rijeđe i konzumnog ulja. To je jednogodišnja zeljasta biljka koju u periodu cvjetanja krasi jarko žuti cvijet. Za dobijanje ulja koristi se sjeme ove biljke. U prosijeku, sjeme uljane repice sadrži 40-48% ulja, tj. viših masnih kiselina heterogenog sastava i 18-25% bjelančevina. Ulje iz sjemena sadrži različite masne kiseline, od kojih su neke (zasićene) vrlo pogodne za proizvodnju biodizela (oleinska 60% i linolna 15 %), dok su neke manje pogodne (linoelinska 10% ) ili čak nepoželjne (eruka 2%). Uljana repica sa ovakvim sastavom sjemenskog ulja pripada tzv. ¨0¨ kulturama koje su kod nas u proizvodnji već dvadesetak godina i danas su još uvijek rasprostranjene. Postupcima daljeg oplemenjivanja ove kulture dobijene su tzv. ¨00¨ kulture koje su dijelom zastupljene i kod nas. One u sastavu svog sjemena imaju manje od 0.1% eruka masne kiseline, kao i izmijenjen odnos učešća zasićenih i nezasićenih masnih kiselina. Posljednjih godina u Evropi je otpočelo gajenje tzv. ¨000¨ kulture sa još povoljnijim karakteristikama sjemenskog ulja.
12
Ulje iz sjemena uljane repice dobija se postupkom presovanja u presama različitog kapaciteta ili kombinovanim procesima presovanja i ekstrakcije. Poslije ekstrakcije ulja iz sjemena dobija se tzv. sačma uljane repice koja u sebi sadrži 35-40% bjelančevina povoljnog sastava aminokiselina, pa je stoga vrlo pogodna za proizvodnju stočne hrane. Ovo je još jedan značajan ekonomski aspekt korištenja uljane repice. Pored ulja, kao osnovnog proizvoda, sačme i glicerola, kao nusproizvoda eterifikacije pri proizvodnji MER-a, dobija se i značajna količina slame, odnosno biomase. Slama uljane repice se može stoprocentno iskoristiti bilo kao sirovina u industriji i građevinarstvu, bilo kao gorivo. Prerada sjemena uljane repice radi dobijanja biodizela ima dvije faze. Prva faza je proizvodnja ulja, a druga, je transesterifikacija repičinog ulja. Dobijanje ulja iz uljane repice može se vršiti i u malim, individualnim postrojenjima. U takvim postrojenjima postupak transekstrakcije ulja je putem hladnog presovanja, poslije čega je neophodno vršiti filtriranje ulja. Kao ostatak postupka presovanja nastaje tzv. pogača (presovana zrna očišćena od ljuske) koja se dalje koristi u proizvodnji stočne hrane. Stepen izdvajanja ulja u ovakvom postupku je oko 70%. Poslije predpresovanja nastaje sirovo ulje i pogača. Sirovo ulje se dalje filtrira ili se podvrgava postupku rafinacije. Pogača se usitnjava i podvrgava tečnoj ekstrakciji, poslije čega se dobija uljna sirovina i tzv. mulj. Uljna sirovina se zatim filtrira i destiluje, a potom rafinira, pa se dobija rafinirano ulje. Mulj se suši i melje, posle čega se formira pogača koja se koristi za stočnu hranu. Stepen izdvajanja ulja u ovakvom postupku iznosi 98%. Moguće je koristiti i sličan skraćeni postupak, u kome se pogača ne podvrgava daljoj ekstrakciji. Stepen izdvajanja ulja je u tom slučaju oko 85%. Ovako dobijena ulja koriste se u postupku esterifikacije.
13
Slika 2 BIO-DIZEL REAKTORI
14
Slika 3 Tehnološki proces dobijanja bio-dizela iz uljane repice Biodizel je prvo i za sada jedino, alternativno gorivo koje je prošlo kompletnu evaluaciju izduvne emisije i potencijalnih zdravstvenih rizika po programu propisanom od strane Agencije za zaštitu životne sredine SAD (EPA - Environmental Protection Agency). Ovaj program uključuje najoštrije procedure ispitivanja radi certifikacije goriva. Podaci dobijeni iz ovih ispitivanja predstavljaju najpotpuniji inventar uticaja biodizela na životnu sredinu i ljudsko zdravlje. Ova ispitivanja su pokazala da dizel motori sa pogonom na biodizel imaju značajno manju emisiju dima i čestica. Smanjenje emisije u prosjeku iznosi oko 40%. Niža emisija dima i čestica postiže se i pri primjeni mješavine konvencionalnog dizel goriva i MER-a. Slični rezultati se dobijaju i u pogledu redukcije emisije ugljenmonoksida (smanjenje oko 40%) i ugljovodonika (smanjenje oko 65 %). Emisija oksida azota pri pogonu dizel motora na biodizel veća je u prosjeku oko 10%.
