مزایای بیودیزل چیست؟
در سالهای اخیر پیامهای متفاوتی پیرامون رشد بیودیزل مطرح شده است. در حالی که بسیاری از نهادهای دولتی فهرست گستردهای از مزایای عملکردی و زیستمحیطی آن را تبلیغ کردهاند، بسیاری از کاربران اولیه با معایب غیرمنتظرهای مواجه شدند که به ندرت به آنها پرداخته میشود.
در این مقاله، به بررسی بیودیزل، تاریخچه، ظهور و مزایای این سوخت «جدید» میپردازیم و توضیح میدهیم که چگونه مصرفکنندگان میتوانند خود را در برابر مشکلات ناشی از مصرف بیودیزل محافظت کنند.
بیودیزل چیست؟
بیودیزل چیست؟ بیودیزل یک سوخت دیزل مبتنی بر زیستتوده است که از روغنهای گیاهی و چربی حیوانی به دست میآید و به طور کلی به عنوان جایگزینی پاکتر برای دیزل نفتی شناخته میشود. فرآیند تولید بیودیزل شامل روشی به نام ترانساستریفیکاسیون است که در آن روغن گیاهی یا حیوانی، الکل و یک کاتالیزور با هم ترکیب و حرارت داده میشوند تا یک واکنش شیمیایی رخ دهد. هدف این واکنش، تجزیه مولکولهای تریگلیسیرید به استرهای زنجیره بلند و مولکولهای گلیسرول است. محصول جانبی گلیسرول جمعآوری شده و برای کاربردهای دیگر مانند تولید صابون استفاده میشود.
استرهای زنجیره بلند، بیودیزل را تشکیل میدهند و بسیار شبیه به زنجیرههای هیدروکربنی موجود در دیزل نفتی هستند.
بیودیزل معمولاً با دیزل نفتی مخلوط میشود تا ترکیبی زیستپایه تولید شود که به عنوان جایگزینی سبزتر برای دیزل نوع ۲ فروخته میشود. نسبت بیودیزل به دیزل نفتی بسته به نوع ترکیب متفاوت است. برای مثال، ترکیب «B2» شامل ۲٪ بیودیزل و ۹۸٪ دیزل نفتی است. رایجترین ترکیبها با نسبتهای ۲٪ (B2)، ۵٪ (B5) یا ۲۰٪ (B20) تولید میشوند. در برخی موارد، بیودیزل خالص (B100) نیز تولید و برای کاربردهای مختلف استفاده میشود.
تاریخچه و ظهور بیودیزل
- دهه ۱۸۹۰: اولین موتور دیزل توسط دکتر رودولف دیزل اختراع شد. این موتور با روغن گیاهی خالص کار میکرد که بخشی از چشمانداز دکتر دیزل برای تامین سوخت در مناطق کشاورزی دورافتاده بود که فرآوردههای نفتی در آنها به راحتی در دسترس نبود. با این حال، دیدگاه او تا نزدیک به یک قرن بعد به طور کامل محقق نشد.
- دهه ۱۹۱۰: مدت کوتاهی پس از مرگ دکتر دیزل، نفت به طور گسترده در دسترس و بسیار ارزان شد. این امر باعث تثبیت جایگاه دیزل نفتی در اقتصاد جهانی و تأثیرگذاری بر طراحی موتورهای دیزل آینده شد.
- دهه ۱۹۳۰: یک مخترع بلژیکی پیشنهاد استفاده از ترانساستریفیکاسیون برای تبدیل روغن گیاهی به استرهای متیل اسید چرب (FAME) را داد که امروزه به عنوان بیودیزل مدرن شناخته میشود. این فرآیند باعث کاهش ویسکوزیته روغنهای گیاهی شد که مانعی بزرگ برای استفاده در موتورهای دیزل مدرنتر به شمار میرفت.
- دهه ۱۹۸۰: نگرانیها درباره محیط زیست، امنیت انرژی و تولید بیش از حد محصولات کشاورزی، بیودیزل را بار دیگر به عنوان جایگزینی برای دیزل نفتی مطرح کرد.
- دهه ۱۹۹۰ تا ۲۰۰۰: تلاشها برای بهبود بیودیزل در اروپا و آفریقای جنوبی ادامه یافت که در نهایت به رشد صنعت بیودیزل در سطح بینالمللی منجر شد. ایالات متحده به دلیل قیمت پایین دیزل نفتی در پذیرش بیودیزل عقب ماند. پس از حملات ۱۱ سپتامبر، بیودیزل به دلیل افزایش قیمت نفت و آگاهی از وابستگی انرژی ایالات متحده، به سرعت شناخته شد.