15
Značajno je istaći i da je emisija policikličnih aromatičnih ugljovodonika (PAH Polycyclic Aromatic Hydrocarbons), izrazito kancerogenih frakcija čestične emisije, niža za oko 80%. Što se tiče emisije ugljendioksida, koji doprinosi nastanku efekta staklene bašte, sagorijevanje biodizela u motorima ne povećava emisiju ovog gasa u odnosu na emisiju koja bi nastala u prirodnom životnom ciklusu uljane repice. Znači da je u pogledu doprinosa efektu nastanka staklene bašte biodizel neutralan.
Slika 4 Ciklus kruženja CO2 pri upotrebi bio-dezela uljane repice Toplotna moć biodizela je za oko 10 % niža od toplotne moći konvencionalnog dizel goriva, što ima za posljedicu smanjenje snage motora. Ipak, zahvaljujući većoj viskoznosti biodizela efikasnost sistema za ubrizgavanje je, pri nepromijenjenim parametrima ubrizgavanja, veća. Korištenje biodizela ne oštećuje motor. Naprotiv, dobra mazivna svojstva ovoga goriva doprinose manjem trošenju elemenata klipno-cilindarske grupe, kao i elemenata sistema, za ubrizgavanje. Posljednjih godina insistira se na smanjenju sadržaja sumpora i aromata u dizel gorivu, čime se znatno pogoršavaju mazivna svojstva goriva. Miješanjem konvencionalnih dizel goriva i MER-a, čak i u malom procentu, značajno se poboljšavaju maziva svojstva goriva. Na taj način može se u potpunosti nadoknaditi manjak mazivnosti nesumpornih goriva, a pri tome se poboljšava i kvalitet izduvne emisije. Biodizel je mnogo čistiji od ostalih fosilnih goriva. Može se upotrebljavati u bilo kojem dizel motoru bez prerade - naprotiv dizel motor radi bolje i traje duže sa biodizelom. Proizvodnja biodizela je jednostavna i može se proizvesti od upotrebljenog ulja kao i od novog biljnog i palminog ulja.
16
2.2. Proizvodnja biodizela Biodizel se može proizvesti od bilo kojeg biljnog ulja, uključujući upotrijebljeno. Proizvodnja biodizela može biti jednostavna i jeftina u biodizel reaktorima. Biodizel je moguće čak proizvesti i u vlastitom domu. Biodizel se može koristiti u bilo kojem dizelskom motoru - bez ikakvih modifikacija Biodizel se može miješati sa običnim dizelski gorivom u bilo kojoj proporciji-- i manja količina biodizela u rezervoaru znači manje zagađenja i bolje podmazivanje : 1% biodizela će povećati podmazivanje za 65%. Bolje podmazivanje znači manja istrošenost. Europska Unija propisuje da sve zemlje članice i kandidatkinje do 2010. godine moraju upotrebljavati 5,5% biodizela u ukupnoj potrošnji
2.3. BIODIZEL I OKOLINA Biodizel sagorijeva 75% čistije, nego dizel iz fosilnih goriva. Biodizel je biorazgradiv i manje toksičan od kuhinjske soli. Biodizel ne ispušta CO 2 gasove u atmosferu. U proizvodnji biodizela nema neiskorištenog otpada.
2.4. Biodizel kao bio-lož ulje Biodizel se može koristiti i kao biolož ulje. Prednost nove vrste ulja u odnosu na dizel je u tome što ima manje zagađenja prilikom sagorijevanja, a pravi se od uljane repice. Zbog toga je manje opasno po okolinu, a smanjuje zavisnost od uvoznih sirovina (nafte). Veće korištenje 5% biodizela, naprimjer, znači smanjenje uvoza stoprocentnog dizela. Ali, količine bio-dizela trenutno su nedovoljne da bi se svi potrošači snabdjeli njime u potrebnim količinama. Neka svojstva biodizela čine ga nepodesnim za primjenu u visokim koncentracijama. Naprimjer, čisti biodizel ne toči se najbolje na niskim temperaturama, što bi moglo da stvori probleme u njegovom skladištenju u rezervoarima na otvorenom, u područjima sa hladnijom klimom. A moć rastapanja mu je takva da može da probuši čak i gumenu izolaciju, usput, da pokupi godinama nagomilani naftni mulj iz prljavih rezervoara, i njime zapuši filtere i protok goriva. Dugoročno, stručnjaci misle da je rješenje upravo u pronalaženju načina za što masovnijim korišćenjem bio-goriva koja mogu da se obnavljaju, prerađuju iz svog otpada i više puta koriste. Time će se postići da potrošači i njihovi snabdjevači budu manje zavisni od drugih u obezbjeđenju potrebnih količina ulja za grijanje
2.5. Tehnologija proizvodnje bio-dizela Tehnološki postupak proizvodnje biodizela zasniva se na transesterifikaciji -hemijskoj reakciji triglicerida sa metanolom u prisustvu Na-metilata kao katalizatora, pri cemu nastaju metil etri i glicerin. Reakcija se odvija dvostepeno u dva reaktora, svaki sa unakrsnim tokom reaktanata. Razdvajanje etarske – lakse faze i glicerinske – teže faze vrši se u uredjajima za taloženje, praktično na granici rastvorljivosti ovih faza.
17
Slika 5 Reakcija Trans-Esterifikacije Dobijena etarska faza se dalje ispira vodom radi uklanjanja zaostalog metanola, glicerina, katalizatora i sapuna. Isprani etri se se pod vakuumom i hlade. U biodizel se dodaju aditivi za niskotemperaturne karakteristike (depresanti) i stabilizatori (antioksidansi). Glicerinska faza (glicerin, metanol i katalizator) miješa se sa vodom iz procesa pranja metil etara. Zakiseljavanjem sa HCl, katalizator se razlaže na rastvor kausticne sode i metanola. Frakcionisanje metanola i glicerinske vode vrši se u rektifikacionoj koloni. Dobijeni metanol, čistoce 99,99% vraća se u proces transesterifikacije. Glicerinska voda se dalje preradjuje do tehnickog glicerina. Glicerin se takođe može preradjivati do nivoa farmaceutske čistoće.
Slika 6 Šematski prikaz proizvodnje bio-dizela
18
3. PREDNOSTI BIODIZELA U ODNOSU NA FOSILNO GORIVO: 3.1. Ekološke prednosti: •
• •
• • •
smanjena emisija gasova koji izazivaju efekat “staklene bašte”, prije svega CO 2, CO, SO2; nema čađi, benzola, toluola u izduvnim gasovima; biorazgradiv je i netoksičan, slučajna prosipanja ili izlivanja ne predstavljaju ekološki rizik. Umanjuje potrebe za uvozom nafte i rizik u snabdijevanju. Smanjuje efekat staklene bašte kao i emisiju zagađujućih gasova. Koristi se u svim dizel motorima bez značajnijih modifikacija.
3.2. Energetske prednosti: • •
osnovne sirovine su obnovljive; smanjenje potrebe za uvozom fosilnog dizel goriva.
3.3. Tehničke prednosti: • • • •
veći sadržaj kiseonika u biodizelu omogućava potpunije sagorijevanje; produžava radni vijek motora; nisu potrebne nikakve prepravke na motoru u sistemu ubrizgavanja goriva; upotreba biodizela ne zahtjeva izmjene na postojećim transportnim i skladišnim sistemima.
3.4. Ekonomske prednosti: •
• •
niža cijena biodizela u odnosu na fosilni dizel omogućava korisnicima ostvarivanje značajnih ušteda; povećanje zaposlenosti, domaće industrijske i poljoprivredne proizvodnje; smanjenje zavisnosti od uvoza sirove nafte i naftnih derivata.