- امروز: مصرف بیودیزل به دلیل مزایای زیستمحیطی، سهولت استفاده و مشوقهای دولتی به طور چشمگیری افزایش یافته است. مصرف داخلی از ۱۰ میلیون گالن در سال ۲۰۰۱ به نزدیک به ۲ میلیارد گالن در سال ۲۰۱۶ رسید. از سال ۲۰۱۶، مصرف بیودیزل نسبتاً ثابت مانده و به دلیل تعرفههای جدید بر واردات ارزان بیودیزل، اندکی کاهش یافته است.
مزایای بیودیزل چیست؟
با وجود اینکه بیودیزل گرانتر از دیزل نفتی است، پذیرش آن عمدتاً به دلیل مزایای فراوان و مشوقهای دولتی بوده است. مهمترین مزایای بیودیزل در مقایسه با دیزل نفتی به شرح زیر است:
۱. منبع انرژی تجدیدپذیر
یکی از مزایای آشکار بیودیزل این است که منابع آن قابل پرورش هستند. همانطور که گفته شد، بیودیزل از روغنهای گیاهی و گاهی چربی حیوانی تولید میشود که هر دو به راحتی قابل بازتولید هستند. علاوه بر این، بیودیزل میتواند از روغنهای پختوپز استفادهشده نیز ساخته شود که در غیر این صورت به عنوان ضایعات تلقی میشوند.
۲. بیطرفی کربنی
دولت ایالات متحده بیودیزل را کربنخنثی در نظر میگیرد. به این معنا که فرآیند تولید و مصرف آن تأثیر خالصی بر انتشار CO2 ندارد. دیاکسیدکربنی که توسط محصولات زراعی جذب میشود به اندازهای است که انتشار ناشی از سوختن سوخت را جبران میکند.
به طور کلی، نشان داده شده است که بیودیزل ۷۸٪ کمتر از دیزل نفتی CO2 تولید میکند.
۳. کاهش آلایندهها
علاوه بر کربنخنثی بودن، بیودیزل میزان آلایندههای مضر کمتری نسبت به دیزل نفتی منتشر میکند. این شامل مونوکسیدکربن، هیدروکربنها، ذرات معلق و سایر سموم هوایی است که برای محیط زیست و سلامت انسان مضر هستند.
تنها استثنا، انتشار اکسید نیتروژن است که در هنگام سوختن بیودیزل اندکی بیشتر است.
۴. بهبود روانکنندگی
دیزل ترکیبی زیستپایه نشان داده است که روانکنندگی بهتری نسبت به دیزل نوع ۲ سنتی دارد. این مزیت مهمی است زیرا فرآیندهای فعلی هیدروتریتینگ ترکیبات روانکننده دیزل نفتی را حذف کردهاند تا دیزل با گوگرد فوقالعاده کم (ULSD) تولید کنند. بیودیزل به طور طبیعی دارای سطوح پایینتری از گوگرد است و علاوه بر کاهش گوگرد، به حفظ روانکنندگی در دیزلهای ترکیبی کمک میکند. این بهبود در روانکنندگی باعث کاهش سایش قطعات موتور و افزایش طول عمر آنها میشود.
۵. عدد ستان بالاتر
یکی دیگر از مزایای بیودیزل برای موتور، عدد ستان بالاتر آن است. اگرچه داشتن عدد ستان بالاتر از توصیه سازنده مزیت خاصی ندارد، اما اطمینان میدهد که سوخت مصرفی از حداقل مورد نیاز پایینتر نباشد، چرا که این موضوع میتواند آسیب جدی به موتور وارد کند.
۶. ایمنی زیستمحیطی
علاوه بر کربنخنثی بودن و انتشار کمتر آلایندههای مضر، بیودیزل به طور کلی ایمن برای محیط زیست تلقی میشود. طبق مرکز داده سوختهای جایگزین، «بیودیزل سمیتر از نمک خوراکی نیست» و اگر روی زمین ریخته شود، «به سرعت به بقایای آلی طبیعی تجزیه میشود».
۷. سازگاری با موتور
با توجه به اینکه بیودیزل در بسیاری از جنبهها از دیزل نفتی برتر است، ممکن است سوال شود که آیا با موتورهای دیزل مدرن سازگار است یا خیر. خوشبختانه، بیودیزل با تقریباً همه موتورهای دیزل تولیدشده پس از ۱۹۹۳ سازگار است. تجهیزات تولیدشده قبل از ۱۹۹۳ ممکن است دارای واشرهای لاستیکی در سیستم سوخت باشند که با بیودیزل ۱۰۰٪ سازگار نیستند. برای این موتورها، ترکیبهایی مانند B20 مناسب تشخیص داده شدهاند.