19
4. ZAŠTITA ŽIVOTNE SREDINE Upotreba biodizela (u poređenju sa fosilnim dizelom) pogodna je u smislu zaštite životne sredine tako što je smanjen efekat staklene bašte kao i emisija drugih zagađujućih materija. Kvantifikacija ovih efekata na životnu sredinu vrši se popularnim pristupom „Well-to-Wheel“ (WTW), gde se vrši mjerenje neto emisije tokom cjelokupnog lanca proizvodnje-potrošnje. Sa druge strane, WTW rezultat emisije može značajno da fluktuira od slučaja do slučaja, u zavisnosti od samog procesa proizvodnje i upotrebe nuzproizvoda. Stoga su pozitivni efekti emisije prilikom upotrebe biodizela dati na bazi mjerenja izduvnih gasova (osim CO 2, koji se uvijek mjeri na WTW bazi), pošto se ovi parametri mogu precizno odrediti. Osnovna prednost upotrebe biodizela kao obnovljivog goriva je značajno smanjenje emisije CO2. Također je redukovana emisija sumpornih oksida, suspendovanih čestica i ugljenmonoksida. Prednosti i nedostaci upotrebe biodizela zavise u mnogome od toga koja se mješavina koristi, kao i od rada motora odnosno vrste motora.
Slika 7 Ekološka ravnoteža ispuštanja CO 2 upotrebom bio-dizela Vrijednosti potencijalnog smanjenja emisije pojedinačnih zagađujućih materija prilikom upotrebe biodizela date su daljem tekstu.
Ugljendioksid (CO2): Na WTW bazi, svaka tona fosilnog dizela dodaje oko 2,8 t CO 2 u atmosferu. Specifičan sadržaj ugljenika jedne tone biodizela je nešto manji, 2,4 t CO 2. Može se pretpostaviti da će ovaj ugljenik biti u potpunosti iskorišten sljedeće godine od strane usijeva koji će dati sirovinu za proizvodnju biljnog ulja, kao i apsorbovan kroz ugljenični ciklus (kao glicerol i čvrsti otpad). Zato se može reći da je neto CO 2 emisija prilikom upotrebe biodizela, kada se posmatra na WTW bazi, skoro jednaka nuli. Sumporni oksidi (SOx): Danas, 1 t konvencionalnog fosilnog dizela u EU sadrži maksimum 350 ppm sumpora u prosjeku. Kada dizel sagorijeva, sumpor se oslobađa u atmosferu u obliku sumpordioksida, doprinoseći formiranju kiselih kiša. Biodizel skoro da nema sumpora 20
(sadržaj sumpora 0-0.0024 ppm). Sa druge strane, u EU se konstantno promoviše upotreba dizel goriva sa malim sadržajem sumpora-ispod 50 ppm (Velika Britanija), ispod 10 ppm (Švedska).
Azotni oksidi (NOx): Emisija azotnih oksida iz biodizela može se povećati ili smanjiti u odnosu na emisiju iz fosilnog dizela, a u zavisnosti od generacije motora i procedure po kojoj se testiraju. Emisija azotnih oksida iz čistog biodizela se povećava za oko 6% u prosjeku u odnosu na fosilni dizel. Obzirom na nedostatak sumpora u biodizelu moguće je koristiti tehnike kontrolisanja azotnih oksida koje je nemoguće koristiti kod fosilnog dizela. Ugljenmonoksid (CO): Biodizel sadrži oksigenate koji poboljšavaju proces sagorijevanja i smanjuju emisiju. Ova činjenica značajno smanjuje (najmanje 20%) emisiju ugljenmonoksida. Čvrste čestice: Udisanje suspendovanih čestica dokazano je kao ozbiljan problem i opasnost po zdravlje čovjeka. Emisija u izduvnim gasovima ovih čestica je kod biodizela 40% manja nego kod fosilnog dizela. Biodegradabilnost: Fosilni dizel se razlaže samo 50% u toku prvih 21 dan poslije prosipanja, dok se biodizel razlaže 98% bez posljedica, za isto vreme. Biodizel tipa B100 smanjuje rizik od pojave kancera za 94%, a tipa B20 za 27%.
Slika 8 Prodaja bio-dizela u svijetu
21
5. EVROPA I BIO-GORIVA Prema projektu REFUEL Evropa ima veliki potencijal za eksploataciju biogoriva. Projekt REFUEL je projekt ovlašten od strane programa Evropske unije "Intelligent Energy Europe" u cilju proučavanja potencijala biogoriva u Europi. REFUEL projekt je koordiniran od strane holandskog centra za energetska istraživanja (Energy research Centre of the Netherlands) i implementiran od strane konzorcija sedam europskih instituta iz različitih područja djelatnosti. Zaključak projekta je da se Europski ciljevi za biogoriva mogu dostići konvencionalnim ulaznim materijalima i trenutnom tehnologijom bez velikih promena u korištenju poljoprivrednih površina i bez ekoloških posljedica.
Slika 9 Bio-dizel - proizvodnja u EU za period 1993-2004.g. Mnogo ljudi zabrinuto je da će veća proizvodnja biogoriva nužno značiti i dizanje cijena hrane jer je proizvodnja biogoriva zapravo pretvaranje hrane u gorivo, ali prema rezultatima REFUEL projekta trenutni ciljevi za biogoriva mogu se ostvariti bez ikakvog negativnog uticaja na cijene i dostupnost hrane. Rezultati projekta pokazuju da neće biti niti negativnih posljedica sa ekološke strane, tj. neće biti potrebna prenamjena šuma, livada i prirodnih rezervata u poljoprivredna zemljišta, većinom zbog toga jer postoje nove prilike poboljšanja roda na postojećim poljoprivrednim zemljištima kod najnovijih članica Evropske unije, što bi s druge strane oslobodilo jedan deo tih površina za proizvodnju biogoriva. Ali uprkos tome što se cilj Europske unije od 10% biogoriva do 2020 može ostvariti prvom generacijom biogoriva i umjerenim uvozom, samo napredna druga generacija biogoriva će stvarno uticati na smanjenje emisija stakleničkih gasova i povećanje energetske sigurnosti, a to su dva glavna cilja energetske politike Europske unije. 22
Druga generacija biogoriva koja se uglavnom proizvodi iz ostataka drvenih ili travnatih biljaka pokazuje znatno veći doprinos po hektaru zemlje i samim time omogućuje mnogo bolje mogućnosti za industriju Europske unije da razvije taj novi energetski sektor. Prva generacija biogoriva, poput biodizela iz uljnih zasada i bioetanola iz šećernih zasada i žitarica, nije zadovoljavajuća za Europsku uniju pa će novi cilj vjerovatno biti razvoj druge generacija biogoriva.
Postojeći i zahtjevani kapaciteti proizvodnje bio-dizela u EZ Ovaj novi cilj europske unije će zahtjevati znatna sredstva da bi se potpuno aktivirao ovaj sektor, jer će biti potrebno razviti neke nove tehnologije za dobijanje biogoriva. To će također zahtjevati razvoj novih tehnologija u nabavnom lancu poljoprivrednih i šumskih ostataka, ali uz dovoljna sredstva i stabilne investicije to ne bi trebao biti problem. Program REFUEL također pokazuje da strategije mogu sektorima pomoći u smanjenju tih ograničenja. Primjeri su inicijalni razvoj nabavnog lanca za biomasu u cilju proizvodnje energije i integracija postrojenja za biogoriva u pokrajinske sisteme grijanja u Evropi. U ovom kontekstu će centralna uloga biti Centralna i Istočna Europa jer ta regija ima najveći potencijal za proizvodnju, pa je prema tome idući korak razvoj i novih tehnologija. Prema izvještaju, Europska unija ima odličan potencijal za proizvodnju biogoriva u svojim najnovijim državama i taj će se potencijal morati iskoristiti, posebno zbog rastuće potražnje za energijom i sve većih cijena energije. Prema tome gotovo je sigurno da će biogoriva (osobito druga generacija) igrati vrlo važnu ulogu u energetskom sektoru Europske unije u nadolazećim godinama.
23
Slika 11 Zatvoreni krug ispuštanja ugljenika u atmosferu i uzimanja ugljenika iz atmosfere kod proizvodnje i upotrebe biogoriva.