محافظت از خود در برابر معایب بیودیزل
معایب بیودیزل هرگز به اندازهای نیستند که مزایای فراوان آن را تحت تأثیر قرار دهند، اما چالشهایی واقعی برای استفاده در اقلیمهای سرد و ذخیرهسازی بلندمدت ایجاد میکنند.
ژل شدن سوخت
دیزل مدتهاست به دلیل ژل شدن در دماهای پایین بدنام است، جایی که سوخت به مادهای مومیشکل و ژلمانند تبدیل میشود و دیگر نمیتوان آن را به موتور پمپ کرد. بیودیزل نسبت به دیزل نفتی بسیار حساستر به ژل شدن است. اگر به آن رسیدگی نشود، ژل شدن میتواند یک منبع کامل سوخت یا موتور را غیرقابل استفاده کند.
برای مقایسه عملکرد دیزل در دماهای پایین، دو متغیر رایج استفاده میشود: نقطه ابری (Cloud Point) و نقطه ریزش (Pour Point). نقطه ابری دمایی است که در آن مومهای سوخت شروع به جامد شدن میکنند و ظاهر کدر ایجاد میشود. نقطه ریزش زمانی است که سوخت توانایی جریان یافتن خود را از دست میدهد. هنگام مقایسه دیزل نفتی با بیودیزل در هوای سرد، مشاهده میشود که بیودیزل بسیار زودتر از دیزل نوع ۲ شروع به جامد شدن میکند. همین واقعیت باعث شده بسیاری از تامینکنندگان سوخت در ماههای زمستان از بیودیزل فاصله گرفته و به دیزل نفتی روی بیاورند.
برای مقابله با ژل شدن سوخت در هوای سرد، معمولاً عوامل ضدژل به آن اضافه میشوند. این ترکیبهای زمستانی به طور استاندارد در پمپها عرضه میشوند و میتوان با افزودنیهای قویتر در شرایط دمایی شدید تقویتشان کرد.
یافتن افزودنی مناسب در بازار دشوار است، بهویژه به دلیل زبان بازاریابی فریبنده. عباراتی مانند «بهبود میدهد» یا «کمک میکند» معمولاً نشاندهنده این هستند که محصول چندان جدی یا آزمایششده نیست. این به معنای ناکارآمدی آنها نیست، اما فقدان ادعاهای دقیق باعث میشود نتوان اطمینان حاصل کرد که در شرایط خاص از ژل شدن سوخت جلوگیری میکنند. ادعاهای دقیق معمولاً شامل دمای مشخص برای نقطه ریزش یا سختتر از آن، نقطه مسدود شدن فیلتر سرد (Cold Filter Plug Point) هستند.
آلودگی میکروبی
آلودگی سوخت از ابتدای ورود دیزل یک مشکل بوده است، اما همانند ژل شدن، بیودیزل نسبت به دیزل نفتی حساستر به آلودگی میکروبی است. این موضوع عمدتاً به دلیل تمایل بالاتر بیودیزل به جذب آب است که عامل اصلی رشد سریع میکروبها در سوخت دیزل محسوب میشود.
زمانی که آب از محلول خارج شده و لایهای در زیر سوخت تشکیل میدهد، باکتریها و قارچها در آب تجمع کرده و شروع به تغذیه از سوخت میکنند. در گذر زمان، این میکروبها بیشازحد تکثیر شده و لجن ایجاد میکنند که عمدتاً از میکروبهای مرده و محصولات جانبی هضم آنها تشکیل شده است. این لجن میتواند فیلترها را مسدود کرده و به اجزای موتور آسیب برساند. این مشکل بیشتر در ذخیرهسازی بلندمدت سوخت (چه دیزل معمولی و چه بیودیزل) رخ میدهد.
برای مقابله با این مشکل، توصیه میشود سوخت به طور منظم فیلتر شود تا آب و سایر آلایندهها حذف شوند. این کار میتواند از طریق پالایش سوخت سیار یا سیستمهای خودکار فیلتراسیون انجام گیرد. پالایش سوخت سیار شامل فرد یا شرکت ثالثی است که به صورت دورهای سوخت را فیلتر میکند. سیستمهای خودکار نگهداری سوخت، یک سیستم دائمی نصبشده هستند که بر اساس برنامه زمانبندیشده به طور مرتب سوخت را فیلتر میکنند. این راهکارها نسبت به سرویسهای سیار ترجیح داده میشوند، زیرا به طور مداوم از پاک بودن منبع سوخت اطمینان حاصل میکنند.