24
7. REZIME Biodizel je obnovljivo gorivo (obnovljivi izvor energije) koje se može proizvoditi od algi, biljnog ulja, životinjskih masnoća ili iz recikliranih restoranskih masnoća. Biodizel se može proizvoditi lokalno u većini država. Biodizel nije isto što i biljna ulja koja se koriste u nekim dizel vozilima (sama ili pomiješana s pravim dizel gorivima). Biodizel se proizvodi hemijskim procesom nazvanim transesterifikacija u kojoj se glicerin odvaja od masti i biljnog ulja. Procesom se dobiju dva proizvoda - metil eteri (hemijsko ime za biodizel) i glicerin. Glicerin je vrijedan nusprodukt koji se koristi za proizvodnju sapuna i sličnih proizvoda. Biodizel je biorazgradiv, nije otrovan i tipično proizvodi oko 60% manje emisije ugljen - dioksida gledajući cijeli životni vijek. To je zbog toga jer prilikom rasta biljke uzimaju iz atmosfere određeni dio ugljen- dioksida u procesu koji se zove fotosinteza. Biodizel je uopšteno skuplji od normalnih fosilnih dizel goriva, ali ta bi razlika mogla nestati zbog ekonomije veličine, rastućih cijena goriva i poreznih podsticaja od strane država. U Njemačkoj je, naprimjer, biodizel uopšteno jeftiniji od normalnog dizela na benzinskim pumpama koje prodaju oba goriva. Biodizel koriste milioni vlasnika automobila u Evropi, posebno u Njemačkoj. S tržišnim udjelom od skoro tri posto njemačkog tržišta dizelskim gorivima, biodizel je postao alternativno gorivo broj jedan i upotreba tog goriva će se zasigurno povećavati. Udio sumpora u biodizelu je gotovo zanemariva (< 0,001%). Uz to biodizel je lako biorazgradiv i ne predstavlja opasnost u vidu zagađenja tla i podzemnih voda u slučaju nezgode. Energetska vrednost biodizela je oko 90% energetske vrijednosti običnog dizela. U Sjedinjenim Američkim Državama biodizel je jedino alternativno gorivo koje je zadovoljilo uslove prilikom testiranja uticaja na zdravlje prema zakonu o čistom vazduhu (Clean Air Act - 1990). Ukoliko će se koristiti deforestacija šuma i monokulturne poljoprivredne tehnike, biodizel bi mogao postati ozbiljna prijetnja okolini. Biodizel se često miješa s običnim dizel gorivima. Kada je mješavina u procentu od 20% biodizela i 80% normalnog dizela onda se to zove mješavina B20. Neki ljudi pogrešno vjeruju da je ta mješavina zapravo čisti biodizel. Biodizel se koristi i za mnoštvo ne-motornih upotreba kao što su razrjeđivači i boja i otapala.
25
Biodizel ima znatno višu tačku zapaljivosti od običnih dizela (iznad 160° C). To znači da je rizik od zapaljenja prilikom transporta, skladištenja i upotrebe znatno manji nego kod običnih dizel goriva. Biodizel je u federalnom zakonu u SAD-u označen kao "alternativno gorivo" i registrovan kod agencije za zaštitu okoline (US Environmental Protection Agency EPA) kao gorivo i dodatak gorivima. Biogoriva se trenutno proizvode od šećerne trske, kukuruza, žitarica i soje, a u isto vrijeme na Zemlji živi oko 850 miliona ljudi koji nemaju dovoljno hrane i gladuju. Kukuruz je glavna sirovina za trenutnu masovnu proizvodnju biogoriva poput biodizela i etanola. Kukuruz koji je prije bio namijenjen za proizvodnju hrane sada kupuju proizvođači biogoriva koji su spremni platiti veću cijenu od proizvođača hrane. Biodizel je pokazao da ima performanse slične običnim dizel gorivima u više od 50 miliona kilometara u gotovo svim tipovima vozila, bezbrojnim off-road miljama i bezbrojnim satima pogona plovila. Biodizel ima smanjeni nivo emisije poliaromatskih ugljikovodika (Polycyclic aromatic hydrocarbons - PAH) i nitro-poliaromatskih ugljika koji su identifikovani kao materije koje potencijalno prouzrokuju rak. Biodizel je mnogo bolje mazivo od normalnih dizelskih goriva i produžuje životni vijek motora. Njemački kamion zaslužio je zapis u Guinness-ovoj knjizi rekorda time što je prešao više od 1,25 miliona kilometara (780.000 milja) na biodizel s originalnim motorom.
26
